Робот телеприсутствия: базовая платформа (часть 1): 23 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Автор randofo @ madeineuphoria в Instagram! Следуйте дальше от автора:

О себе: Меня зовут Рэнди, и я являюсь менеджером сообщества в этих частях. В предыдущей жизни я основал и руководил студией дизайна Instructables (RIP) в технологическом центре Autodesk Pier 9. Я также являюсь автором… Подробнее о рандофо »

Робот телеприсутствия - это тип робота, которым можно управлять удаленно через Интернет и который работает как суррогат для кого-то в другом месте. Например, если вы находитесь в Нью-Йорке, но хотите физически взаимодействовать с группой людей в Калифорнии, вы можете вызвать робота телеприсутствия в Калифорнии и попросить робота стать вашим заместителем. Это первая часть из семи -часть серии инструкций. В следующих двух инструкциях мы построим базовую платформу электромеханического робота. Позже эта платформа будет усовершенствована датчиками и дополнительной управляющей электроникой. Эта база сосредоточена вокруг пластикового ящика, который обеспечивает структуру и внутреннее пространство для хранения электроники. В конструкции используются два центральных ведущих колеса, прикрепленных к непрерывным сервоприводам, которые позволяют ему двигаться вперед, назад и поворачиваться на месте. Чтобы он не опрокидывался из стороны в сторону, он включает в себя два металлических планера кресла. Все это управляется Arduino. Чтобы узнать больше о темах, затронутых в этой серии проектов, ознакомьтесь с классами Robot Class, Electronics Class и Arduino Class.

Шаг 1: материалы

Поскольку это проект, состоящий из двух частей, я включил все части в один список. Детали для второй половины будут повторяться в этом уроке. Вам потребуются: (x2) сервоприводы непрерывного вращения (x1) стандартный сервопривод (x1) Arduino (x1) 4 батарейных держателя AA (x1) 2 x держателя батарей AA (x6)) Батарея AA (1 шт.) Разъем питания M-типа (2 шт.) Колеса (1 шт.) Пластиковая коробка (1 шт.) Палка для селфи (1 шт.) Фланец потолочной пластины 1/2 дюйма (1 шт.) Металлическая вешалка для одежды (2 шт.) 1 / 4-20 базовые ползунки 7/8 дюйма на 1-1 / 4 дюйма (4 шт.) Гайки 1 / 4-20 (1 шт.) Термоусадочная трубка в ассортименте (1 шт.) Застежки-молнии в ассортименте

Шаг 2: Просверлите сервопривод рог

Расширьте крайние отверстия двух сервоприводов непрерывного вращения с помощью сверла 1/8 дюйма.

Шаг 3. Отметьте и просверлите

Отцентрируйте рог сервопривода на одной из ступиц колеса диаметром 3 дюйма и отметьте отверстия для крепления сервопривода. Просверлите эти отметки сверлом 1/8 дюйма. Повторите процедуру для второго колеса.

Шаг 4: прикрепите

Прикрепите колеса к соответствующим рожкам сервопривода и обрежьте излишки хвостовиков.

Шаг 5: Подключите двигатели

Используя монтажные отверстия двигателя, прочно соедините два непрерывных сервопривода друг с другом так, чтобы они были зеркальными. Эта конфигурация может показаться простой, но на самом деле это довольно надежная трансмиссия для робота.

Шаг 6: Отметьте проемы колес

Нам нужно вырезать два прямоугольника в центре крышки, чтобы пропустить через них колеса. Найдите центр крышки посуды, нарисовав X от угла к углу. Место, где этот X пересекается, является центральной точкой. От центра измерьте 1-1 / 4 дюйма внутрь к одному из самых длинных краев и сделайте отметку. Зеркально отразите это на противоположной стороне. Затем измерьте 1-1 / 2 дюйма вверх и вниз от центральных отметок и отметьте эти измерения как Наконец, отмерьте 1-1 / 2 дюйма наружу по направлению к длинному краю от каждой из внутренних отметок и сделайте три внешних отметки, чтобы расширить внешний край линий разреза. Обратите внимание, что я не удосужился отметить эти измерения, потому что они идеально совпали с желобом в крышке для края коробки. У вас должен остаться контур двух коробок 1-1 / 2 "x 3". Они будут для колес.

Шаг 7: вырежьте отверстия

Используя маркировку в качестве ориентира, вырежьте два прямоугольных отверстия в колесе размером 1-1 / 2 "x 3", используя нож для резки бумаги или аналогичное лезвие.

