核心概念
工程学
机器人学
振动
设计
简介
毛刷机器人是一种有趣且受欢迎的机器人类型，它由牙刷头、一块小型纽扣电池和一个小型振动马达（如电动牙刷中使用的那种）制成。虽然这些电子零件在家中可能很难找到，但如果你制作一个简单的振动台，仍然可以制作毛刷机器人。这个项目将展示如何做到这一点——无需任何电子零件！
背景
毛刷机器人是一种易于制作的机器人版本，更广泛的称呼是“振动机器人”，意味着它们由振动运动驱动。你是否注意到，如果手机在振动模式下放在桌面上，当它响起时会轻微移动，或者当你玩游戏时，你可以感觉到游戏手柄在你手中震动？这是因为这些电子设备内部有带有旋转配重的小型马达。当这些配重快速旋转时，会导致整个设备振动。你可以将其中一个马达和一个小型电池放在牙刷上，制作一个微型机器人。
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与通常具有一定程度的“智能”和转向功能的大型机器人不同，毛刷机器人的运动是随机的，因为它会四处弹跳。但是，你可以通过调整其具体的构建方式来对毛刷机器人的运动施加一定的控制。在这个项目中，你将测试使用直的或倾斜的牙刷刷毛如何影响毛刷机器人的运动，并尝试提出一种可以更快移动并且直线前进的设计。
材料
两把带有直刷毛的牙刷
两把带有倾斜刷毛的牙刷
剪刀
尺子
胶水或双面泡沫胶带
中等尺寸的纸板箱，如麦片盒或鞋盒
三支木制铅笔
其他各种手工材料：管道清洁器、牙签、泡沫塑料等（可选）
准备工作
小心地切下纸板箱的一个大侧面。
从纸板箱的另一个侧面切下两个较小的正方形，每边大约四厘米。
请一位成年人帮你切下所有四把牙刷的头部。
制作你的第一个毛刷机器人，将两个直的牙刷头用胶水或胶带粘在其中一个纸板正方形上。将牙刷头的背面粘在纸板上，使刷毛像机器人的小腿一样接触地面。刷头应彼此平行。
用相同的方法制作第二个毛刷机器人，使用倾斜的牙刷头。
将两支铅笔平行地放在桌子上，然后将大块纸板放在它们上面。
将你的两个毛刷机器人都放在纸板的一端。
步骤
现在你准备好让你的毛刷机器人动起来了！使用第三支铅笔的橡皮擦端，像鼓槌一样快速但轻轻地敲击大块纸板，使其振动。
你的毛刷机器人是如何移动的？它们朝哪个方向走？其中一个比另一个移动得更快或直线前进得更好吗？
继续敲击纸板。你能让一个毛刷机器人一直走到另一端吗？如果你调整敲击纸板的力度或速度，它们的运动会改变吗？
附加项：装饰你的毛刷机器人！使用彩色手工纸，添加管道清洁器、活动眼珠——但要注意不要增加太多重量，否则可能会减慢机器人的速度！
附加项：考虑一下你可以如何修改你的毛刷机器人设计。我们给了你两个非常基本的设计来帮助你入门，但你不必使用它们。你可以用你手头上的任何手工或家用材料来制作毛刷机器人。例如，你甚至不必使用牙刷。如果你使用牙签作为腿会发生什么？你能设计并建造一个移动更快、直线前进的毛刷机器人吗？请查看下面的“RumbleBots”链接，获取大量设计思路。
附加项：再切三条长纸板，用它们在你的大块纸板上制作两个平行的赛道的墙壁。这将使同时比赛两个不同的设计更容易，因为墙壁将有助于迫使毛刷机器人直线前进。邀请一些朋友制作他们自己的毛刷机器人，并互相比赛！
观察与结果
你可能发现你的带有倾斜刷毛的毛刷机器人比带有直刷毛的毛刷机器人移动得更快，并且直线前进得更好。这是因为刷毛都向一个方向向后倾斜，因此当桌子振动时，它们会推动机器人前进。一个类比说明它是如何工作的例子是滑雪杖。如果你向下推垂直向上和向下的滑雪杖，你不会移动。但是，如果你向下推向后倾斜的滑雪杖，你将向前移动。
因为这是一个工程设计项目，所以没有唯一的“正确”答案或制作“最佳”毛刷机器人的方法。你或许能够想出你自己的设计，它比这里描述的设计更好。此外，你可能一开始在让你的毛刷机器人工作方面遇到一些麻烦，并且需要进行一些调整。（例如，如果牙刷不平行，它们可能效果不佳。）如果一切在第一次尝试时效果不佳，请不要气馁，并且不要害怕尝试你自己的新想法！
这个项目的灵感来自 Doug Stith 的 “用手摇赛道比赛微型RumbleBots”。
毛刷机器人的概念来自 Evil Mad Scientist Laboratories 的 “毛刷机器人：微型定向振动机器人”。
更多探索 制作毛刷机器人，一个微型牙刷机器人，来自科学伙伴
制造声波，来自大众科学 适合所有年龄段的科学活动！，来自科学伙伴
这项活动与科学伙伴合作推出
