არაქნოიდი: 16 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

პირველ რიგში, ჩვენ გვინდა მადლობა გადაგიხადოთ დროისა და ყურადღებისთვის. მე და ჩემმა პარტნიორმა ტიო მარელომ და ჩეის ლიჩმა ბევრი ვიმხიარულეთ პროექტზე მუშაობა და გამოწვევების გადალახვა. ჩვენ ამჟამად ვილკეს ბარის რაიონის სკოლის რაიონის სტუდენტები ვართ S. T. E. M. აკადემია მე ვარ უმცროსი და ტიო არის მეორე კურსის სტუდენტი. ჩვენი პროექტი, Arachnoid არის ოთხფეხა რობოტი, რომელიც ჩვენ გავაკეთეთ 3D პრინტერის, პურის დაფისა და Arduino MEGA 2560 R3 დაფის გამოყენებით. პროექტის მიზანს წარმოადგენდა მოსიარულე ოთხფეხა რობოტის შექმნა. ბევრი მუშაობისა და ტესტირების შემდეგ ჩვენ წარმატებით შევქმენით სამუშაო ოთხფეხა რობოტი. ჩვენ აღფრთოვანებული და მადლიერი ვართ ამ შესაძლებლობისთვის წარმოგიდგინოთ ჩვენი პროექტი, არაქნოიდი.

ნაბიჯი 1: მასალები

მასალები, რომლებიც ჩვენ გამოვიყენეთ ოთხფეხა რობოტისთვის, მოიცავდა: 3D პრინტერი, დამხმარე მასალის გამრეცხი, 3D ბეჭდვის უჯრები, 3D საბეჭდი მასალა, მავთულის საჭრელი, პურის დაფა, ბატარეის დამჭერები, კომპიუტერი, AA ბატარეები, ელექტრო ლენტი, სკოჩები, MG90S Tower Pro Servo Motors, Crazy Glue, Arduino MEGA 2560 R3 დაფა, ჯუმბერის მავთულები, Inventor 2018 პროგრამული უზრუნველყოფა და Arduino IDE პროგრამული უზრუნველყოფა. ჩვენ გამოვიყენეთ კომპიუტერი პროგრამული უზრუნველყოფის და 3D პრინტერის გასაშვებად. ჩვენ გამოვიყენეთ გამომგონებელი პროგრამული უზრუნველყოფა ძირითადად ნაწილების შესაქმნელად, ასე რომ არ არის აუცილებელი ვინმეს ამის გაკეთება სახლში, რადგან ჩვენ მიერ შექმნილი ყველა ნაწილი ფაილი მოცემულია ამ ინსტრუქციულად. Arduino IDE პროგრამული უზრუნველყოფა გამოიყენებოდა რობოტის პროგრამირებისთვის, რაც ასევე არასაჭიროა იმ ადამიანებისთვის, ვინც მას სახლში აკეთებს, რადგან ჩვენ ასევე მივაწოდეთ პროგრამა, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ. 3D პრინტერი, დამხმარე მასალის გამრეცხი, 3D ბეჭდვის მასალა და 3D ბეჭდვის უჯრები ყველა გამოიყენებოდა იმ ნაწილების დამზადების პროცესში, საიდანაც არაქნოიდი მზადდებოდა. ჩვენ გამოვიყენეთ ბატარეის დამჭერები, AA ბატარეები, ჯუმბერის მავთულები, ელექტრო ლენტი და მავთულის საჭრელები ერთად იქნა გამოყენებული ბატარეის პაკეტის შესაქმნელად. ბატარეები ჩადეს ბატარეის დამჭერებში და მავთულის საჭრელებმა გამოიყენეს როგორც ბატარეის პაკეტის, ისე ჯუმბერის მავთულის მავთულის ბოლოები ისე, რომ მათი გაშიშვლება და ერთმანეთში გადახვევა მოხდეს, შემდეგ კი ელექტრო ლენტით. პურის დაფა, ჯუმბერის მავთულები, ბატარეის პაკეტი და არდიუნო გამოიყენებოდა მიკროსქემის შესაქმნელად, რომელიც ამარაგებდა ძრავებს და აკავშირებდა მათ არდუინოს საკონტროლო ბუდეებთან. Crazy Glue გამოიყენებოდა რობოტის ნაწილებზე სერვო ძრავების დასამაგრებლად. საბურღი და ხრახნები გამოიყენებოდა რობოტის სხვა ელემენტების დასამაგრებლად. ხრახნები უნდა გამოიყურებოდეს, როგორც სურათზე, მაგრამ ზომა შეიძლება განისაზღვროს განსჯის საფუძველზე. შოტლანდიური ლენტი და Zip Ties ძირითადად გამოიყენებოდა მავთულის მართვისთვის. საბოლოო ჯამში, ჩვენ სულ 51,88 აშშ დოლარი დავხარჯეთ მასალებზე, რომლებიც ჩვენ არ გვქონდა.

