BucketBot: робот на основе Nano-ITX: 7 шагов (с изображениями)

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

Это простая в изготовлении мобильная база для роботов. Он использует компьютерную плату Nano-ITX, но можно использовать Mini-ITX, а также один из одноплатных компьютеров, таких как Raspberry Pi, BeagleBone или даже Arduino.

Обязательно ознакомьтесь с последней версией этого робота.

Конструкция этого робота была предназначена для устранения проблем с роботом стекового типа. В этом дизайне вы можете получить доступ ко всем частям, не удаляя слои. Кроме того, ручка сверху с переключателями питания - ключевая особенность любого мобильного робота, поскольку они, как правило, убегают от вас.:-) Название "Bucket Bot" происходит от простого способа транспортировки - он помещается прямо в ведро объемом 5 галлонов!

Этот робот имеет простую и недорогую конструкцию с использованием фанеры и простых крепежей и фурнитуры для дома. Более новый, использующий металл и новые компоненты, находится в стадии разработки и будет опубликован через несколько месяцев.

Шаг 1. Двигатели и колеса

Колеса и крепления двигателя для Bucket Bot самодельные и были созданы до того, как такие детали стали более широко доступны. В следующей версии этого проекта для этого, вероятно, будут использоваться готовые детали. Однако следующий подход сработал и позволил сэкономить деньги. Моторы пришли от Jameco, но теперь они доступны во многих местах, например, в Lynxmotion. Он использует щеточные двигатели 12 В постоянного тока, около 200 об / мин, но вы можете выбрать комбинацию напряжения / скорости / мощности в соответствии с вашим приложением. Кронштейны для крепления двигателя изготовлены из углового алюминия - совместить эти три отверстия для крепления двигателя было самой сложной задачей. Для этого пригодится картонный шаблон. Алюминиевый угол составлял 2 x 2 дюйма и был обрезан до 2 дюймов в ширину. Они были созданы для другого робота, но у этого робота колеса находятся под платформой, поэтому им нужна распорка 1/8 дюйма (сделанная из пластика, который был рядом). Шины представляют собой колеса самолета Dubro R / C, а центральная часть была просверлена, чтобы использовать большой старый метчик 3/4 ", чтобы продеть это отверстие. Затем используйте болт 3/4" и просверлите отверстие для вала вдоль длина болта от головки внутрь. Получение этого прямого и центрированного является ключевым моментом. Болты более высокого класса имеют отметки на головке, которые помогают найти центр, и для этого отверстия использовался сверлильный станок. Сбоку просверлено отверстие под установочный винт. По нему постучали чем-то вроде метчика №6. Затем вы ввинчиваете болт в колесо и отмечаете, где болт выступает с другой стороны колеса, снимаете его и срезаете болт с помощью инструмента Dremel, чтобы удалить излишки. Затем болт вставляется в колесо, а установочный винт удерживает его на валу двигателя. Трения колеса о большой болт было достаточно, чтобы он не соскользнул.

Шаг 2: База

Основная идея основания заключалась в том, чтобы сделать доступными все части. Установив детали вертикально, вы можете использовать обе стороны вертикальной доски. Основание 8 "x8", а верх 7 "x8". Он сделан из фанеры толщиной 1/4 дюйма (может быть, немного тоньше). Был опробован поликарбонат толщиной 1/8 дюйма, но он кажется слишком гибким - подойдет более толстый пластик. Остерегайтесь акрила - он легко трескается. Но с угловыми кронштейнами цвета дерева и латуни этот дизайн имеет немного стимпанка.:-) Соединение между основанием и стенкой осуществляется простыми угловыми скобами - винты с плоской головкой крепили их с шайбой и стопорной шайбой на деревянной стороне. Если вы разместите их по краям 7-дюймовой стороны, они хорошо закончатся на каждой стороне батареи. Использовался стандартный ролик с несколькими резьбовыми стержнями (2 дюйма длиной), чтобы выдвинуть его достаточно далеко вниз, чтобы соответствовать колесам. Поскольку колеса смещены по центру, второй ролик с другой стороны не потребовался.

Шаг 3: Установка батареи

Чтобы установить аккумулятор, используйте кусок алюминиевого стержня и стержни с резьбой №8, чтобы сделать зажим. Угловой алюминий здесь тоже может хорошо подойти.

