Как сделать OAWR (робот, избегающий препятствий): 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

В этом руководстве показано, как создать маленького шагающего робота, который избегает препятствий (как и многие другие варианты, доступные в продаже). Но что за удовольствие покупать игрушку, если вместо этого вы можете начать с двигателя, листа пластика и кучи болтов и приступить к созданию своей собственной. Что ж, я надеюсь, что вы разделяете это отношение и, пожалуйста, наслаждайтесь. обновление - скоро, прекрасные заранее упакованные комплекты от oomlout Особенности: - Нет сложностей с получением запчастей (нет переключателей, реле или ИС (все, кроме двигателя, можно купить в Home Depot) - Нет пайки - Имеется механосборник для взрослых -Выбор вариантов вырезания деталей (спиральная пила и дрель, доступ к лазерному резчику, покупка онлайн в Ponoko). Быстрое видео прохождения готового продукта через раму:

(Более длинное видео о перемещении между препятствиями можно найти на шаге 7) Примечания: (Если вам нужен какой-либо из файлов в редактируемом формате, их можно найти в параллельном руководстве здесь) (Скоро появится инструкция о том, как использовать микроконтроллер (Arduino) для управления роботом) (я использовал метрические единицы и компоненты в этой инструкции. Однако те, кто более знаком с имперскими единицами, не отчаиваются, замена метрических компонентов их ближайшими имперскими аналогами должна работать (хотя у меня еще есть чтобы проверить это)).

Шаг 1. Детали и инструменты

Все запчасти, за исключением мотора, можно найти в любом Home Depot. Мотор можно заказать в ряде интернет-магазинов примерно за 10 долларов США. (К этому шагу прилагается также pdf-версия списка запчастей '21 - (OAWR) -Parts List.pdf ') Список запчастей: гайки и болты: (~ 10 долларов США)

• Болт 3 мм x 15 мм (x20)
• Болт 3 мм x 20 мм (2 шт.)
• Болт 3 мм x 30 мм (x9)
• Шайба 3 мм (x48)
• Гайка 3 мм (x45)
• Гайка 4 мм (x26)
• Шайба 5 мм (наружный диаметр 12 мм) (2 шт.)

Электрооборудование:

• Различные цвета электрического провода (~ 5 долларов США)
• Клеммы для обжима (красное кольцо 5 мм) (x18) (~ 2 доллара США)
• 2 батарейных отсека AA (x2) (~ 2 доллара)
• Мотор (двухмоторная коробка передач Tamiya (# 70097) (доступна из многих онлайн-источников) (на Froogle) (на сайте производителя) (sparkfun) (~ 10 долларов США)
• Комплект шатунов (комплект вала Tamiya диаметром 3 мм) etamiya) (<10 долларов США)

Разное:

• Акрил (150 мм x 300 мм x 3 мм толщиной) (~ 6 долларов США)
• Проволока Whisker Wire (260 мм x 1,6 мм) (или две большие канцелярские скрепки) (~ 1 доллар США)
• Резинка

Список инструментов: Требуется:

• Принтер
• Гаечный ключ на 5,5 мм (2 шт.)
• Отвертка
• Плоскогубцы
• Кримперы для обжима клемм
• Пистолет для горячего клея

Дополнительные инструменты в зависимости от выбора источника акриловых деталей Вариант 1 (спиральная пила и сверло)

• Клей-карандаш
• Пила для прокрутки
• Дрель
• Сверла (3,2 мм, 12,5 мм, 16 мм)

(Я собирался использовать эту опцию, но я получил купон на бесплатную доставку от Поноко, поэтому вместо этого мне пришлось вырезать детали лазером) Вариант 2 (Поноко)

Учетная запись Ponoko

(вариант, который я использовал) Вариант 3 (доступ к лазерному резаку)

Доступ к лазерному резаку

Шаг 2: нарезка деталей

Пожалуйста, выберите шаги в зависимости от выбранного вами варианта резки. Вариант 1 (спиральная пила и сверло)