მასალები, რომლებიც ჩვენ გვქონდა ხელთ

1. (რაოდენობა: 1) 3D პრინტერი
2. (რაოდენობა: 1) დამხმარე მასალის გამრეცხი
3. (რაოდენობა: 5) 3D ბეჭდვის უჯრები
4. (თანხა: 27.39^3) 3D ბეჭდვის მასალა
5. (რაოდენობა: 1) მავთულის საჭრელი
6. (რაოდენობა: 1) საბურღი
7. (რაოდენობა: 24) ხრახნები
8. (რაოდენობა: 1) პურის დაფა
9. (რაოდენობა: 4) ბატარეის დამჭერები
10. (რაოდენობა: 1) კომპიუტერი
11. (რაოდენობა: 8) AA ბატარეები
12. (რაოდენობა: 4) Zip Ties
13. (რაოდენობა: 1) ელექტრო ფირზე
14. (რაოდენობა: 1) შოტლანდიური ლენტი

მასალები, რომლებიც ჩვენ შევიძინეთ

1. (თანხა: 8) MG90S Tower Pro Servo Motors (საერთო ღირებულება: $ 23.99)
2. (თანხა: 2) გიჟური წებო (მთლიანი ღირებულება: $ 7.98)
3. (თანხა: 1) Arduino MEGA 2560 R3 დაფა (საერთო ღირებულება: $ 12.95)
4. (თანხა: 38) Jumper Wires (საერთო ღირებულება: $ 6.96)

საჭიროა პროგრამული უზრუნველყოფა

1. გამომგონებელი 2018
2. Arduino ინტეგრირებული განვითარების გარემო

ნაბიჯი 2: ასამბლეაზე გატარებული საათები

ჩვენ გავატარეთ რამდენიმე საათი ჩვენი ოთხფეხა რობოტის შექმნაზე, მაგრამ დროის ყველაზე დიდი ნაწილი, რომელიც ჩვენ გამოვიყენეთ, დაიხარჯა არაქნოიდის პროგრამირებაზე. დაახლოებით 68 საათი დაგვჭირდა რობოტის დასაპროგრამებლად, 57 საათი ბეჭდვა, 48 საათი დიზაინი, 40 საათი შეკრება და 20 საათი ტესტირება.

ნაბიჯი 3: STEM პროგრამები

მეცნიერება

ჩვენი პროექტის სამეცნიერო ასპექტი ამოქმედდება იმ წრის შექმნისას, რომელიც გამოიყენებოდა სერვო ძრავების დასაძრავად. ჩვენ გამოვიყენეთ სქემების გაგება, უფრო კონკრეტულად კი პარალელური სქემების თვისება. ეს თვისება არის ის, რომ პარალელური სქემები ერთნაირ ძაბვას აწვდიან წრედის ყველა კომპონენტს.

ტექნოლოგია

ჩვენი ტექნოლოგიის გამოყენება ძალიან მნიშვნელოვანი იყო არაქნოიდის დიზაინის, შეკრებისა და პროგრამირების პროცესში. ჩვენ გამოვიყენეთ კომპიუტერული დიზაინის პროგრამული უზრუნველყოფა, გამომგონებელი, რომ შევქმნათ მთელი ოთხფეხა რობოტი, მათ შორის: სხეული, სახურავი, ბარძაყები და ხბოები. ყველა შემუშავებული ნაწილი დაიბეჭდა 3D პრინტერზე. Arduino I. D. E. პროგრამული უზრუნველყოფა, ჩვენ შევძელით არდუინოს და სერვო ძრავების გამოყენება არაქნოიდული სიარულისთვის.

