前几天没什么事，就准备自己做一个写字机器人，初期查了一些资料，但是楼主还是想了一些创新

例如“运用极坐标来制作”  PS：传统的写字机器人都是用的直角坐标

首先去超市选了一款儿童玩具，如下图

相信好多人都见过，之所以选这个的原因是，这种绘图板擦写很方便

以后调试的时候会省很多事，如果用A4纸太浪费了

然后就是选用电机了，为了控制精准，我选用的是舵机搭配步进电机

之所以选择5V的步进电机也是为了方便控制，仅仅一个ULN2003驱动芯片就可以搞定

电机舵机都选好就剩下主控芯片了，首选Arduino无疑了，这里用的是最经典的UNO

硬件电路选好以后还要考虑运动机构了，这对河南科技大学机电学院的学生来说简直小菜一碟，洛阳工学院的历史沉淀也不是吹的

皮带、丝杠、齿轮齿条三种最常用的，当然是丝杆最合适了，不过网上其他人做都是用的同步带

因为小编的材料费完全是从伙食费里面省出来的，所以说什么同步带都是有钱人玩的

去五金店五块钱买了一根1M长的丝杠完事，直径M4,另外还买了一根直径是3mm的光轴

材料都准备齐了，剩下的就该设计了

对大学生来说，最好用的设计软件当然非Solidworks莫属了

零件图，装配图，工程图，一波操作后大致雏形出来了

首先用3D打印给步进电机加个座

下面是软件绘制的模型图

中间的是用来装笔的，右边用来固定光轴

上面的设计图打印出来就是这样了

步进电机和舵机的位置如下图

通上电试了一下运动速度，发现舵机的速度还可以，但是步进电机就不行了

因为步进电机的速度本来就慢，再加上用的丝杠机构，速度更是慢的离谱

所以，小编又咬咬牙买了个直流减速电机，如下图

淘宝买来的，不到二十，还包邮

换了直流电机，电机的座子、联轴器都要重新设计

座子打印完成，装配完的效果

因为单片机的电流无法驱动直流电机，所以加了一块L298N直流电机驱动

上图左下角就是了

为了编程方便，构建一个极坐标系，下面开始烧脑了，苦逼的计算过程开始了

算了一天，终于有点头绪，把程序搞进去看看效果

保存成GIF

视频压缩后上传的，有将近一分钟，可以看出来。写的有点歪，程序中设定的是一条竖直的线段

20181103_031828.zip 

#include <Servo.h>
#include <Math.h>
Servo myservo;
int i = 87;//舵机中间位置 i为舵机位置指示参数
int x=30;   //笔位置（笔尖到转轴的距离）
int led = 13;//中断指示灯
int c=0;
int s=0;
int u=0;
int v=0;
volatile int state = 0;

void setup() {
  pinMode(A1, OUTPUT);
  pinMode(A2, OUTPUT);
  pinMode(A3, OUTPUT);
  pinMode(A4, OUTPUT);
  pinMode(3, INPUT_PULLUP);
  pinMode(4, INPUT_PULLUP);
  pinMode(5, INPUT_PULLUP);
  pinMode(6, INPUT_PULLUP);
  pinMode(7, INPUT_PULLUP);
  pinMode(8, INPUT_PULLUP);
  pinMode(led, OUTPUT);
  attachInterrupt(0, blink, CHANGE);
  myservo.attach(9);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  //myservo.write(87);
  //Serial.println(s);
begain();
shoudong();
//sanjiao(); 
delay(10);
//z87_78_114_91 ();
//z88_40_130_60 ();
h130_60_114_91 ();
}

void z87_78_114_91 ()
{
for(;s<1;s++)
{
  for(int t=90;t<=114;t++)
  {
    int a=80.00/cos(PI*(t-90)*1.20/180.00)+0.5;
    yundong(t-2,a);
    Serial.print(t);Serial.print("  ");Serial.println(a);
    delay(200);
    }
  }
}
void z88_40_130_60 ()
{
for(;s<1;s++)
{
  for(int t=90;t<=130;t++)
  {
    int a=40.00/cos(PI*(t-90)*1.20/180.00)+0.5;
    yundong(t-2,a);
    Serial.print(t);Serial.print("  ");Serial.println(a);
    delay(200);
    }
  }
}
void h130_60_114_91 ()
{
for(;u<1;u++)
{
  for(int t=130;t>=114;t--)
  {
    int a=40.00/sin(PI*(t-90)*1.00/180.00);
    yundong(t,a);
    Serial.print(t);Serial.print("  ");Serial.println(a);
    delay(200);
    }
  }
}


///////////////////////////////////////////////////////////////////////子程序///////////////////////////////////////////////
void begain()//回零点
{
  for(;c<=1;c++)
  {
    myservo.write(i);
    delay(100);
    fanzhuan(120);
    zhengzhuan(3);
    x=30;  
    }  
  }

int yundong(int a,int l)//////////////////////////运动/////////////
{
  if(l>x)
  {
    zhengzhuan(l-x);
    }
    else fanzhuan(x-l);
myservo.write(a);
delay(100);
i=a;//更新位置
x=l;
}
  
void shoudong()
{
  myservo.write(i);
  if (digitalRead(3) == LOW) {i++;delay(10);Serial.print(i);Serial.print(" ");Serial.print(x);Serial.println("  k1");}
  if (digitalRead(4) == LOW) {i--;delay(10);Serial.print(i);Serial.print(" ");Serial.print(x);Serial.println("  k2");}
  if (digitalRead(5) == LOW) {i = 87;delay(150);Serial.print(i);Serial.print(" ");Serial.print(x);Serial.println("  k3");}
  if (digitalRead(6) == LOW) {yundong(87,78);Serial.println("4");}
  if(state==0)
  {
      if (digitalRead(7) == LOW)
      {
          if(x>30)
            {
              fanzhuan(1);x--;Serial.print("   ");Serial.print(x);Serial.println("  k5");
              }
      }
      if (digitalRead(8) == LOW)
       {
          zhengzhuan(1);x++;Serial.print("   ");Serial.print(x);Serial.println("  k6");
        }
  delay(10);
  }  
}


int zhengzhuan(int m)
{
  for (; m >= 1; m--)//m是移动的距离，单位毫米
  {
    analogWrite(A1, 255);//1
    analogWrite(A2, 0);
    delay(210);
    analogWrite(A1, 0);
    delay(10);
  }
}

int fanzhuan(int m)
{
  for (; m >= 1; m--)
  {
    if(x<30)break;
    analogWrite(A1, 0);
    analogWrite(A2, 255);
    delay(210);
    analogWrite(A2, 0);
    delay(10);   
  }
}

void blink()//中断函数
{
  state = !state;
  digitalWrite(led, state);
  x=29;
  
}

为了安全起见程序中加入了一个限位，防止电机超程堵转

笔上面的皮筋是为了笔尖和画板始终接触

为了防止出现意外，在电机架上面加了一个限位开关，程序写在中断里面

只要笔架碰到限位，自动回零点（画板的中心）

目前走直线是没有问题了，简单写了一个画二极管的程序

这个是Arduino的驱动插件

drivers.zip 

因论坛最大上传文件大小为50M，我的IDE传不上来，所以需要的留个邮箱，我给发过去

极坐标单位表.PDF 

这是我自己画的一个极坐标单位表，用来方便编程的