1 კგ სუმობოტის მშენებლობა: 6 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ეს ინსტრუქცია დაგეხმარებათ 1 კილოგრამი სუმობოტის დიზაინისა და მშენებლობის პროცესში.

მაგრამ პირველ რიგში, მცირედი ინფორმაცია იმის შესახებ, თუ რატომ გადავწყვიტე ამის დაწერა. მე ვაპირებდი ჩემი ძველი სუმობოტის შეკეთებას კონკურსისთვის, როდესაც მივხვდი, რომ მე არასოდეს გამიკეთებია ინსტრუქცია, თუ როგორ უნდა გამეკეთებინა სუმობოტი. გასული წლის განმავლობაში ჩუმად ვიყავი Instructables– ში, ამიტომ გადავწყვიტე, რომ დავბრუნდებოდი ამ ინსტრუქციით, თუ როგორ უნდა ავაშენო 1 კგ სუმობოტი.

პირველ რიგში, ბევრ თქვენგანს აინტერესებს: რა არის სუმობოტი?

ძირითადად, სუმობოტი არის ერთგვარი რობოტი, რომელიც გამოიყენება სუმობოტის ან რობოტ-სუმოს შეჯიბრებებში. როგორც სახელი გვთავაზობს, მიზანია ერთმანეთის გაძევება რინგიდან, სუმოს ჭიდაობის მსგავსი. სუმობოტი თავისთავად შექმნილია ერთადერთი მიზნით, რინგიდან სხვა სუმობოტის გამოძევება. ამ ინსტრუქციის სუმობოტი არის 1 კილოგრამი. არსებობს სხვა წონის კლასები, როგორიცაა 500 გრამი და 3 კილოგრამი.

საჭირო უნარ -ჩვევები:

• CAD (კომპიუტერული დიზაინით) გაცნობა
• შედუღება
• პროგრამირება არდუინოში

ამ პროექტისთვის არ არის საჭირო ბევრი უნარი. უბრალოდ კომფორტულად ყოფნა CAD– ით, შედუღება და პროგრამირება შორს მიდის. ნუ შეგაწუხებთ, როგორ ჟღერს კომპიუტერის რთული დიზაინი. Autodesk გთავაზობთ უფასო ყოვლისმომცველ გაკვეთილებს საკუთარ პროგრამულ უზრუნველყოფაზე (მე თვითონ ვიყენებ Fusion 360 -ს) და ეს ძალიან გამოსადეგია დამწყებთათვის, რომელიც სწავლობს თოკებს. ჩემთვის უფრო მნიშვნელოვანია სწავლის სურვილი და მზადყოფნა და რა თქმა უნდა გართობა გზაზე.

ამით, დავიწყოთ.

პ.ს. მე ასევე ვიღებ ამ ინსტრუქციულ კონკურსს Make it Move კონკურსში. თუ ეს ინსტრუქციულად გასაოცარი გგონიათ, გთხოვთ მეც მომცეთ ხმა. (მაისური მინდა; მართლა მაგრად გამოიყურება:))

ნაბიჯი 1: ნაწილების სია

ნაწილების სია:

0,090”6061 ალუმინის ფურცელი - 12” x 12”(ან ნებისმიერი 0,090” /2,2 მმ ალუმინის ფურცელი, რომელიც შეიძლება იყოს CNC’d. მე ავირჩიე 6061, რადგან ეს გამოყენებული იქნებოდა ძირითადი კორპუსისთვის და 6061 აქვს საკმაოდ დიდი ძალა)

0.5 მმ ალუმინის ფურცელი - 12 "x 12" (ნებისმიერი შენადნობი იმუშავებდა; ეს მხოლოდ ზედა საფარისა და დანაა. მე გამოვიყენე სათადარიგო ალუმინის ნაჭრები)

5 მმ ალუმინის ფურცელი (ისევ და ისევ, ნებისმიერი შენადნობი იმუშავებდა. ჩემი იყო 7075 ალუმინის ნაჭერი.)

2 x 12V DC მაღალი ბრუნვის ძრავა (ნებისმიერი მაღალი ბრუნვის ძრავა იმუშავებს, მაგალითად ეს ამაზონიდან.)