ინჟინერია

ჩვენი პროექტის საინჟინრო ასპექტი არის განმეორებითი პროცესი, რომელიც გამოიყენება ოთხკუთხა რობოტისთვის დამზადებული ნაწილების შესაქმნელად. ჩვენ გვქონდა ძებნის გზები ძრავების დამაგრებისა და არდუინოს და პურის დაფის დასაყენებლად. პროექტის პროგრამირების ასპექტი ასევე გვავალდებულებდა შემოქმედებითად გვეფიქრა იმ პრობლემების შესაძლო გადაწყვეტის შესახებ, რომლებსაც წავაწყდით. საბოლოო ჯამში, მეთოდი, რომელიც ჩვენ გამოვიყენეთ, იყო ეფექტური და დაგვეხმარა რობოტის მოძრაობაში ისე, როგორც ჩვენ გვჭირდებოდა.

მათემატიკა

ჩვენი პროექტის მათემატიკური ასპექტი არის განტოლებების გამოყენება ძაბვისა და დენის იმ რაოდენობის გამოსათვლელად, რაც ჩვენ გვჭირდებოდა ძრავის დასატენად, რაც მოითხოვდა ომის კანონის გამოყენებას. ჩვენ ასევე გამოვიყენეთ მათემატიკა რობოტისთვის შექმნილი ყველა ცალკეული ნაწილის ზომის გამოსათვლელად.

ნაბიჯი 4: მეოთხე განმეორებითი ოთხფეხა რობოტი

სახურავი არაქნოიდისთვის შეიქმნა ოთხი საყრდენით ქვედა ნაწილში, რომლებიც ზომის იყო და მოთავსებული იყო სხეულზე გაკეთებული ხვრელების შიგნით. ამ საყრდენებმა Crazy Glue– ის დახმარებით შეძლეს რობოტის სხეულზე სახურავის მიმაგრება. ეს ნაწილი შეიქმნა არდიუნოს დაცვის და რობოტის უფრო დასრულებული იერსახის დასახმარებლად. ჩვენ გადავწყვიტეთ წინ წავსულიყავით ამჟამინდელი დიზაინით, მაგრამ მან დიზაინის ორი გამეორება გაიარა, სანამ ეს არჩეული იყო.

ნაბიჯი 5: მეოთხე მეოთხე ოთხმაგი რობოტის სხეული

ეს ნაწილი შეიქმნა ოთხი ძრავის დასაყენებლად, რომლებიც გამოიყენება ბარძაყის ნაწილების, არდუინოს და პურის დაფის გადასატანად. კორპუსების ნაწილები უფრო დიდი იყო, ვიდრე ძრავები, რომლებსაც ჩვენ ამჟამად ვიყენებთ პროექტისათვის, რომელიც გაკეთდა გამყოფი ნაწილის გათვალისწინებით. ამ დიზაინმა საბოლოოდ დაუშვა სითბოს ადექვატური გაფანტვა და შესაძლებელი გახადა ძრავების მიმაგრება ხრახნების გამოყენებით, სხეულის შესაძლო დაზიანების გარეშე, რომლის გადაბეჭდვას გაცილებით მეტი დრო დასჭირდება. წინა ხვრელები და უკანა კედლის უკმარისობა მიზანმიმართულად გაკეთდა ისე, რომ მავთულები არდუინოსა და პურის დაფაზე შედიოდა. სხეულის შუა ნაწილი განკუთვნილია არდუინოს, პურის დაფისა და ბატარეების ჩასატარებლად. ასევე არის ოთხი ხვრელი, რომელიც შექმნილია იმ ნაწილის ქვედა ნაწილში, რომელიც განკუთვნილია სერვო ძრავების მავთულხლართებისთვის. რობოტის უკან. ეს ნაწილი ერთ -ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანია, რადგან ის ემსახურება როგორც ბაზას, რომლისთვისაც შემუშავებულია ყველა სხვა ნაწილი. ჩვენ გავიარეთ ორი გამეორება სანამ ჩვენ გადავწყვიტეთ ერთი ნაჩვენები.

