Практичный робот: 11 шагов (с изображениями)

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

Я называю его практичным роботом по ряду причин. Это можно сделать, используя повседневные инструменты, которые есть у большинства людей, которые работают по дому. Стоимость снижается за счет использования многих излишков. Рука робота может поднимать объект весом 2 фунта с пола на 3 фута 4 дюйма в воздух, поэтому рука может класть предметы на столы. Так что, если вы устали читать о роботах, которые могут поднять мяч для пинг-понга только на несколько дюймов в воздух, читайте дальше. В этом уроке я надеюсь дать вам советы, которые можно использовать и в других проектах роботов.

Большая часть деталей, используемых в этом роботе, пришла от роботизированного пылесоса «Лентек». Этот пылесос был золотой жилой для робототехнических деталей. Получил аккумулятор на 14,4 вольт, моторы с коробкой передач, ведущие колеса, силовой трансформатор, пульт, мосты H, I. R. светодиоды, фототранзисторы и др.

Шаг 1. Тестирование Vac

Цели робота заключались в том, чтобы иметь возможность поднимать предметы весом до 2 фунтов. с пола и поставить на стол дистанционно и автономно.

Первым делом я посмотрел, достаточно ли силен пылесос «Лентек» для робота, которого я хотел построить. Я положил на пылесос 5 фунтов веса и посмотрел, может ли он работать, и включил коврик; это сделал. Некоторые примечания здесь; даже без веса пылесос не может переместиться с поверхности пола на коврик, поэтому не пытайтесь опираться на основание самого пылесоса. Когда я привожу размеры древесины в оставшейся части этого урока, они будут настоящими измерениями, а не сохранятся. Например, я буду использовать кусок дерева размером 4 на 1 дюйм во многих местах в этом проекте. Реальные размеры составляют 3 3/4 дюйма на 3/4 дюйма.

Шаг 2: Заглянем внутрь двигателя

Разберите пылесос и вытащите приводные двигатели. Посмотрев на них, вы увидите, что колеса оптического кодировщика нет. Колесо оптического кодировщика прерывает световой луч при вращении двигателя, давая X импульсов на 1 оборот колеса. Построим один для мотора. Колесо энкодера выполнено из картона. Картон будет использоваться во многих местах в этом проекте. Откуда взял картон? Ящики для хлопьев. Вал энкодера представляет собой гвоздь типа «гвоздь», который используется для установки деревянных панелей в доме. Используемая длина составляет 1 5/8 дюйма. Я использовал циркуль, чтобы нарисовать круг на картоне, который немного меньше ширины корпуса мотора. Я использовал инструмент для дырокола для бумаги, чтобы проделать отверстия. в колесе. Используйте небольшое отверстие, сделанное на кончике компаса, чтобы найти центр колеса, чтобы вставить стержень (гвоздь) через него. Нанесите немного клея на головку гвоздя, чтобы удерживать колесо кодировщика, дайте ему высохнуть. Вал войдет в центральное отверстие червячной передачи. Сначала отпилите немного стенки корпуса двигателя, чтобы вал не касался стенок корпуса двигателя. Нанесите немного клея на кончик колеса энкодера. вал (гвоздь) и вставьте его в центральное отверстие червячной передачи. Дайте высохнуть и наденьте корпус обратно на двигатель. Я не буду вдаваться в подробности об электрической части робота в этом уроке. Я скажу, что мы использовать ИК-светодиод и фототранзисторы, найденные в вакууме, в качестве светового луча, и что мы подадим выход на вход компаратора на микросхеме "PIC". Я буду Со временем я делаю больше уроков. Зайдите на мой веб-сайт по адресу: https://robotics.scienceontheweb.net. Вам нужно будет изменить 2 двигателя. Один модифицированный двигатель будет использоваться в базе робота, а другой - в руке. Это означает, что вам нужно будет купить 2 пылесоса. и у вас будет запасной аккумулятор и пульт, а также другие типы двигателей.