2 x ბორბალი

4 IR დისტანციის სენსორი (მე ვიყენებ მკვეთრი IR დისტანციის სენსორებს, რომელთა შეძენაც შესაძლებელია რამდენიმე მაღაზიაში, მაგალითად ეს Pololu– დან და ეს Sparkfun– დან.)

2 IR სენსორი (მე ისევ აქ მივიღე სპარკფუნიდან.)

1 მიკროკონტროლის დაფა (მე ვიყენებ ATX2 მხოლოდ იმიტომ, რომ ის არის საჭირო. ჩვეულებრივი Arduino Uno ნამდვილად უკეთესი იქნებოდა მისი მარტივად გამოყენებისათვის).

1 3S ლითიუმის პოლიმერული ბატარეა (LiPo. 3S LiPos არის 12 ვოლტი. 800 -დან 1400 მაჰამდე სიმძლავრე იმუშავებს.)

1 საავტომობილო დრაივერი (ისევ და ისევ, ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა სიმძლავრის მოზიდვა შეუძლია თქვენს ძრავას. ეს პირდაპირ მიდის Arduino Uno– ზე და შეუძლია უზრუნველყოს 5A– მდე დენი.)

მავთულები, კაბელები და კონექტორები (სენსორების დაფაზე დასაკავშირებლად და ლეპტოპთან დასაკავშირებლად.)

M3 ხრახნები და თხილი

ეპოქსიდური

მუყაო

ლეპტოპი (დაფის დასაპროგრამებლად)

ინსტრუმენტები, როგორიცაა მაკრატელი, მავთულის სტრიპტიზატორები და გასაყიდი რკინა.

ნაბიჯი 2: შასის აწყობა

შასის შესაქმნელად მე გამოვიყენე Fusion 360, ყველა ერთ ღრუბელში მომუშავე 3D CAD/CAM პროგრამული უზრუნველყოფა. Autodesk გთავაზობთ მშვენიერ გაკვეთილებს აქ. მე ვისწავლე ძირითადად ვიდეოების ყურებისგან, შემდეგ კი თავად ვცდილობდი მათ გაკეთებას. მე არ შევეცდები გასწავლოთ როგორ გამოიყენოთ Fusion 360; მე მივცემ უფლებას პროფესიონალებს გააკეთონ თავიანთი საქმე.

თავად დიზაინი შედგება ერთი ძირითადი ბაზის, ერთი დანა, ერთი ზედა საფარის, ორი საავტომობილო სამაგრისა და ორი (ან ოთხი) 3D ბეჭდვის ბრეკეტისგან. ძირითადი ბაზა არის 2.2 მმ ალუმინი, ძრავის სამაგრები არის 5 მმ ალუმინი, დანა არის 0.5 მმ ალუმინი, ხოლო ზედა საფარი შეიძლება იყოს 0.5 მმ ალუმინი ან ჩვეულებრივი მუყაო. მე მუყაოს ვიყენებდი, რადგან ალუმინი იწონის კიდევ რამდენიმე გრამს, მე კი 1 კილოგრამზე 10 გრამზე მეტი ვიყავი. მეორეს მხრივ, 3D დაბეჭდილი ბრეკეტები დაბეჭდილია ABS– ით, 50% შევსებაზე.

დიზაინები, რომლებიც ითხოვდნენ ალუმინს, ექსპორტირებული იყო.dxf ფაილებში და ეგზავნებოდა ადგილობრივ ლაზერულ ჭრის კომპანიას აქ, ფილიპინებში. 3D ბეჭდვის ნაწილები იმავდროულად ექსპორტირებული იქნა STL– ში და კვლავ გაეგზავნა ადგილობრივ 3D ბეჭდვის კომპანიას.

პასუხისმგებლობის შეზღუდვის განაცხადი: მე ხელახლა გამოვიყენე ჩემი ძველი სუმობოტი, რომელიც აღარ მუშაობს, მაგრამ იყენებს ამ დიზაინს, ამიტომ ზოგიერთი ნაწილი უკვე აწყობილია ფოტოებში. თუმცა, მე გაგივლით ყველა ნაწილის ერთად შეკრების პროცესს.

მას შემდეგ რაც ნაწილები მოჭრილია, შეგიძლიათ ან დაიწყოთ ზედა საფარით, სამაგრით და დანით, ან ძრავის ფრჩხილით.