ნაბიჯი 6: მე -2 გამეორების სერვო ძრავის გამყოფი

სერვო ძრავის გამყოფი შემუშავებულია სპეციალურად არაქნოიდის სხეულის გვერდების კუპეებისთვის. ეს შუალედები შეიქმნა იმ იდეის გათვალისწინებით, რომ სხეულის მხარეს ნებისმიერი ბურღვა შეიძლება იყოს საშიში და დაგვაკარგვინოს მასალა და დრო უფრო დიდი ნაწილის დასაბეჭდად. ამიტომაც ჩვენ ნაცვლად მივდიოდით გამყოფს, რომელმაც არა მხოლოდ მოაგვარა ეს საკითხი, არამედ მოგვცა საშუალება შევქმნათ უფრო დიდი სივრცე ძრავებისთვის, რაც ხელს უშლის გადახურებისგან. შუალედმა გაიარა ორი გამეორება. ორიგინალური იდეა მოიცავდა: ორი თხელი კედელი ორივე მხარეს, რომელიც უკავშირდებოდა მეორე გამყოფს. ეს იდეა გაუქმდა, რადგან ჩვენ უფრო ადვილი იქნებოდა თითოეული მხარის ცალკე გაბურღვა, ასე რომ, თუკი ერთი დაზიანდებოდა, მეორეს გადაყრა არ დასჭირდებოდა. ჩვენ დავბეჭდეთ 8 ცალი, რაც საკმარისი იყო იმისათვის, რომ წებოვანა სხეულზე საავტომობილო განყოფილების ზედა და ქვედა ნაწილზე. ჩვენ შემდეგ გამოვიყენეთ საბურღი, რომელიც ორიენტირებული იყო ნაჭრის გრძელ მხარეს, რათა შევქმნათ საპილოტე ხვრელი, რომელიც შემდგომ გამოიყენებოდა ძრავის ორივე მხარეს ხრახნიანი სამონტაჟოდ.

ნაბიჯი 7: მეოთხე განმეორებითი ოთხფეხა რობოტი ფეხის ბარძაყის ნაწილი

ეს ნაწილი არის ბარძაყის ან რობოტის ფეხის ზედა ნახევარი. იგი შეიქმნა იმ ნაწილის შიგნით არსებული ხვრელით, რომელიც სპეციალურად გაკეთდა არმატურისთვის, რომელიც მოყვა ძრავას, რომელიც შეცვლილია ჩვენი რობოტისთვის. ჩვენ ასევე დავამატეთ სლოტი იმ ნაწილის ბოლოში, რომელიც დამზადებულია ძრავისთვის, რომელიც გამოყენებული იქნება ფეხის ქვედა ნახევრის გადასატანად. ეს ნაწილი ასრულებს ფეხის ძირითადი მოძრაობის უმრავლესობას. ამ ნაწილის ამჟამინდელი გამეორება, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ, მეორეა, რადგან პირველს ჰქონდა უფრო რთული დიზაინი, რომელიც ჩვენ გადავწყვიტეთ, რომ არასაჭირო იყო.

ნაბიჯი 8: მეოთხე ოთხკუთხა რობოტის მუხლის სახსარი

მუხლის სახსარი დიზაინის ერთ -ერთი ყველაზე რთული ნაწილი იყო. დასჭირდა რამდენიმე გათვლა და ტესტი, მაგრამ ამჟამინდელი ნაჩვენები დიზაინი საკმაოდ ლამაზად მუშაობს. ეს ნაწილი შეიქმნა ძრავის გარშემო, რათა ეფექტურად გადაეცეს ძრავის მოძრაობა ხბოს ან ქვედა ფეხის მოძრაობაზე. დიზაინისა და ხელახალი დიზაინის ხუთი გამეორება დასჭირდა შესაქმნელად, მაგრამ სპეციფიკური ფორმა, რომელიც შეიქმნა ხვრელების ირგვლივ, მაქსიმალურად ზრდის მოძრაობის შესაძლო ხარისხს, ხოლო არ კარგავს ძალას, რასაც ჩვენ ვითხოვთ მისგან. ჩვენ ასევე დავამაგრეთ ძრავები უფრო მეტი არმატურის გამოყენებით, რომელიც ჯდება ხვრელებში გვერდებზე და მშვენივრად ჯდება ძრავზე, რაც საშუალებას გვაძლევს გამოვიყენოთ ხრახნები, რომ შევინარჩუნოთ იგი. ნაჭრის ძირში საპილოტე ხვრელმა შესაძლებელი გახადა ბურღვისა და შესაძლო დაზიანების თავიდან აცილება.

