原创 拆解揭秘《星球大战》萌宠机器人BB-8机械原理

星战电影中的R2-D2机器人已经成了一个文化符号，它卖萌能力天下无双，并被全球观众所熟知。不过在今年12月上映的《星球大战：原力觉醒》中，J·J·艾布拉姆斯又给我们带来了一位新朋友，球形机器人BB-8，这个新的卖萌神器不知道夺走多少观众的心了。

不知道诸位看官是否玩过风靡全球的智能机器球Sphero 。它可以用智能手机来控制，打开设备的蓝牙功能，搜寻到 Sphero 智能小球后，你就可以充分发挥想象力去实现一些有趣的玩法，比如楼梯上运行弹跳动作或在地板上行走超过一个小时。

这个机器球后来就成为BB-8的身体，能够灵活快速地行动。BB-8的脑袋是一个半圆球，不过有意思的是，两者之间看起来可以相互脱离但又不会脱离，像是吸附在一起，也就是这样，BB-8的“身体”才能够不受限制轻松地向前“滚”。

在惊叹之余，BB-8的工作原理也得到了外界非常激烈的讨论。有人认为其两个内部齿轮为机器人提供动力，通过对配重块的调整保持平衡，当头部使用磁性单元和球内的传感器进行接触交互之后，能够知道哪个位置是向上哪个位置是前进，BB-8全局能够自动调整头部且不会脱落。

Techcrunch在最新的一篇报道中曝光了Sphero 的一份专利，从而揭露了BB-8的工作原理。与外界认为BB-8的两个球之间是相互独立工作不同，这份专利透露它们实际上是一体的。

在这份名为“磁性耦合的自走式装置”专利中，球体的内部会有一个重力装置，由两个轴轮马达与一个保存垂直的桅杆组成。轴轮马达在运动的过程中，会让球体重心发生偏移，从而影响球体的运动。

其实简单来说，它的工作原理就是和太空球类似，当有物体进入时，通过改变位置会导致球体的重心变化，最后会导致球的旋转和向前运动。

说到头的部分，很多人以为它是在不断地向后运动来让自己保持向上的状态。实际上它是采用了磁悬浮的技术，在BB-8身体内部的桅杆上面装有磁铁，所以它始终能与球体重心保持在同一个水平线上，所以我们可以看到，在BB-8运动过程中，它通常是倾斜的，这是由于重心在行进过程中总是倾斜的。

另外BB-8的头部旋转部分，则可以通过添加电动机、传感器来实现。

BB-8可以由终端设备进行远程操控，结合手机APP控制它在房间内的动作和方向。它甚至还能依靠语音控制，开启巡逻模式。它会像一个宠物机器人一样，在家里自动寻找路线行走。

BB-8机器人暴力拆解

BB-8头部可拆卸，搭载了全新的充电底座且喷漆工艺不俗。BB-8机器人直径7.4厘米左右，高11.5厘米左右，净重不到200克。

不过这货是一体成型的，想要对其内部一探究竟只能狠心的切割开它的聚碳酸酯外壳。拆解者选择了带有金刚石砂轮的回转刀具，为此还要穿上了全套的防护装备。用老虎钳固定好BB-8之后，要小心地从其中部开始了切割，并努力确保不伤害它的内部构件。

切割开Sphero BB-8的聚碳酸酯外壳

打开它的外壳后就能拿出其内部硬件，只是一个小小的塑料框架，但其中囊括了电路板，马达，驱动齿轮，电池和充电线圈。

移除Sphero BB-8的内部硬件

BB-8的内部设计与Sphero此前的产品一样，都是从中心架构中延伸出一根杆子，杆子顶端则装配两枚磁铁，而这两枚磁铁就是BB-8机器人脑袋活动的奥秘。为了仔细分析其内部结构，要移除了这根杆子。拧下了飞利浦的螺丝后，就可以拆掉系统主板。

在主板上有BB-8的大脑，也就是那块ST STM32 F3微控制器，它拥有一个72MHz的32-bit ARM Cortex-M4处理核心。它的蓝牙芯片为CSR 1010，另外还搭载了ST M24512-R 512 Kbit系列的只读存储器，HUATAI HT6292充电器，陀螺仪和速度计等。

移除Sphero BB-8的系统主板

接着拆掉塑料部件，其中包括马达和电池，BB-8靠两块3.7V 350毫安的锂电池进行供电。BB-8搭载的两台FP13-KT电动马达则负责机器人的驱动。扯掉用来充电的接收线圈，拆解就能完成。

BB-8的详细拆解图