Шаг 3: Изготовление основной базы и моторной базы робота

Я сделал основу из фанеры. Я использовал фанеру, потому что с ней легко работать, и вы можете вонзить в нее головку винта, так что она будет ровной поверхности дерева. Часто в кусках фанеры в одном из слоев может быть отверстие от сучка в дереве. Я использую пистолет для горячего клея, чтобы заполнить отверстие. Если у вас нет пистолета для горячего клея, купите его. Они отлично удерживают провода, заполняют зазоры и т. Д. Вы можете купить их во многих магазинах за доллары. В тех же магазинах клей-карандаш будет продаваться по цене от 25 штук за доллар.

Делая основание, вы хотите, чтобы его размер был достаточно маленьким, чтобы он мог проходить сквозь дверные проемы и иметь возможность поворачиваться в коридорах. Помните, что рука также будет торчать над основанием; так что вы не хотите, чтобы основание было настолько маленьким, что оно перевернулось. Итак, я сделал основу 11 3/4 дюйма на 17 3/4 дюйма. Почему не даже 12 дюймов, спросите вы? Ну, поверхность фанеры будет покрыта картоном. Да, вы уже догадались, картон из коробки с хлопьями. Обратите внимание, я не использовал контактную бумагу поверх картона, но это не причина, по которой вы Не могу. Так что, если вы хотите нарядить его побольше, вперед. Чтобы установить моторы на основную базу, вам нужно будет сделать небольшую моторную базу. Каждая моторная база была сделана из двух кусков дерева толщиной 1/2 дюйма. С колесами такого размера, которые я использовал, мне понадобился двигатель на высоте 1 дюйма от основной базы. Итак, если у вас есть кусок дерева толщиной 1 дюйм, вам нужно вырезать только один кусок дерева на базовый двигатель. Базовый размер двигателя составляет 2 1/4 дюйма на 4 дюйма. Я использовал сверло 5/8 дюйма для отверстия. в моторной базе. От круглого отверстия до квадратного отверстия примерно 1 19/32 дюйма от центрального отверстия до центрального отверстия. Более длинное отверстие было сделано путем просверливания отверстий с последующим использованием напильника для их придания формы. Лучше было бы использовать пильное полотно для формирования длинных отверстий. отверстие.

Шаг 4: Работа с нижней частью основной базы

Помните, что основная база будет содержать один модифицированный двигатель и один неизмененный двигатель. На фото мотор с маленькой коробкой рядом - это модифицированный мотор. Коробка используется для закрытия колеса энкодера I. R. светодиод и фототранзистор. Прибейте и приклейте основание мотора к основному основанию. Я снова использовал гвозди для панелей 1 5/8 дюйма. С другой стороны от основной основы отрежьте концы торчащих гвоздей.

Я знаю, что у большинства роботов заднее колесико - это маленькая вещь, которая может даже не поворачиваться. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЭТОТ ТИП! Я полностью за экономию денег при создании робота, но не делаю этого в этой части. Робот не сможет перейти с деревянного пола на коврик. Он плохо поворачивается и потребляет больше энергии. Я использовал роликовый ролик на 3-дюймовом шарнирном подшипнике. Установите ролик так, чтобы при повороте колеса ролика оно не проходило мимо задней части основания. Я установил свою 1 6/16 дюйма сзади. Тип шурупа, который я использовал, был шурупом №6 "для гипсокартона". Снова отрежьте торчащие концы саморезов.

Шаг 5: Работа над верхней частью основной базы

Пришло время приклеить картон к верхней части основной основы. Разрежьте большую коробку с хлопьями и приклейте глянцевой стороной вниз с помощью «Контактного цемента». Подождите, пока высохнет, затем подрежьте.