ნაბიჯი 9: მე –3 განმეორებითი ოთხფეხა რობოტი ფეხის ხბო

რობოტის ფეხის მეორე ნახევარი შეიქმნა ისე, რომ რაც არ უნდა რობოტი დაადოს ფეხი, ის ყოველთვის შეინარჩუნებდა ერთნაირ წევას. ეს არის ფეხის ნახევარწრიული დიზაინის და ქაფის ბალიშის წყალობით, რომელსაც ჩვენ ვჭრით და ვწებავთ ბოლოში. ის საბოლოოდ კარგად ემსახურება თავის დანიშნულებას, რაც საშუალებას აძლევს რობოტს შეეხოს მიწას და იაროს. ჩვენ გავიარეთ სამი გამეორება ამ დიზაინით, რომელიც ძირითადად ითვალისწინებდა სიგრძისა და ფეხის დიზაინის ცვლილებებს.

ნაბიჯი 10: ჩამოტვირთვები ნაწილების გამომგონებლის ფაილებისთვის

ეს ფაილები გამომგონებლისგან არის. ისინი კონკრეტულად ნაწილობენ ფაილებს ყველა მზა ნაწილისთვის, რომელიც ჩვენ შევიმუშავეთ ამ პროექტისათვის.

ნაბიჯი 11: შეკრება

ვიდეო, რომელიც ჩვენ მოგვაწოდეთ, განმარტავს, თუ როგორ შევიკრიბეთ არაქნოიდი, მაგრამ ერთი წერტილი, რომელიც მასში არ იყო ნახსენები, არის ის, რომ თქვენ მოგიწევთ პლასტმასის სამაგრის ამოღება ძრავის ორივე მხრიდან მისი გათიშვით და ქვიშით იქ, სადაც ადრე იყო. რა დანარჩენი ფოტოები გადაღებულია შეკრების დროს.

ნაბიჯი 12: პროგრამირება

Arduiono პროგრამირების ენა დაფუძნებულია C პროგრამირების ენაზე. Arduino კოდის რედაქტორის შიგნით ის გვაძლევს ორ ფუნქციას.

• void setup (): ყველა კოდი ამ ფუნქციის შიგნით გადის ერთხელ
• void loop (): კოდი ფუნქციის შიგნით მარყუჟების გარეშე.

შეამოწმეთ ქვემოთ, ფორთოხლის ბმულზე დაჭერით, კოდის შესახებ მეტი ინფორმაციის სანახავად!

ეს არის კოდი სიარულისთვის

#ჩართეთ

classServoManager {

საჯარო:

Servo FrontRightThigh;

Servo FrontRightKnee;

Servo BackRightThigh;

Servo BackRightKnee;

Servo FrontLeftThigh;

Servo FrontLeftKnee;

Servo BackLeftThigh;

Servo BackLeftKnee;

voidsetup () {

FrontRightThigh.attach (2);

BackRightThigh.attach (3);

FrontLeftThigh.attach (4);

BackLeftThigh.attach (5);

FrontRightKnee.attach (8);

BackRightKnee.attach (9);

FrontLeftKnee.attach (10);

BackLeftKnee.attach (11);

}

voidwriteLegs (int FRT, int BRT, int FLT, int BLT,

int FRK, int BRK, int FLK, int BLK) {

FrontRightThigh.write (FRT);

BackRightThigh.write (BRT);

FrontLeftThigh.write (FLT);

BackLeftThigh.write (BLT);

