Arduino RC Amphibious Rover: 39 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Последние пару месяцев мы разрабатывали марсоход с дистанционным управлением, который может перемещаться как по суше, так и по воде. Хотя в транспортном средстве с аналогичными характеристиками используются разные механизмы для приведения в движение, мы попытались реализовать все средства приведения в движение, используя только колеса.

Транспортное средство состоит из плавучей платформы с колесной парой, объединенной с гребным винтом. В основе системы лежит универсальная Arduino UNO, управляющая двигателями и различными механизмами.

Следуйте дальше, чтобы увидеть трансформацию наземной и водной формы вездехода-амфибии!

Если вам понравился проект, голосуйте за нас в конкурсах (в правом верхнем углу)

Шаг 1. Использование Fusion 360 для разработки концепции

Мы начали с эскиза этого проекта и вскоре осознали всю сложность постройки вездехода-амфибии. Ключевой вопрос заключается в том, что мы имеем дело с водой и приводящими в действие механизмами - двумя аспектами, которые трудно совместить.

Поэтому в течение недели, используя бесплатное программное обеспечение Autodesk для 3D-моделирования под названием Fusion 360, мы разработали наши первые проекты, чтобы изобрести колесо! Весь процесс моделирования было легко освоить с помощью собственного класса 3D-дизайна Instructables. Следующие шаги выделяют ключевые особенности нашего проекта и дают лучшее понимание внутренней работы марсохода.

Шаг 2: Разработка колес

После долгих мозговых штурмов мы пришли к выводу, что было бы здорово, если бы нам удалось использовать систему привода марсохода для работы как на суше, так и на воде. Под этим мы подразумеваем, что вместо двух разных способов перемещения марсохода наша цель состояла в том, чтобы объединить оба в один механизм.

Это привело нас к серии прототипов колес, у которых были закрылки, которые могли открываться, давая им возможность более эффективно перемещать воду и двигаться вперед. Механизмы на этом колесе были слишком сложными и имели несколько недостатков, что послужило вдохновением для создания более простой модели.

Эврика !! У нас появилась идея встроить пропеллер в колесо. Это означало, что на суше он будет плавно катиться, а в воде вращающийся пропеллер будет толкать его вперед.

Шаг 3: Создание оси вращения

Помня об этой идее, нам нужен был способ иметь два режима:

1. В первом случае колеса будут параллельны (как у обычного автомобиля), и вездеход будет катиться по земле.
2. Во втором режиме задние колеса должны поворачиваться так, чтобы они находились сзади. Это позволит погрузить гребные винты под воду и толкнуть лодку вперед.

Чтобы выполнить план поворота задних колес, мы решили установить серводвигатели на двигатели (которые связаны с колесами), чтобы вращать их назад.

Как видно на первом изображении (это была наша первоначальная модель), мы поняли, что дуга, создаваемая вращением колес, мешает телу и, следовательно, ее необходимо удалить. Однако это будет означать, что большая часть щели будет открыта для попадания воды. Что, очевидно, будет иметь катастрофические последствия !!

На следующем рисунке показана наша окончательная модель, которая решает предыдущую проблему, поднимая тело над плоскостью поворота. При этом часть двигателя погружена в воду, но, поскольку у этого двигателя пластиковая коробка передач, вода не проблема.

Шаг 4: поворотный блок

Этот блок является механизмом вращения заднего колеса. Двигатель постоянного тока необходимо было прикрепить к серводвигателю, поэтому мы построили «мост», который подходит к двигателю и в сервопривод.

Поскольку двигатель имеет прямоугольный профиль при вращении, он покрывает область, имеющую форму круга. Поскольку мы имеем дело с водой, у нас не может быть механизмов, открывающих огромные бреши. Чтобы решить эту проблему, мы планировали прикрепить круглый диск, чтобы постоянно закрывать отверстие.

Шаг 5: передний рулевой механизм

В вездеходе используются два рулевых механизма. В воде два задних серводвигателя используются для управления положением гребного винта, что приводит к повороту влево или вправо. В то время как на суше передний рулевой механизм управляется передним серводвигателем.

К двигателю прикреплено звено, которое при нажатии на колесо заставляет его вращаться вокруг «золотого вала» на картинке. Диапазон угла поворота составляет около 35 градусов, что достаточно для быстрых крутых поворотов.

Шаг 6: Трансформационное движение

Финалист конкурса Arduino Contest 2017

Первое место в конкурсе Wheels Contest 2017

Второй приз в конкурсе Remote Control Contest 2017