陈利标 郑暖暖 苏宗梓

（华南理工大学广州学院，广州510800）

1 方案设计

基于Arduino控制的球形机器人的实现方案如图1所示，PS2通过无线连接（4G信号）将信号发送到球形机器人上的信号接收器，Arduino控制器接收信号接收器上的信号，处理信号并作出反应，控制直流减速电机的转动，电机通过轮子与外壳之间的摩擦带动外壳，实现机器人的移动，同时内部驱动小车通过配重块实现自平衡，达到平稳状态。

图1 设计方案流程

图2即是球形机器人的内部驱动小车的结构图。图2中，车子底部银白色金属就是配重块。主要作用为调节驱动小车的重心，使小车能够在轮子与外壳摩擦力的反作用力的作用下达到平衡的状态，防止小车在内部翻滚，带动外壳。

图2 球形机器人结构图

图3就是球形机器人的外壳，这是一个外观美化过的亚克力外壳。相比原装的亚克力外壳更加美观、耐磨，同时也更加具备神秘感。

图4就是PS2遥控手柄，PS2手柄采用无线连接（4G），信号延迟较其他连接更低。

图3 球形机器人的外壳

图4 PS2遥控手柄

2 球形机器人各部分机构介绍

（1）遥控部分：本设计采用PS2遥控手柄进行遥控。它的连接方式是无线连接。

（2）驱动部分：本设计采用负载扭矩为3.4的直流减速电机，驱动器采用L298N，只需要简单输出PWM就能控制直流减速电机的转速。

（3）配重部分：在球形机器人内，有一个配重结构，发挥调节机器人重心的作用。它是本设计的一大亮点。当球形机器人内部电机转动的时候，在重力的作用下内部小车不会倾斜，但是因为在电机作用下，内部小车与球体相对转动，所以当内部小车在配重块的作用下处于平衡状态时，球体运动。……