1.1   驱动原理

本项目机器人的采用特殊的单电机三轮传动结构：前面左边的轮子是主动轮，由一个电机直接驱动；前面右边的是从动轮，起到平衡作用；后面一个轮子也是从动轮，也起到平衡的作用。

这个结构区别于PVC-Robot 1号机器人的双电机三轮传动结构——双电机传动结构的两个前轮都是主动轮，可以通过改变两个前轮电机的转/停来控制机器人的行动方向（即实现转向）；相对的，单电机传动结构的两个前轮中只有一个是主动轮，只能是控制机器人单向前进，而且如果要保持直线行走的话，还必须仔细调试好各轮子的安装位置和角度。

前轮只有一边是有动力的，需要调整好各轮子的安装角度，确保所有轮子的轴方向都是垂直于前进方向。尤其是前面右边的从动轮（下图最下面的轮子），如果稍微安装有点偏差的话，最后整体前进的时候可能就无法保持直线行走。

1.2   机械结构

本项目的单电机驱动的三轮结构，要求注意：

以上的三点在设计制作本项目的机械结构时要特别注意的，作为反面教材——本项目早期的版本就因为没有考虑以上的问题而被淘汰（具体见 下面 ）

本项目机器人除了传动结构采用的是特殊的单电机结构，在太阳能电池板的支架采用了两组活动的支撑关节（凹凸件），确保太阳能电池板可以任意调整角度，则无论机器人向往哪个方向移动，其太阳能电池板都能转动调整（手工调整）到一直对准太阳的位置，以保障太阳能电池板提供相对稳定的电能。

以下为多自由度凹凸关节件的结构图，所谓一个自由度可以理解为一个可活动的关节，下图中我们可以看到共有三组可以活动的关节，可以称为3自由度，但是实际上最下面和最下面的两个关节的效果都是水平旋转，在通常情况下都是一样的——实质上应该称为2自由度，即：水平面旋转自由度＋垂直面旋转自由度。

不过，以上结构在本项目中，最上面的一个水平关节是连接太阳能电池板的，这个关节实际上可以调整太阳能电池板正面水平角度，与底座的水平关节的效果还是不同，相当于下面两个关节是手臂的水平和垂直关节，而最上面这个关节是手腕的关节，所以还是可以称为一个3自由度结构。当然，调整太阳能电池正面水平的角度可以对于项目本身来说没有太大的意义（与对准太阳光关系不大），但在这里还是侧重在作为一种机械结构进行了解。

1.3   电路原理

本项目的电路与上一个项目的电路是一摸一样的，电路原理也是一摸一样的——典型的脉动充放电控制电路。

基本原理如下：

简单的说，即：太阳能电池对电解电容充电，当充电量达到由LED二极管设置的充电上限后，则电路开始瞬间放电提供给电机转动；虽然电机转动消耗电能使电压下降至低于LED二极管的下限，但是由于电路存在一个导通循环的机制，仍然会继续放电让电机转动，能够尽可能的把电解电容中存储的电能都消耗掉；消耗完电解电容中的电能后，重新由太阳能电池对其进行充电……如此循环往复。

也可以这样理解：太阳能电池对电解电容进行缓慢充电（太阳能电池的电流比较小），充电达到上限后对电机进行瞬间放电（电机的电流比较大）；放电停止的下限比较低，可以比较彻底的把充电的电量消耗完。

在上一个项目中已经对该电路原理进行了更详细的分析，这里不再重复。如果还有不清楚的，或者有兴趣继续了解的，可以点击 这里 。

3.1   电路焊接

本项目机器人的控制电路和上一个项目是一样的，关于电路焊接的说明这不再重复，具体请参考上一项目（ 点击这里 ）。

这是“电路板正面布局图”（无焊点的一面，黑芯蓝点为焊点，蓝色带代表焊点相连）：

这是“电路板底面布局图”（有焊点的一面，黑芯蓝点为焊点，蓝色带代表焊点相连）：

待焊接的电子元件。

最终焊接好的电路。

3.2   结构制作

把PVC材料裁切成图示的形状和尺寸。

从左到右分别为：关节凹凸件、电机底座、小车底盘／太阳能电池底板。

从动轮的支架，用曲别针弯成如图的形状。

准备好各部分材料和配件。

3.3   主动轮

由于小电机的轴直径比较小（仅为1mm），而作为主动轮的滑轮轴孔比较大（2mm），为了把滑轮安装到电机轴上，则需要借助一个轴直径和电机一样的（1mm）小齿轮——把滑轮的内径用锥子再扩大一点，把小齿轮插入滑轮的轴孔中。

即：电机轴连接小齿轮，小齿轮再连接滑轮。

3.4   安装电机

把电机用透明胶布固定在底座上。

把电机连同底座一起，用1.2mm*5的螺丝和螺母固定在小车底盘上。

3.5   安装轮子

安装小车的轮子。

用2*6mm的螺丝把从动轮的支架固定在小车底盘上。

把主动轮（滑轮）也安装到电机轴上。调整从动轮的支架角度，使小车整体与地面平行。

3.6   太阳能电池

安装太阳能电池板，主要是要安装好几个凹凸件的关节。

用双面胶把太阳能电池固定在底板上。

把凹凸关节件两部分用2*10mm的螺丝螺母连接在一起，再用2*6mm的螺丝螺母把凹凸关节件的“凸部分”固定到太阳能电池底板上。

把凹凸关节件的“凹部分”用2*6mm的螺丝螺母固定到小车底盘。

安装好太阳能电池的小车。

3.7   安装电路

把电路安装起来。

电路板用1.2*5mm的螺丝和螺母，加上一个块2mm的塑料垫片，固定到小车底盘上。

把电路板上的电线与电机的电极连接起来，同时把太阳能电池的电线也接好。由于是太阳能驱动，所以本项目机器人的就可以不用再安装电源开关了。

3.8   整机调试

要想小车能够滑行得比较远，要求从动轮的支架在作为轴承的部分要保留足够的空间，不要把轮子夹得太紧，即从动轮转动时摩擦尽可能的小。

要想小车滑行时能够保持直线运动，则需要通过调整从动轮的支架使从动轮处于最佳位置，三个轮子的方向都与前进方向平行。

这里不得不提一下 ，本项目的最初版本，是：采用大齿轮作为主动轮，采用小滑轮作为从动轮。

最终经过测试，不得不淘汰该设计，主要原因有

最终改变为现在的方案

淘汰的设计

3.9   最终展示

最终效果的展示——由于凹凸关节件的作用，太阳能电池可以任意转向不同的方向。