FrontRightKnee.write (FRK);

BackRightKnee.write (BRK);

FrontLeftKnee.write (FLK);

BackLeftKnee.write (BLK);

}

};

ServoManager მენეჯერი;

voidsetup () {

Manager.setup ();

}

voidloop () {

Manager.writeLegs (90, 90, 90, 90, 90+30, 90-35, 90-30, 90+35);

დაგვიანება (1000);

Manager.writeLegs (60, 90, 110, 90, 90+15, 90-35, 90-30, 90+35);

დაგვიანება (5000);

Manager.writeLegs (90, 60, 110, 90, 90+30, 90-65, 90-30, 90+35);

დაგვიანება (1000);

Manager.writeLegs (70, 60, 110, 90, 90+30, 90-65, 90-30, 90+35);

დაგვიანება (1000);

Manager.writeLegs (70, 60, 110, 120, 90+30, 90-65, 90-30, 90+35);

დაგვიანება (1000);

Manager.writeLegs (90, 90, 90, 90, 90+30, 90-35, 90-30, 90+35);

დაგვიანება (1000);

}

rawQuad.ino– ს ნახვა GitHub– ით hosted

ნაბიჯი 13: ტესტირება

ვიდეოები, რომლებიც ჩვენ აქ დავამატეთ, ჩვენ ვამოწმებთ არაქნოიდს. წერტილები, სადაც ხედავთ, რომ ის დადის ცოტათი მოკლეა, მაგრამ ჩვენ გვჯერა, რომ მან უნდა მოგცეთ წარმოდგენა, თუ როგორ განხორციელდა ოთხფეხა რობოტის სიარული. ჩვენი პროექტის დასასრულს ჩვენ მივიღეთ სიარული, მაგრამ საკმაოდ ნელა, ასე რომ ჩვენი მიზანი შესრულდა. მანამდე ვიდეოები გვიჩვენებს, რომ ვამოწმებთ ძრავებს, რომლებიც ჩვენ დავამაგრეთ ფეხის ზედა ნაწილზე.

ნაბიჯი 14: დიზაინისა და ბეჭდვის პროცესში

ვიდეოები, რომლებიც აქ დავამატეთ, ძირითადად პროგრესის შემოწმებაა ჩვენს მიერ დამზადებული ნაწილების დიზაინისა და ბეჭდვის პროცესში.

ნაბიჯი 15: შესაძლო გაუმჯობესება

ჩვენ დრო დაგვჭირდა იმის დასაფიქრებლად, თუ როგორ წავსულიყავით არაქნოიდთან წინ, თუ მასთან ერთად მეტი დრო გვექნებოდა და გამოგვივიდოდა გარკვეული იდეები. ჩვენ ვეძებთ არაქნოიდის ენერგიის უკეთეს გზას, მათ შორის: ვიპოვოთ უკეთესი, მსუბუქი ბატარეის პაკეტი, რომლის დატენვაც შესაძლებელია. ჩვენ ასევე ვეძებთ უკეთეს გზას, რომ დავამატოთ სერვო ძრავები ჩვენს მიერ შემუშავებული ფეხის ზედა ნახევარში, ჩვენ მიერ შექმნილი ნაწილის ხელახალი დიზაინით. კიდევ ერთი მოსაზრება, რომელიც ჩვენ გავაკეთეთ არის რობოტზე კამერის მიმაგრება, რათა ის გამოიყენოს იმ ადგილებში, სადაც ხალხი სხვაგვარად მიუწვდომელია. ყველა ამ მოსაზრებამ გაიარა ჩვენს გონებაში რობოტის დიზაინისა და აწყობისას, მაგრამ ჩვენ ვერ შევძელით მათი გატარება დროის შეზღუდვის გამო.

ნაბიჯი 16: საბოლოო დიზაინი

საბოლოო ჯამში, ჩვენ საკმაოდ კმაყოფილი ვართ იმით, თუ როგორ გამოვიდა ჩვენი საბოლოო დიზაინი და ვიმედოვნებთ, რომ თქვენც იგივეს გრძნობთ. გმადლობთ დროისა და ყურადღებისთვის.