დიზაინის ზედა საფარი დამზადებულია ალუმინისგან, მაგრამ წონის შეზღუდვის გამო მე მუყაო გამოვიყენე. მე დავჭრა მუყაო იმავე სპეციფიკაციებში, როგორც დიზაინში.

3D დაბეჭდილი სამაგრი არის დაცული წინ ხრახნების გამოყენებით და გამოიყენება სიტყვასიტყვით დასაჭერად დანა. დანა დაფარულია ბაზაზე ეპოქსიდის გამოყენებით. ხრახნიანი ხვრელები დანაში და ძირითადი ბაზა გამოიყენება პოზიციონირების გასაკონტროლებლად და დარწმუნდით, რომ ის ზუსტად არის შერწყმული ერთმანეთთან. მთავარ ფუძეზე არის წრიული ხვრელები, რომლებიც შეგიძლიათ შეავსოთ ეპოქსიდური საშუალებით, რათა დაიჭიროთ დანა ძირითად ფუძეზე. ხვრელების დიდი ფართობი საშუალებას აძლევს ეპოქსიდს უკეთესად დაიჭიროს დანა და ხელი შეუშალოს მას ძირიდან მოწყვეტას. IR სენსორი ასევე შეიძლება ეწეროს დანა ბოლოში ეპოქსიდის გამოყენებით, ისევე როგორც ფოტოებში. დარწმუნდით, რომ სენსორის ქვედა ნაწილი იატაკზე პერპენდიკულარულია.

ძრავის დასაყრდენზე დასაყენებლად, ჯერ ხრახნიანი ძრავა მოათავსეთ ძრავის სამაგრში. თუმცა, თქვენ ჯერ უნდა შეაერთოთ მავთულები ძრავაზე, რადგან სადენები ძრავის უკანა ნაწილშია და ძნელი იქნება მათთან მისვლა ძირზე მიმაგრებისთანავე. საავტომობილო ხაზები შეესაბამება ძრავის ფრჩხილს და იჭერს ხრახნებს. ანუ, თუ თქვენ მიიღეთ ძრავა, მე შევიტანე ნაწილების სიაში. თუ არა, თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ დიზაინი, რომელიც მოერგება თქვენს ძრავას. ამ ეტაპზე, თქვენ ასევე შეგიძლიათ მიამაგროთ ბორბლის რგოლი ძრავას. საავტომობილო ფრჩხილი შემდეგ იჭრება ძირითადი ბაზის უკანა ხვრელებზე.

თუ თქვენ იყენებთ საავტომობილო დრაივერს, რომელსაც არ შეუძლია არდუინოს თავზე გადასვლა, ან რაიმე მიზეზით, რომ მძღოლს უნდა ჰქონდეს საკუთარი ტერიტორია, არის ადგილი ძრავებს და დანას შორის. ეს სივრცე გამოყოფილია ლიპო ბატარეისთვის და ძრავის მძღოლისთვის, იმ შემთხვევაში, თუ დაგჭირდებათ დამატებითი ადგილი. ვინაიდან ჩვენ ასევე უკვე ვმუშაობთ რობოტის ქვედა ნაწილზე და ძნელი იქნება მასზე წვდომა, როდესაც ზედა საფარი დაიმაგრება, თქვენ შეგიძლიათ მოათავსოთ ძრავის მძღოლი დანასა და ძრავებს შორის, ისევე როგორც ფოტოებში. ორმხრივი ლენტი შეიძლება დაგეხმაროთ მის ფუძესთან მიმაგრებაში.

ნაბიჯი 3: ელექტრონიკა

შემდეგი არის ელექტრონიკა, როგორიცაა სენსორები, ძრავის მძღოლი და დაფა.

თუ ისევ იყენებთ ძრავის დრაივერს, რომელიც არ არის Arduino– ს თავზე, დაიწყეთ მავთულის მიმაგრება, რაც საჭიროა მისი მიკროკონტროლერთან დასაკავშირებლად. ჩემი ძრავის მძღოლისთვის, მე მჭირდება სიგნალი (ლურჯი) და დაფქული (შავი) მავთული. ეს დამოკიდებულია თავად მძღოლზე. რაც მძღოლებს სჭირდებათ არის მავთულები ბატარეასთან ან ენერგიის წყაროსთან დასაკავშირებლად. ჩემს XT-60- ზე (იგივე დანამატი ლიპო ბატარეების უმეტესობაზე) მიმაგრებული იყო ძალიან სქელი, ამიტომ მომიწია მისი მორთვა ვიწრო შემაერთებელი ბლოკებისთვის.