• Загрузите и распечатайте шаблон в формате pdf (выберите файл, соответствующий размеру вашей бумаги) -Бумага формата А4 ('31A- (OAWR) -Бумага с прокруткой (A4).pdf') -Бумага формата письма ('31B- (OAWR) - Scrollsaw Pattern (Letter).pdf ') (важно не масштабировать рисунок при печати)
• Измерьте линейку на распечатке по линейке, которой вы доверяете, если они не совпадают с шаблоном, был масштабирован, и вам нужно проверить настройки вашего принтера перед повторной печатью. Если они совпадают, вперед.
• Приклейте выкройку к акриловому листу.
• Сверлить отверстия
• Вырежьте кусочки с помощью спиральной пилы

Вариант 2 (онлайн-цифровое производство; Поноко) (это вариант, который я использовал)

• Получить аккаунт Поноко (Поноко)
• Заказывайте здесь. (они указаны по себестоимости (11,47 долларов США + стоимость материалов 8,28 доллара = 19,75 долларов США + доставка (предупреждение, что Ponoko в настоящее время отправляется только из Новой Зеландии, поэтому доставка стоит довольно дорого))

Вариант 3 (доступ к лазерному резаку)

• Загрузите шаблон, оптимизированный для лазерного резака (детали помещаются рядом, а повторяющиеся линии удаляются) - ('32- (OAWR) -Laser Cutter Outline.eps') (формат.eps)
• Отрежьте файл на лазерном резаке.

Шаг 3: усы

Последний шаг перед тем, как мы начнем собирать все вместе.

Сгибать усы довольно просто. Используйте плоскогубцы и 130-миллиметровую проволоку 1,6 мм (на самом деле подойдет и большая канцелярская скрепка), используя шаблон в прилагаемом PDF-файле ('41 - (OAWR) -Whisker Bending Guide.pdf '). (примечание: при первоначальном проектировании этого робота я экспериментировал со множеством различных форм усов. Я обнаружил, что образец ниже работает лучше всего, однако довольно интересно экспериментировать с разными формами. Я был удивлен, как даже небольшие изменения могут кардинально изменить навигационное поведение робота)

Шаг 4: Сборка

Я постарался максимально упростить сборку всех частей вместе. С этой целью я включил руководство по сборке в стиле Lego ('51 - (OAWR) -Assembly Guide.pdf '). Шаг перед тем, как вы начнете:

соберите мотор-редуктор (я использовал передаточное число 58: 1 с выходным валом, выходящим из отверстия 'A', однако срок службы батареи при этой настройке невелик, имеются монтажные отверстия, позволяющие использовать передаточное число 203: 1 с выходным валом, выходящим на отверстие 'C'. Если вы предпочитаете более медленную и долгоживущую версию)

Шаг после того, как вы закончите:

добавьте обувь к ступням вашего робота (закругленные акриловые ножки плохо держатся за поверхность). Я нанесла полоску горячего клея на нижний край каждой ножки, и производительность значительно улучшилась. (Но если у вас есть шесть миниатюрных кроссовок, это будет гораздо лучший вариант)

(Чтобы вдохновить вас на сборку, вот видео, в котором я собираю свою примерно за тридцать секунд:))

Шаг 5: Подключение

Когда все большие детали собраны вместе и он начинает выглядеть красиво, пришло время добавить медные прожилки, которые оживят его. Первый взгляд на электрическую схему ('61 - (OAWR) -Wiring Diagram.pdf ') может показаться пугающим, однако, если вы беретесь за каждый провод по отдельности, это довольно просто. Также, если вам интересно, как работает робот, обратитесь ко второму изображению ниже, на котором он показан в каждом из четырех рабочих состояний.

• К каждому концу провода, который подключается к точке подключения, должен быть прикреплен зажим для обжимного провода (красное кольцо диаметром 4 мм) (таких точек 18).
• Покомпонентный вид, связанный с каждой точкой соединения, показывает, предназначен ли провод для крепления над или под акриловым листом.
• Любая точка соединения, в которой еще нет болта, использует болт 3 мм x 15 мм и подходящую гайку 3 мм.
• Больше всего не волнуйтесь, следующий шаг полностью посвящен устранению неполадок, так что попробуйте, и если он не работает должным образом, скорее всего, вы найдете там свой ответ.