Шаг 4: Ручка и переключатели питания

У всех хороших роботов есть ручка, когда они взлетают в неожиданном направлении! Также помогает расположение переключателя питания двигателя сверху. Есть много способов сделать ручку - этот просто собрали из материала в лаборатории (он же в гараже), но все это из вашего любимого домашнего магазина. Этот на самом деле сработал очень хорошо, и его было легко сделать. Основная часть - это некоторый канал из алюминия - канал 3/4 "x 1/2". Его длина 12,5 дюймов - каждая сторона 3 дюйма, а верх - 6,5 дюйма. Чтобы сделать основные изгибы, обрежьте стороны, затем сложите его. В углах просверлили отверстия, а для придания дополнительной прочности использовали заклепки. хотя этот шаг, вероятно, не требуется. Более удобный захват можно сделать с помощью трубы из ПВХ толщиной 1 дюйм (3,75 дюйма длиной) - если вы добавите ее, наденьте трубку из ПВХ, прежде чем сгибать металл. Для удержания можно использовать пару тонких винтов. его на месте, если вы хотите, чтобы он не вращался, когда вы его держите. Затем, для соединения с деревом, удалите 1,5 дюйма центральной части канала и поместите последние 0,5 дюйма в тиски, чтобы получить эти выступы. ближе друг к другу - 1 дюйм материала между углами лучше, чем от ручки к дереву. Просверлите отверстия для переключателя питания и двигателя с каждой стороны ручки - ступенчатое сверло значительно облегчит выполнение этих больших отверстий. Наличие переключателей сверху удобно в чрезвычайной ситуации, и, поскольку этот робот использует аккумулятор на 12 В, автомобильные переключатели с подсветкой - приятный и практичный штрих.

Шаг 5: компоненты проводки и электроники

Компьютерная плата установлена так, чтобы разъемы были обращены вверх, чтобы облегчить подключение монитора и т. Д. Для силовых соединений использовалась 4-х рядная европейская клеммная колодка - этого хватило как для выключателей питания компьютера, так и двигателя. В компьютере использовался источник питания 12 В, поэтому было удобно, что компьютер и двигатели использовали одинаковое напряжение. Для зарядки аккумулятора использовались микрофонный штекер и розетка - вроде работают хорошо, и имеют ключ, чтобы их нельзя было подключать задом наперед. Батарея представляет собой гелевый элемент на 7 ампер-часов и 12 В. Зарядное устройство для этой батареи было изменено с помощью микрофонного штекера. На рисунках видно, как был смонтирован жесткий диск. Рядом с жестким диском находится плата последовательного сервоуправления. В данном случае это был экземпляр от Parallax, который поддерживается RoboRealm, программным обеспечением, используемым для программирования этого робота. Под платформой использовался Dimension Engineering Sabertooh 2x5 с дистанционным управлением, исходящим от Parallax SSC.

Шаг 6: Камера

Этот робот использует только один датчик - стандартную веб-камеру USB. Камера Phillips работает хорошо, так как у нее хорошая чувствительность в условиях низкой освещенности, что помогает поддерживать высокую частоту кадров. Многие веб-камеры снижают частоту кадров при слабом освещении, поскольку получение изображения занимает больше времени. Еще одна приятная особенность камеры Phillips - это крепление 1/4 дюйма, поэтому ее можно легко прикрепить. Это также позволяет перемещать камеру даже в установленном состоянии, так что вы можете направить ее вниз или вперед по мере необходимости. Присоедините ее с помощью 1 / Винт 4-20 x 2,5 дюйма.

Шаг 7. Примечания по запуску программного обеспечения и ОС

У меня сейчас на BucketBot установлена более старая версия Windows (2000), поэтому просто примечание: я настроил ее на автоматический вход пользователя и запуск RoboRealm при загрузке. Таким образом, я могу включить робота без клавиатуры, мыши или монитора. Я использовал демонстрацию отслеживания мяча для проверки системы, и она отлично работала дома с синим мячом, но не так хорошо в школе, где у всех детей были синие рубашки!:-) Оглядываясь назад, можно сказать, что зеленый цвет - лучший цвет - красный действительно плох из-за цвета кожи, а синий - слишком мягкий цвет, чтобы его можно было надежно обнаружить. У меня сейчас нет этого конфигурационного файла RoboRealm, но в следующую версию этого проекта будет включен полный код. Вы также можете добавить беспроводной разъем (Nano-ITX имеет дополнительный USB-разъем) и использовать удаленный рабочий стол и т. Д. Для удаленного управления машиной. Этот проект был большим шагом в последовательности от множества картонных моделей визуализации к этой, к последней, которую я скоро опубликую!