Шаг 8: Отметьте и просверлите

Поместите мотор в сборе в центр крышки так, чтобы колеса находились по центру внутри двух прямоугольных отверстий и не касались краев. Убедившись, что вы правильно расположили колеса, сделайте отметки на каждой стороне каждого из двигателей. Это будет служить направляющими для отверстий, которые будут использоваться для крепления двигателей к крышке. Как только отметки будут сделаны, просверлите каждое из этих отверстий сверлом 3/16 дюйма.

Шаг 9: прикрепите ведущие колеса

Надежно привяжите серводвигатели к крышке, используя соответствующие монтажные отверстия. Обрежьте лишние концы стяжек. Установив двигатели в середине робота, мы создали прочный узел привода. Наш робот сможет не только двигаться вперед и назад, но и поворачивать в обе стороны. Фактически, робот может не только поворачивать влево или вправо, изменяя скорость двигателей во время движения, но также может поворачиваться на месте. Это достигается вращением двигателей с одинаковой скоростью в противоположных направлениях. Благодаря этой способности робот может перемещаться в ограниченном пространстве.

Шаг 10: подготовьте слайдеры

Подготовьте ползунки, навинтив 1 / 4-20 гаек примерно на полпути вниз по резьбовым шпилькам. Эти ползунки используются для выравнивания робота, и их, возможно, потребуется отрегулировать позже, чтобы робот двигался плавно без опрокидывания.

Шаг 11: просверлите и прикрепите слайдеры

Сделайте отметку в центре примерно на 1-1 / 2 дюйма внутрь от каждого из коротких краев коробки. Просверлите эти отметки сверлом 1/4 дюйма. Вставьте ползунки через отверстия и закрепите их с помощью 1/4 дюйма. -20 гаек, которые используются для удержания робота в равновесии. Они не должны быть настолько высокими, чтобы ведущие колеса не могли контактировать с поверхностью земли, и не должны быть настолько низкими, чтобы робот раскачивался взад и вперед. Вам, вероятно, потребуется отрегулировать их высоту, когда вы начнете видеть, как работает ваш робот.

Шаг 12: Схема

Схема довольно проста. Он состоит из двух сервоприводов с непрерывным вращением, стандартного сервопривода, Arduino и источника питания 9 В. Одна сложная часть этой схемы - фактически источник питания 9 В. Вместо того, чтобы быть одним держателем батареи, это на самом деле держатель батареи 6 В и 3 В, соединенный последовательно, чтобы создать батарею на 9 В. Причина, по которой это сделано, заключается в том, что сервоприводы нуждаются в источнике питания 6 В, а Arduino - источник питания 9 В. Чтобы обеспечить питание обоих, мы подключаем провод к месту, где источники питания 6 В и 3 В припаяны вместе. Этот провод будет подавать 6 В на двигатели, в то время как красный провод, отходящий от источника питания 3 В, на самом деле является источником питания 9 В, который требуется Arduino. Все они разделяют одну и ту же почву. Это может показаться очень запутанным, но если вы посмотрите внимательно, то увидите, что на самом деле это довольно просто.

Шаг 13: Провода питания и заземления

В нашей схеме подключение питания 6 В должно быть разделено на три стороны, а заземление - на четыре части. Для этого мы припаяем три сплошных красных провода к одному сплошному красному проводу. черный провод с сердечником к четырем черным проводам с твердым сердечником.

Мы используем провода с твердым сердечником, потому что они в основном должны подключаться к серворазъемам.

Для начала отрежьте необходимое количество проводов и снимите немного изоляции с одного конца каждого из них.

Скрутите концы проводов.

Припаиваем это соединение.

Наконец, наденьте кусок термоусадочной трубки на соединение и расплавьте его, чтобы изолировать.

Вы припаяли два жгута проводов.

Шаг 14: Подключение жгута проводов

Припаяйте вместе красный провод от держателя батарей 4 x AA, черный провод от держателя батарей 2 x AA и единственный красный провод от жгута проводов питания. Изолируйте это соединение термоусадочной трубкой. Он будет служить для подключения сервоприводов к питанию 6 В. Затем припаяйте черный провод от держателя батарей 4 X AA к одиночному черному проводу от жгута проводов заземления. Изолируйте это также термоусадочной трубкой. Это обеспечит заземление для всей цепи.

Шаг 15: Подключите шнур питания

Открутите защитную крышку от вилки и наденьте крышку на один из черных проводов жгута проводов так, чтобы его можно было потом снова скрутить. Припаяйте черный провод к внешнему контакту вилки. Припаяйте 6 красный одножильный провод к центральному контакту вилки. Поверните крышку на вилку, чтобы изолировать соединения.