Убедитесь, что ваша большая коробка для хлопьев соответствует размеру коробки для хлопьев, которую я использую, в противном случае вам придется использовать другие материалы. Маленькая сторона коробки имеет ширину 3 1/4 дюйма, большая сторона - длина 11 10/16 дюйма. ПОЖАЛУЙСТА, СМОТРИТЕ ФОТОГРАФИИ ПЕРЕД НАЧАЛОМ ЭТОЙ ЧАСТИ. Разрежьте две большие коробки с хлопьями. Отрежьте нижнюю и верхнюю заслонки коробок с хлопьями. Разрезать по швам одной коробки из-под хлопьев. Приклейте эти кусочки к другой глянцевой стороне коробки для хлопьев, обращенной к глянцевой стороне. Дождитесь высыхания перед использованием. Вырежьте 2 куска дерева толщиной 3/4 дюйма 8 3/16 дюйма на 3 2/16 дюйма. Мы будем использовать эту древесину в качестве 2 стенок ящика, который мы строим в верхней части основного основания. Поместите и приклейте один кусок посередине основания, на расстоянии 14/16 дюйма от задней части основания. 2-й кусок идет на 10 2/16 дюйма от 1-го. Это сформирует коробку длиной 10 2/16 дюйма с внутренней стороны. Когда клей высохнет, прибейте 2 деревянных бруска снизу основания, используя "Панельные гвозди". Я люблю просверлить маленькую пилотку для 1-го гвоздя. Теперь возьмите картон, который мы склеили, и использовали его в качестве длинных стенок и верхней части коробки. Приклейте одну сторону к концам двух деревянных брусков и к основному основанию. Другая сторона должна быть обрезана, чтобы она могла складываться, чтобы образовать другую сторону длинной стенки коробки. НЕ КЛЕЙТЕ ЭТУ СТОРОНУ.

Шаг 6: Как работает рука

Эта рука работает не так, как большинство роботизированных рук. Он больше похож на вилочный погрузчик. Рука будет кататься вверх и вниз по деревянному поручню. Это позволит роботу поднять объект на 3 фута 4 дюйма от пола с небольшим крутящим моментом.

Чтобы обычная роботизированная рука могла поднять объект на 40 дюймов от пола, рука должна быть 20 дюймов в длину. Для объекта весом 2 фунта потребуется 640 унций. дюйм крутящего момента для подъема. Использование 1-дюймового колеса для подъема объекта весом 2 фунта потребует всего 16 унций на дюйм крутящего момента. Математика, используемая для поиска объекта в трехмерном пространстве, также проще.

Шаг 7: Крепление направляющей к основному основанию

Древесина, используемая для рельса, называется планкой для обшивки. В Lowe's это будет указано как: 1 "на 2" на 8 'обработанная обшивка # 201999. Он имеет ширину около 1 5/16 дюйма и толщину около 9/16. Я использовал этот тип дерева, потому что он, кажется, имеет наименьшее количество деформации и лука. Вырежьте кусок длиной 48 дюймов. Вырежьте кусок толщиной 1 1/2 дюйма из дерева размером 3 3/16 дюйма на 3 3/16 дюйма. Вы можете вырезать выемку в дереве, чтобы удерживать поручень на месте, а затем просверлите отверстие через поручень и деревянный брусок. Используйте шуруп для гипсокартона № 6. Если вы не хотите делать выемку в деревянном блоке, вам придется использовать еще 2 шурупа с обеих сторон поручня, чтобы удерживать его на месте.

Поместите блок так, чтобы направляющая находилась посередине основания, а деревянный брусок находился на расстоянии 1/2 дюйма от передней части основания. С нижней стороны основания используйте два винта для гипсокартона, чтобы прикрепить деревянный блок к основанию. основная база.

Шаг 8: работа над рукой

Отвинтите рейку от основания, мы будем использовать ее на этом этапе.