ჩემი მიკროკონტროლი ასევე იზიარებს იგივე ენერგიის წყაროს, როგორც ძრავის მძღოლები, ამიტომ მე მომიწია მავთულის შედუღება ძრავის დრაივერებზე XT-60 კონექტორზე.

IR დისტანციის სენსორებს შეიძლება დასჭირდეთ სათაურის ქინძისთავების შეკვრა მათზე, იმისდა მიხედვით, თუ რა სენსორს მიიღებთ. ისინი, როგორც წესი, შეიცავს პაკეტში, თუ ყიდულობთ მათ, ასე რომ უბრალოდ შეაერთეთ ისინი საჭიროებისამებრ.

თქვენ ასევე შეიძლება დაგჭირდეთ მავთულის შედუღება მიკროკონტროლის სენსორებთან დასაკავშირებლად, ისევე როგორც მე. სენსორს აქვს საკუთარი კონექტორი; ზოგი იყენებს JST– ს, ზოგი იყენებს სერვოს სათაურს. ჩვეულებრივი არდუინოს საშუალებით შეგიძლიათ აერთოთ ჯუმბერის კაბელები არდუინოსთან და შემდეგ მიამაგრეთ კაბელის მეორე ბოლო სენსორიდან გამომავალ კაბელზე. პროცესი ანალოგიურად მუშაობს სხვა მიკროკონტროლერებთან. მიკროკონტროლერის მავთულები მიმაგრებულია სენსორიდან მომდინარე მავთულხლართებზე.

ნაბიჯი 4: ყველა ნაწილის გაერთიანება

სენსორები და მიკროკონტროლი მოთავსებულია ზედა ფირფიტაზე. მე დავამონტაჟე IR დისტანციის სენსორები მუყაოს მტევანზე, რომ მიკროკონტროლერზე მაღლა ავწიო, რადგან სენსორის უკან მავთულები ეჯახება მიკროკონტროლერს. დააკვირდით, როგორ არის ფოტოში მხოლოდ სამი სენსორი. მხოლოდ ბოლო წუთზე გადავწყვიტე რობოტის უკანა ნაწილში მეოთხე მანძილის სენსორის დამატება. სამწუხაროდ, ადგილი აღარ იყო, ამიტომ მომიწია მისი დაყენება მთავარ ბაზაზე, ძრავების უკან.

შემდეგ მიკროკონტროლი მიმაგრებულია ზედა ფირფიტაზე. რთული არაფერია; მე უბრალოდ მუწუკში რაღაც ხვრელები გავხსენი და მთელი დაფა დავაფარე ზედა ფირფიტაზე. თუ თქვენ იყენებთ ალუმინს, ხელის საბურღი აუცილებელი იქნება.

მას შემდეგ რაც ყველაფერი დაფიქსირდება ზედა ფირფიტაზე, გამოიყენეთ ორმაგი ცალმხრივი ლენტი, რომ დააჭიროთ ძრავების ზედა ნაწილს.

ამ ეტაპზე, თქვენ შეგიძლიათ დაიწყოთ ყველა ელექტრონიკის ერთმანეთთან დაკავშირება, მაგალითად, სენსორების და ძრავის მძღოლის მიკროკონტროლერთან დაკავშირება. თუ თქვენ იყენებთ საავტომობილო დრაივერს, რომელიც უბრალოდ ერთვის არდუინოს თავზე, მაშინ თქვენთვის პრობლემა არ არის. თუ არა, მაშინ მოგიწევთ მძღოლის სპეციფიკაციების მიხედვით დაფა, როგორც მე გავაკეთე.

მას შემდეგ რაც ყველაფერი გაერთვება, მოათავსეთ ლიპო ძრავასა და დანას შორის ქვედა სივრცეში, შემდეგ ჩართეთ თქვენი მიკროკონტროლერი და დრაივერები, რომ ნახონ ის პირველად ანათებს.

ნაბიჯი 5: პროგრამირება

მას შემდეგ რაც ყველაფერი შეიკრიბება, არის ერთი ბოლო რამ: პროგრამირება თქვენი რობოტი.

