不知几时起，街面上的抓娃娃机开始风靡，加上一些不负责任的媒体添油加醋地报道什么抓娃娃高手，让大众认为抓娃娃是有技巧的，只要勤加练习，就能提高成功率。
而事实上，抓娃娃机的成功概率是通过人为设定的，虽然单次的抓举能否成功是随机的，但多次的统计结果必然呈现出一个概率。比如说二十次中约有一次成功，那就是5%的成功率。当然，如果机器内部把这个概率设为零，任你是哪路高手也是枉然。
所以，在商业的抓娃娃机面前，你恐怕是永远成不了赢家的！
那么，你如果空有一身武艺而无处施展该怎么办呢？
小丁今天就教你自制一个靠谱的抓娃娃机，让你体会那种命运被牢牢掌握在自己手中的感觉。
看到上面的图片是不是有点失望，别急！本作品虽然算不上鸿篇巨制，但也是个不小的工程，所以需要分三期内容进行推送，分别是：“机械篇”、“电子篇”和“装饰篇”。当然小丁也要一人分饰多角，分别充当起工匠、工程师和艺术家的角色。上面的只不过是本期完成的“车架子”而已。
大家都见过抓娃娃机，这是一个长方体的大橱柜，前面凸出一小块操控面板，面板上有摇杆和按键。摇杆用于操作柜子内部上方的一只金属抓手在水平面的两个方向移动，找准一个位置后按下旁边的按钮，抓手就会下降并抓取物品，然后上升并水平移动回到初始位置，这个位置下方是一个出口，玩家可以拿到掉到这个出口的东西。如果抓手是回到初始位置后再松开的，那么恭喜你获得了一个毛绒玩具（除非一开始就没抓到玩具）；当然更多的时候，金属抓手在回到初始位置前就松开了。
上面的抓手在抓取物品后何时松开是你没法控制的，这也是机器老板不怕亏钱的地方。“功夫再高，也怕菜刀”。这“菜刀”就是机器内部的随机算法，由于抓取的概率是提前设定好的，所以你大概是永远不会看一个提心掉胆的老板守在机器旁边的吧。
为了提高趣味性并降低设计的难度，小丁自己发明了一套抓取装置，如上图。抓手就是一小块磁铁，通过一个小电机来升降。而下面的毛绒玩具则需要缝上一些小铁片，如钥匙环、曲别针之类的，视玩具重量而定。为了实现分离，在顶部置一直径较小的圆筒，仅供磁铁进入，而体形较大的毛绒玩具则被挡在了外头，这样就实现了抓手与物品的分离。
因此，小丁的娃娃机的玩法也有点不同：移动摇杆找准下落点， 面板上有红绿两个按键，按下绿色键放下磁铁，由于系住磁铁的绳子长度正好是到达底面的距离，上面的轮轴放完线后继续滚动则会自动开始收线，玩家需要决定何时按下红键让抓手回到初始位置。如果回得早了，被吸住的物品会在横向移动中被碰掉；如果回得晚了，物品会在抓手回到初始位置前与磁铁分离，无法掉入出口中。
升降装置用到了一只改装后的舵机。舵机的改装如下：一般的舵机会限制在0到180度的转动范围，所以打开舵机后，首先你要拆除机械限制，这个一般是齿轮上的一个小凸起，直接拿小刀切除即可。舵机的控制是通过齿轮带动一个电位器来实现的，转动的角度对应电位器的阻值。如果设定角度为90度，则电位器的阻值为总阻值的一半时才能停止转动。我们要除去齿轮与电位器相连部分，再把电位器尽量调整到中间位置(一边转一边用万用表测量阻值)。这样舵机正转与反转的最高速度不会相差太大。
当然不同厂家的舵机都会有一些小区别。小丁调好后，发现把舵机设为103度时停止转动，设为90度时缓慢顺时针转动，超过103度则逆时针转动，而且与103差值越大，转速就越快，当然设置的值只能在0到180之间。
这样，我们就得到了一只可以控制转动方向以及转速的电机，它的控制方式则与舵机相同。
无论是平移还是升降抓手，如何判断行程是否到头呢？我们需要做一系列的限位开关，当行程到头，就会触发限位开关来停止电机运行，以防损坏设备。
这里用到带杠杆的微触开关，微触开关常用在鼠标的按键上面，上面有三个焊脚，其中一对在按下时连通，不按下时断开；而另外一对则正好相反。我们用到按下时才连通的那一对。
为了保险起见，我们把两个微触开关并联，这样只要有一个按下就会触发，同时串联一个10K的电阻，充当上（下）拉电阻的作用。把限止装置装入圆筒中，如下图。
为了顺利触发限位装置，就对升降端的磁铁形状有一定的要求。小丁做了一个如下图中的装置，尝试几次，发现还是很好使的。后面的水平移动中，我们也要用到这种限位开关，只不过在那里，如果开关不起作用，牵引装置是会打滑的，这其实起到了保护作用。而这里一旦限止装置失灵，则后果不堪设想。
以上是本装置的两个关键点之一，下面介绍第二个关键结构，就是控制抓手在水平面移动的机械装置。
如果有条件，你当然可以选择像上图中的步进电机+丝杆的配置来实现X轴与Y轴的精准移动。不过我们不需要那么高的精度，也没有那么好的加工能力，本着“自己动手，丰衣足食”的精神，小丁只在网上花十块钱买了两只智能小车用的减速电机，再加几段绳子就实现了这一功能。
移动装置的原理如下图所示，绳的两端分系在要移动物体的两端，两个轮轴之间就是物体能移动的行程。注意绳子要在减速电机的轮轴上多绕一圈，以增加摩擦力。你用的绳子如果表面很光滑，也可以多绕几圈；但也不要绕太多，以防止限位开关失效时损坏装置。
整体装置如下图，用到了直径10mm的亚克力棒作为滑杆，用亚克力板做的无底长方体槽可以在滑杆上自由滑动，而升降装置则可以在长方体槽内来回移动。
最后减速电机、限位开关安装到位，并为各种引线开好暗槽，“丁小匠”的工作就算完成了。
（为暗线开槽）
如果你觉得连线太多了乱成一团，那么这里小丁给你介绍个小技巧。取一根网线，剪去两端的水晶头，你会发现里面有八根颜色不同的导线，非常便于连接和打理。如果你需要像电话那样的伸缩螺线，可以把网线绕在粗细合适的棒上，然后拿吹风机尽量靠近吹，使之软化，最后你就可以得到一段如下图的线束了。
下面就简单给电机通电看看效果吧！
最后附上制作用到的电动工具：
（从左到右依次是小台锯、电磨、电钻）
还有各种胶：
（1号适合木头之间粘合，固化时间较长；2号是改性丙烯酸，强度最大，可惜不适用于木材；3号为普通丙烯酸，都适用，固化时间也短，但气味大；4号适用于不受力或临时固定用）
下期，小丁终于可以晋升为“电子工程师”了，又可以回到自己擅长的领域！
近期有不少读者发消息或留言询问关于制作的问题，但由于小丁时间有限，不能一一答复；为此特地创建了QQ群：152802011 供大家相互交流。加群暗号：hzzu