Шаг 16: Подключите 9 В

Припаяйте другой конец красного кабеля, прикрепленного к вилке питания, к красному проводу от аккумуляторной батареи и изолируйте его термоусадочной трубкой.

Шаг 17: Установите держатели батарей

Поместите держатели батарей на одну сторону крышки коробки и отметьте их монтажные отверстия перманентным маркером. Просверлите эти отметки сверлом 1/8 дюйма. Наконец, прикрепите держатели батарей к крышке с помощью 4-40 болтов с плоской головкой и орехи.

Шаг 18: запрограммируйте Arduino

Следующий тестовый код Arduino позволит роботу двигаться вперед, назад, влево и вправо. Он предназначен только для проверки работоспособности серводвигателей непрерывного действия. Мы продолжим изменять и расширять этот код по мере развития робота.

/*

Робот удаленного присутствия - код проверки ведущего колеса, который проверяет прямую, обратную, правую и левую функциональность базы робота удаленного присутствия. * / // Включаем библиотеку сервоприводов #include // Сообщаем Arduino, что существуют непрерывные сервоприводы Servo ContinuousServo1; Сервопривод ContinuousServo2; void setup () {// Подключаем сервоприводы непрерывного действия к контактам 6 и 7 ContinuousServo1.attach (6); ContinuousServo2.attach (7); // Запуск непрерывных сервоприводов в приостановленном положении // если они продолжают немного вращаться, // изменяйте эти числа, пока они не остановятся ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } void loop () {// Выбираем случайное число от 0 до 3 int range = random (4); // Переключает подпрограммы на основе только что выбранного случайного числа switch (range) {// Если выбран 0, поверните направо и сделайте паузу для второго случая 0: right (); задержка (500); stopDriving (); задержка (1000); перерыв; // Если выбрано 1, поверните налево и сделайте паузу для второго случая 1: left (); задержка (500); stopDriving (); задержка (1000); перерыв; // Если выбрано 2, идем вперед и делаем паузу для второго случая 2: forward (); задержка (500); stopDriving (); задержка (1000); перерыв; // Если выбрано 3, вернемся назад и сделаем паузу для второго случая 3: backward (); задержка (500); stopDriving (); задержка (1000); перерыв; } // Пауза на миллисекунду для стабильности кода delay (1); } // Функция остановки движения void stopDriving () {ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } // Функция для продвижения вперед void forward () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (104); } // Функция для движения назад void backward () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (84); } // Функция для движения вправо void right () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (104); } // Функция для вождения влево void left () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (84); }

Шаг 19: прикрепите Arduino

Поместите Arduino в любом месте на дне коробки. Отметьте оба монтажных отверстия Arduino и сделайте еще одну отметку сразу за краем платы, рядом с каждым из монтажных отверстий. По сути, вы проделываете два отверстия, чтобы прикрепить плату Arduino к пластиковой коробке. Просверлите все эти отметки и прикрепите Arduino к внутренней части коробки на молнии. Как обычно, обрежьте излишки хвоста на молнии.

Шаг 20: Подключите провода

Теперь пришло время, наконец, соединить все вместе. Вставьте красные провода 6 В в гнездо серводвигателя, которое соответствует его красному проводу. Вставьте заземляющие провода в соответствующее гнездо черного провода. Подключите 6-дюймовый зеленый одножильный провод к гнезду, которое выровняется с белым проводом. Подключите другой конец одного из зеленых проводов к контакту 6, а другой конец - к контакту 7. Наконец, подключите штекер питания 9 В к разъему Arduino.

Шаг 21: вставьте батарейки

Вставьте батарейки в держатели для батарей. Помните, что при этом колеса начнут вращаться.

Шаг 22: Закрепите крышку

Закройте крышку и закройте ее. Теперь у вас должна получиться очень простая роботизированная платформа, которая перемещается вперед, назад, влево и вправо. Мы будем более подробно останавливаться на этом в следующих уроках.

Шаг 23. Устранение неполадок

Если он не работает, проверьте вашу проводку по схеме. Если он все еще не работает, повторно загрузите код. Если даже это не помогает, проверьте, горит ли зеленый свет на Arduino. Если это не так, возьмите новые батареи. Если он в основном работает, но не останавливается между движениями, вам необходимо отрегулировать триммер. Другими словами, нулевая точка на двигателе настроена неправильно, поэтому никогда не будет нейтрального положения, которое остановит его. Чтобы исправить это, исправьте маленький винтовой зажим в задней части сервопривода и очень осторожно поворачивайте его, пока двигатель не перестанет вращаться (в состоянии паузы). Это может занять некоторое время.