თქვენი რობოტის პროგრამირება დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა სტრატეგია გსურთ. მე ვივარაუდებ, რომ თქვენ კომპეტენტური ხართ პროგრამირებაში, რადგან ჩემი ძრავის მძღოლი იყენებს სერიულ (UART) კომუნიკაციას და, შესაბამისად, ჩემი პროგრამა არ იმუშავებს სხვა ძრავის მძღოლებისთვის. ყოველივე ამის შემდეგ, არ არსებობს ერთი ზომა, რომელიც შეესაბამება პროგრამირებას.

დაგეხმარებით, აქ არის ჩემი პროგრამის ძირითადი დიაგრამა.

თუ ვინმე არის ძალიან ახლოს წინ, წადი სრული სიმძლავრით თუ მარცხენა ან მარჯვენა ფერის სენსორი გამოავლენს თეთრ ხაზს, დაბრუნდი შემდეგ შემოტრიალდი თუ მარცხენა ან მარჯვენა მანძილის სენსორი აღმოაჩენს რაღაცას, გადაუხვიე იმ მიმართულებით თუ უკანა სენსორი აღმოაჩენს რაღაცას, გადაუხვიე იმ მიმართულებას თუ ვინმე არის შორს წინ, წინ წადი, გააგრძელე წინსვლა

აქ არის მთელი პროგრამა, თუ გაინტერესებთ:

#ჩართეთ

// A5 - მარცხენა ფერის სენსორი // A4 - მარჯვენა ფერის სენსორი // A6 - უკანა მანძილის სენსორი // A2 - მარცხენა მანძილის სენსორი // A3 - მარჯვენა მანძილის სენსორი // A1 - წინა მანძილის სენსორი // ძრავა 1 - მარჯვნივ // ძრავა 2 - მარცხენა სიცარიელის დაყენება () {uart1_set_baud (9600); Serial1.write (64); Serial1.write (192); ᲙᲐᲠᲒᲘ(); სიგნალი (2); setTextColor (GLCD_BLUE); glcd (1, 0, "ინიციალიზებული"); დაგვიანება (4900); }

ბათილი მარყუჟი () {

int frontDistanceValue = analogRead (A1); int leftDistanceValue = analogRead (A2); int rightDistanceValue = analogRead (A3); int rearDistanceValue = analogRead (A6); int leftColorValue = digitalRead (A5); int rightColorValue = digitalRead (A4); if (frontDistanceValue> 250) {// ვინმე პირდაპირ წინ, მაქსიმალური სიმძლავრე Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else if (leftColorValue == 0) {// შეეხო ზღვარს // საპირისპირო Serial1.write (1); Serial1.write (255); დაგვიანება (400); Serial1.write (1); Serial1.write (128); დაგვიანება (300); } else if (rightColorValue == 0) {// შეეხო ზღვარს // საპირისპირო Serial1.write (1); Serial1.write (255); დაგვიანება (400); Serial1.write (127); Serial1.write (255); დაგვიანება (300); } else if (frontDistanceValue> 230) {// kinda far front Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else if (leftDistanceValue> 250) {// მოუხვიე მარცხნივ Serial1.write (127); Serial1.write (255); დაგვიანება (450); } else if (rightDistanceValue> 250) {// მოუხვიე მარჯვნივ Serial1.write (1); Serial1.write (128); დაგვიანება (450); } else if (rearDistanceValue> 150) {// ზურგთან ახლოს Serial1.write (1); Serial1.write (128); დაგვიანება (1050); } else if (frontDistanceValue> 180) {// შორს წინ Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else {Serial1.write (100); Serial1.write (155); }}

ნაბიჯი 6: ფოტოები

ნაჩვენებია დასრულებული სუმობოტის რამდენიმე ფოტო.

ვიმედოვნებ, რომ თქვენ ისწავლეთ რაიმე ამ სასწავლოდან. თუ მოგწონთ ეს სახელმძღვანელო, გთხოვთ, ხმა მომცეთ კონკურსში Make it Move. თუ არა, მე სიამოვნებით შევასწორებ ყველაფერს, რაც ამ სახელმძღვანელოს უკეთესს გახდის.

ბედნიერი სწავლა!