Ободрение:

Ты можешь это сделать

Шаг 6. Устранение неполадок

Если вы зашли так далеко, а ваш робот идет и избегает препятствий, вы можете пропустить этот шаг. Однако, если он не совсем работает или не работает вообще, надеюсь, вы сможете найти здесь решение своей проблемы. (Если у вас есть проблема, которую не удалось решить, укажите ее в комментариях, и я постараюсь помочь (или если у вас есть проблема, которая рассматривается здесь, и у вас есть лучший способ ее решения, пожалуйста, также прокомментируйте)) (Боюсь, я не понял, как создавать таблицы в Instructables, поэтому этот раздел будет сформирован) Проблема Причина 1 Решение 1 Причина 2 Решение 2 Список устранения неисправностей: левые ноги идут назад, тогда как они должны идти вперед. Левый мотор подключен в обратном направлении. Поменяйте местами провода от левого двигателя, подключенного к точке подключения «G» и точке подключения «H» (например, GH и HG). Правые ноги идут назад, когда они должны идти вперед ». Правый мотор подключен в обратном направлении ». Поменяйте местами провода от правого двигателя, подключенного к точке подключения «H» и точке подключения «J» (например, HJ и JH). При нажатии на ус, соответствующая нога продолжает идти вперед. Обратная батарея подключена наоборот. Переключите провода от держателя обратной батареи, подключенного к точке подключения «A» и точке подключения «I» (т.е. AI и IA). Резинка слишком тугая и не позволяет рычагу переключателя раскачиваться. Используйте большую или менее прочную резинку. Болт, удерживающий рычаг переключателя на месте, слишком туго затянут. Ослабьте болт, удерживающий рычаг переключателя. В выключенном состоянии при нажатии одного уса ноги начинают ходить. К сожалению, это недостаток конструкции проводки. Если вы хотите исправить это, добавьте переключатель на один или оба аккумуляторных отсека или извлеките аккумуляторы, когда они не используются. После столкновения с препятствием одна сторона продолжает движение задним ходом после того, как препятствие было преодолено. Эластичная лента недостаточно прочна, чтобы вернуть рычаг переключателя в переднее положение. Используйте более прочную резинку. Болт, удерживающий рычаг переключателя, слишком туго затянут. Ослабьте болт, удерживающий рычаг переключателя. Батареи установлены, но робот не двигается. Шайба не касается болта с приводом. Поскольку 5-миллиметровая шайба имеет отверстие больше, чем 3-миллиметровый болт, который мы используем, вы должны отцентрировать его, а затем затянуть винт, чтобы удерживать его на месте. Если он смещается по центру, акриловый рычаг переключателя может касаться болта на своем месте. Чтобы исправить это, ослабьте винт усов и заново отцентрируйте 5-миллиметровую шайбу. Двигатели получают питание от обоих аккумуляторных блоков одновременно, что приводит к нулевому нулевому напряжению. Шайбы на рычаге переключателя слишком большие, ищите шайбы, которые кажутся немного меньше, или немного согните контактные болты наружу. Слишком большое трение в звеньях рычага, что приводит к остановке двигателя. Ослабьте несколько более крепких болтов, удерживающих ваши ноги, и прижмите руки на месте.

Шаг 7: Готово

Поздравляю, я надеюсь, что вы достигли этой точки без особого разочарования и довольны результатами. Если у вас есть какие-либо советы или предложения о том, как можно улучшить дизайн или инструкции, я бы хотел их услышать. Также, если вы закончили, было бы замечательно, если бы вы могли добавить фотографию в раздел комментариев или, возможно, прислать мне ее, чтобы ее можно было добавить на этом этапе. Видео готовой OAWR в действии:

(Пара проблем, которые еще предстоит решить, когда ноги синхронизируются определенным образом, они толкают друг друга и почти останавливают робота (это то, что я пытался исправить), и это все еще не является доказательством угла, но я работаю над этим)