Используя круговое лезвие диаметром 1 1/2 дюйма, вырежьте отверстие в дереве толщиной 3/4 дюйма. Выньте из лезвия дрова (см. Фото). Это будет использоваться как ролик. Сделайте четыре таких ролика. Стержнем ролика станет гвоздь «5D, 2 дюйма». Отрежьте два куска дерева толщиной 3/4 дюйма 3 1/2 дюйма на 5 7/16 дюйма. Поместите валик рядом с задней частью дерева, но не позволяйте ролику проходить мимо края дерева. Забейте гвоздь. в центре ролика, но не слишком глубоко, потому что вы будете вытаскивать их позже. Поместите направляющую на дерево, убедитесь, что направляющая прямая и плотно прилегает к 1-му ролику (см. фото). Установите остальные ролики плотно к направляющей и закрепите гвоздем. Снимите направляющую, а затем выньте четыре гвоздя из дерева. Используя отверстия от гвоздей в качестве направляющего сверла, четыре направляющих отверстия в дереве. Возьмите 2-й кусок дерева, который вы вырезали, и закрепите его над 1-м Теперь просверлите четыре отверстия во 2-м дереве. Забейте четыре общих гвоздя 5D в четыре отверстия в одном куске дерева. Теперь вы хотите просверлить четыре направляющих отверстия на пути рельса. Вверните четыре Шурупы для гипсокартона №6, но оставьте головки примерно на 2/16 дюйма над деревом. Вам нужно будет отрегулировать их позже. Установите четыре ролика и направляющую на место. Четыре винта позволят вам приспособиться к любому деревянному луку. Отрегулируйте четыре винта так, чтобы направляющая была на одном уровне с верхом из четырех роликов. Винты, возможно, потребуется снова отрегулировать позже. Возьмите 2-й кусок дерева и забейте его молотком по 1-му дереву. Вам придется немного поиграть со вторым куском дерева, пока он не приблизится к роликам, но ролики могут вращаться свободно. Возможно, вам также придется отрегулировать четыре винта, чтобы рейка не слишком плотно прилегала к стене. Выдвиньте направляющую. Отрежьте еще один кусок дерева толщиной 3/4 дюйма 3 1/2 на 9 дюймов. Прибейте ролик к верхней середине этого куска дерева. Отрежьте еще один кусок дерева (примерно 3 1/2 дюйма на 2 1/4 дюйма). ), который закроет другую сторону секции ролика и зафиксируется гвоздем. Теперь отрежьте все торчащие концы шурупов и гвоздей. Сдвиньте направляющую обратно в секцию ролика. Там будут пятна, которые будут заедать роликами или головками винтов. С помощью наждачной бумаги (лучше всего, если наждачная бумага крепится к деревянному бруску) зашлифуйте те места на деревянной направляющей, где она застревает.

Шаг 9: изготовление катушки

Используя 2-дюймовое круглое отверстие для отверстий, вырежьте отверстие в куске дерева толщиной 1/2 дюйма. Выньте дерево из лезвия. Это станет частью катушки. Сделайте еще один. Соедините два колеса вместе. Просверлите четыре пилотных отверстия вокруг колес. Освободите колеса и проделайте четыре направляющих отверстия в одном колесе размером 0,140 дюйма, чтобы 2-дюймовый винт для гипсокартона №6 мог пройти через отверстие. Откройте и выровняйте центральные отверстия колеса, чтобы они могли поместиться на квадратном валу двигателя. С помощью четырех 2-дюймовых шурупов для гипсокартона №6 скрутите два колеса вместе так, чтобы между ними был зазор 13/16 дюйма. Привяжите 54-дюймовую длинную мононити (леска для обрезки сорняков) к одному из винтов.

