在剛剛播出的科幻影片《星球大戰(zhàn)：原力覺醒》中，首次出現(xiàn)的BB-8機(jī)器人圓滾滾的形象受到了很多星戰(zhàn)迷的喜愛。消防隊(duì)員Ed Zarick也不例外，為此他借助3D打印技術(shù)復(fù)制出了一個(gè)跟電影中一模一樣的BB-8機(jī)器人。可以想象，這并不是一項(xiàng)很容易的任務(wù)，為此Zarick不得不克服一系列工程技術(shù)方面的障礙。不過幸運(yùn)的是，Zarick最終還是將它制作了出來，與此同時(shí)他還將這個(gè)項(xiàng)目開源，提供了自己如何構(gòu)建這個(gè)可遙控BB-8機(jī)器人的所有細(xì)節(jié)（點(diǎn)擊:http://www.edsjunk.net/wordpress/eds-bb-8-build-guide/）。

     實(shí)際上，當(dāng)BB-8首次在預(yù)告片上出現(xiàn)后就有很多人嘗試自己去復(fù)制它。最引人注目的是在Facebook上一個(gè)被稱為BB-8建設(shè)者俱樂部（BB-8 Builders Club）的愛好者群體，這個(gè)群體的參與者超過1萬人。Zarick一開始的靈感就來自這個(gè)群體提出的設(shè)計(jì)。當(dāng)然，Zarick在他們?cè)O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，力圖讓自己的模型無論是在外形還是在功能上都盡可能地準(zhǔn)確。最終的結(jié)果是令人驚嘆的——閃爍的燈光、滴滴的電子蜂鳴聲，甚至包括BB-8標(biāo)志性的滾動(dòng)都惟妙惟肖，在愛好者當(dāng)中引起了一片膜拜聲。那么他是怎么做到的呢？

     首先，Zarick站在巨人的肩膀上，使用了BB-8建設(shè)者俱樂部已經(jīng)設(shè)計(jì)好的3D打印CAD文件來構(gòu)建機(jī)器人的頭部。他所要做的就是把填充率設(shè)為百分之百，然后點(diǎn)擊“打印”啟動(dòng)自己的Replicator 2X 3D打印機(jī)。他使用的材料是PLA。至于BB-8的身體，則是一個(gè)20英寸的球體，用PC材料做的，這個(gè)工作他外包給了 California Quality Plastics，售價(jià)為500美元。

    當(dāng)然，這個(gè)設(shè)計(jì)最具挑戰(zhàn)性的部分還是如何實(shí)現(xiàn)BB-8的頭部在上面，然后其身子滾來滾去的運(yùn)動(dòng)。據(jù)Zarick介紹，他是用磁鐵將其半球形的頭部與身體連接的，他在頭部的下面放了一個(gè)磁鐵，另一個(gè)磁鐵則放在其球形身體的一個(gè)柱子上。

     Zarick對(duì)BB-8項(xiàng)目的最大貢獻(xiàn)是其傳動(dòng)系統(tǒng)，這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單而優(yōu)雅的解決方案。其他BB-8建設(shè)者在解決其運(yùn)動(dòng)問題時(shí)往往采用的是“倉鼠輪（hamster wheel）”的設(shè)計(jì)，這是Zarick給它起的名字，為了讓機(jī)器人移動(dòng)，這些人使用了一個(gè)帶配重的單軸，然后您會(huì)看到一個(gè)馬達(dá)在球體里驅(qū)動(dòng)一套輪子，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)輪子推動(dòng)其身體，就像一個(gè)倉鼠在驅(qū)動(dòng)倉鼠球一樣。據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解，迪士尼推出的BB-8玩具的設(shè)計(jì)方式。有兩個(gè)輪子連接到一個(gè)沉重的電子模塊上，驅(qū)動(dòng)著這個(gè)小型的遙控裝置前進(jìn)。其底部的重量保持著球的水平，而一個(gè)桅桿式的東西通過磁鐵與頭部連接，下面則連著一個(gè)水平軸，這個(gè)軸連接著兩個(gè)輪子。Zarick稱，盡管這個(gè)設(shè)計(jì)猛地看來沒有問題，但是一旦將其放大到BB-8的實(shí)際尺寸，其實(shí)現(xiàn)難度就要比人們想象的大得多。Zarick認(rèn)為倉鼠輪的設(shè)計(jì)要處理的重量太多。

   而Zarick的設(shè)計(jì)則要簡(jiǎn)單得多了，他的基本設(shè)計(jì)架構(gòu)是靠一個(gè)單軸在機(jī)器人的球形身體里驅(qū)動(dòng)，用平衡錘掛在它的下面，而在重量的另一端則是磁鐵，將BB-8的頭部吸引到身體上。

     整個(gè)設(shè)計(jì)的結(jié)果就形成了這樣一個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)一臺(tái)電機(jī)在朝著一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)該平衡錘的時(shí)候，整個(gè)身子卻朝著另外一個(gè)方向滾動(dòng)。這樣，Zarick的系統(tǒng)就比上面的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單多了。Zarick設(shè)計(jì)的BB-8內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)是由少數(shù)電機(jī)、支架、軸承、軸和滑輪。其它都是用這位消防員的CNC機(jī)床和鋁材加工而成的。為了支持驅(qū)動(dòng)BB-8向前所需要的重量，他還加工了一個(gè)架子并使其與系統(tǒng)的主桅桿平行。有一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)會(huì)在桅桿的中心將機(jī)構(gòu)向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，而球則會(huì)向相反的方向滾動(dòng)。

    得益于其身體內(nèi)部的配重，BB-8的頭部會(huì)在球體的表面滑動(dòng)，但是要真正賦予它生命，它的頭部還要能夠自己旋轉(zhuǎn)。為此Zarick設(shè)置了一個(gè)連續(xù)伺服電機(jī)，并將其連接到控制BB-8頭部的磁鐵上，該電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁鐵也會(huì)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)其頭部轉(zhuǎn)動(dòng)。

     至于遙控模塊，Zarick在Adafruit那里購買了一個(gè)帶無線數(shù)據(jù)交換天線的XBee模塊，并將其與一個(gè)Arduino Pro Mini連接。其他需要準(zhǔn)備的部件包括鋰電池、一些電子適配器和一對(duì)搖桿，所有這些部件都被安裝在一個(gè)3D打印的外殼里。另外，Zarick還專門寫了幾段Arduino代碼使整個(gè)系統(tǒng)都能夠完美的運(yùn)行，這些代碼都是開源的。

據(jù)悉，Zarick從設(shè)計(jì)、規(guī)劃到制造完成用了大約兩個(gè)月的時(shí)間，總共花費(fèi)了3000美元的成本。不過他承認(rèn)由于是第一次探索，這中間花了很多冤枉錢，這個(gè)BB-8的真實(shí)成本可能接近1500-2000美元。這可不是一個(gè)小數(shù)字，很顯然，您得對(duì)星戰(zhàn)有足夠的熱愛才能夠最終完成它。

（編譯自Engineering）

(責(zé)任編輯：admin)

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