Шаг 10: Установка двигателей на рельс

Вырежьте кусок дерева толщиной 3/4 дюйма 4 11/16 дюйма на 3 14/16 дюйма. Я использовал сверло 5/8 дюйма для отверстий в основании двигателя. Более длинное отверстие было сделано путем просверливания отверстий, а затем с помощью напильника. Лучше использовать пилу для придания формы отверстию. Круглые отверстия находятся на расстоянии 3 2/16 дюйма от центрального отверстия до центрального отверстия. От круглого отверстия до квадратного отверстия примерно 1 19/32 дюйма от центрального отверстия до центрального отверстия.

Присоедините катушку к двигателям (один двигатель модифицирован) и двигатели к основанию двигателя. Подключил моторы (не забудьте поменять местами выводы одного мотора) к 6-вольтовой батарее, чтобы проверить, все ли работает. Теперь снимите катушку и моторы с основания мотора. Затем вырежьте кусок дерева толщиной 1 1/2 дюйма 3 3/16 дюйма на 3 14/16 дюйма. С помощью двух шурупов для гипсокартона № 6 прикрепите деревянный брусок к нижней стороне основания двигателя на 1/2 дюйма от левого края.. Просверлите два направляющих отверстия через направляющую в блоке. Прикрепите направляющую к блоку с помощью двух шурупов для гипсокартона №6. Теперь верните катушку и моторы на место, но на этот раз приклейте моторы к основанию мотора. Возьмите мононить и убедитесь, что леска проходит перед катушкой. Потяните его вниз прямо к роликовому узлу, который находится на направляющей. Там, где линия соприкасается с роликом, просверлите отверстие на боковой стороне и вкрутите 2-дюймовый шуруп для гипсокартона № 6. Привяжите линию к этому винту.

Шаг 11: Делаем руку

Любой, у кого есть набор «VEX», узнает эти части. Я не верю, что было бы выгодно покупать запчасти VEX только для того, чтобы собрать эту руку. Эта рука - только один из многих прототипов, над которыми я работал. Я расскажу о других подопечных на своем веб-сайте по адресу: https://robotics.scienceontheweb.net в ближайшие месяцы. А вот и одно но. Но если у вас уже есть детали VEX, попробуйте. Вы можете использовать любой мотор-редуктор, если вы можете заставить vex-шестерню оставаться на валу двигателя. Мотор, который я использовал здесь, остался от другого проекта. Примечание, которое вам нужно знать об этом двигателе: коричневая крышка прикручивается к пластине на двигателе, которую он вращает. Просверлите центральное отверстие в крышке так, чтобы подошел винт # 8-32 на 1 3/4 дюйма. Возьмите головку винта и немного отшлифуйте две стороны так, чтобы теперь головка превратилась в прямоугольник с двумя кривыми концами. Это затрудняет ослабление винта при вклейке. Проденьте винт через крышку так, чтобы головка была направлена в сторону пластины двигателя. Наденьте гайку и затяните. В зависимости от используемого мотор-редуктора размер древесины может быть разным. два куска дерева толщиной 3/4 дюйма 7 дюймов на 2 2/16 дюйма. Одна из этих частей станет основой рельса, другая - задней пластиной моторного отсека руки. Отрежьте два куска дерева толщиной 3/4 дюйма 1 10/16 на 2 2/16 дюйма, это будут стороны моторного отсека руки. Если вы посмотрите на фотографии, вы увидите два L-образных кронштейна. Они имеют размер 1 7/16 "на 1 7/16" с одним концом, форма которого соответствует зубчатой рейке. Они были сделаны из старого каркаса кровати. Что вы можете найти, что сработает? Они были отрезаны с помощью пилы с отрезным диском, используемого для резки металла. При создании этого робота не использовались никакие причудливые инструменты. Просверлите два отверстия в кронштейне и в боковой части реечной передачи. Закрепите кронштейн на зубчатой рейке с помощью двух винтов с гайками. Металлические части VEX необходимо разрезать. Лучше всего использовать ножовочное полотно, так как отрезной диск забирает с собой слишком много металла. Для людей, которые ничего не знают о VEX. Металлические детали имеют небольшой начальный надрез, чтобы показать, где можно резать. Мы будем использовать меньшую часть, поэтому отрежьте ее. Мы будем использовать два. Используя винты, которые идут в комплекте с зубчатой рейкой, вкрутите ее в металлический паз с помощью двух винтов с двумя металлическими шайбами. Теперь возникает проблема; если затянуть винты до упора, зубчатая рейка не сможет двигаться. Если не затянуть винты, они мгновенно открутятся. Решение такое; Используя повседневную алюминиевую фольгу, сделайте крошечные шарики и протолкните их в отверстия для шурупов. Берем зубчатую рейку, ввинчиваем ее обратно в металлический паз. Если зубчатая рейка все еще заедает, повторите. Когда зубчатая рейка сдвинется вправо, выньте винты и нанесите немного клея в отверстия для винтов. Вставьте винты обратно и дайте высохнуть. Возьмите узел зубчатой рейки и прикрутите его к основанию направляющей. Я НЕ использовал здесь шурупы для гипсокартона. Вы хотите использовать винт с плоской головкой, чтобы рельс в сборе можно было регулировать на небольшую величину. Возьмите вторую направляющую в сборе и разместите ее по ширине шестерни, поместив шестерню между двумя реечными шестернями. Теперь закрутите шестерню 2-й рейки в сборе. Выньте шестерню и поверните реечные шестерни в противоположных направлениях. Верните шестерню в центр и отметьте, где она находится. Просверлите отверстие достаточно большого размера, чтобы винт № 8-32 на 1 3/4 дюйма мог проходить сквозь него без заедания. Снимите рельс в сборе с основания рельса. Обрежьте основание рельса сверху до отверстия, достаточно широкого, чтобы винт сбоку через прорезь. Наденьте шестерню на винт. Это очень плотная посадка. Я использовал плоскогубцы для фиксации канала, чтобы удерживать шестерню, когда я поворачивал винт. Поворачивайте шестерню на винте, пока шестерня не достигнет того места, где зубчатая рейка крышка должна быть близко к основанию рельса, но не закрепляться на ней. Когда все будет в порядке, отрежьте то, что не нужно, от винта № 8-32. Нанесите клей на головку винта, которая находится внутри крышки, и дайте высохнуть. Нанесите клей на гайку и вокруг основания шестерни. Когда все высохнет, закрутите колпачок обратно на двигатель. Проденьте узел шестерни двигателя через прорезь, пока он не попадет в отверстие. Используя пистолет для горячего клея, закройте прорезь. отрежьте рельс в сборе. Отрежьте кусок дерева толщиной 3/4 дюйма 1 9/16 на 1 9/16. Это будет база мотора. Установите мотор на эту базу. Посмотрите, параллелен ли двигатель основанию рельса. Если все в порядке, прикрутите основание двигателя к основанию рельса. Приклейте мотор к основанию мотора. Прибейте стороны к основанию рейки. Вы заметите, что задний вал двигателя торчит вверх. Отметьте, а затем просверлите это место на задней пластине, чтобы заднему валу было куда идти. Прикрутите заднюю панель. Два пальца руки сделаны из двух деревянных кусков толщиной 3 1/16 на 1 11/16 дюйма толщиной 3/4 дюйма. Вы можете вырезать выемку в дереве, где он будет ввинчиваться в кронштейн. Путь позволяет руке раскрыться на полные 3 дюйма, и вы можете накрыть кронштейн и головки винтов картоном. Просверлите по два отверстия в каждом кронштейне, чтобы винты, которые вы используете, прошли сквозь отверстия в кронштейне. Разметьте и просверлите на пальцах пилотные отверстия. Теперь установите два пальца и прикрутите их на место. С помощью двух шурупов для гипсокартона 1 1/2 дюйма №6 прикрепите этот ручной узел к нижней части роликового узла. КОНЕЦ