PiCar: ავტონომიური მანქანის პლატფორმის მშენებლობა: 21 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

ეს ინსტრუქცია ასახავს PiCar– ის ასაშენებლად საჭირო ნაბიჯებს

რა არის PiCar?

PiCar არის ღია წყაროს ავტონომიური მანქანის პლატფორმა. ის არ არის ავტონომიური თავისთავად, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ მარტივად დაამატოთ სენსორები მანქანის გასაკონტროლებლად Arduino ან Raspberry Pi– ით.

რატომ გამოიყენოთ PiCar RC მანქანის ნაცვლად?

PiCar– ის გამოყენება ძალიან ჰგავს RC მანქანის გამოყენებას, როგორც პლატფორმას. ამასთან, PiCar გაძლევთ მეტ კონტროლს და უფრო ადვილია მისი შეცვლა, ვიდრე RC მანქანა. PiCar– ის შასი 3D დაბეჭდილია და თქვენ შეგიძლიათ მარტივად შეცვალოთ 3D მოდელი, რომ საჭიროების შემთხვევაში დაამატოთ მეტი ადგილი მანქანაში. გარდა ამისა, ყველა ნაწილი ან ადვილად ხელმისაწვდომია ინტერნეტში, ან შესაძლებელია 3D ბეჭდვა.

ვინ შექმნა PiCar?

PiCar შეიქმნა ვაშინგტონის უნივერსიტეტში ქ. ლუისში, ჰუმბერტო გონსალესისა და სილვია ჟანგის ლაბორატორიაში. მანქანა შეიქმნა 2017 წლის მაისში და მონაწილეობა მიიღო რობოტიკის კონკურსში ივნისში. PiCar მოხვდა ტოპ 10 -ში 30+ საერთაშორისო გუნდიდან Silk Road Robotics ინოვაციების კონკურსში Xi'an Jiaotong University- ში Xi'an, ჩინეთი. აქ არის ბმული FlowBot– ის YouTube ვიდეოზე.

ეს ინსტრუქცია მხოლოდ დეტალებს აჩვენებს, თუ როგორ უნდა ავაშენოთ PiCar. თუ გსურთ გამოიყენოთ თქვენი PiCar– ის კოდის მაგალითი, გთხოვთ, მიმართოთ ჩვენს GitHub საცავებს, რათა მიიღოთ წვდომა კოდის მაგალითზე და დამატებით დოკუმენტაციაზე.

ნაბიჯი 1: ნაწილების სია

ნაწილების სია:

• ჯაგრისის ძრავა და ESC ($ 32.77)
• ბატარეა ($ 10.23)
• სერვო მოტორი ($ 6.15)
• ბორბლები ($ 28; ჩასმა და საჭეზე წებოვანი)
• ღერძი, 6 მმ ($ 19.38)
• Hex Wheel Adapters ($ 3.95)
• Large Gear ($ 8.51)
• Pinion Gear ($ 5.49)
• 3 მმ საკისრები, 8 მმ გარე დიამეტრი ($ 8.39)
• 2 მმ საკისრები, 5 მმ გარე დიამეტრი ($ 9.98)
• ღერძი საკისრები ($ 30.68)
• M3 და M2 ხრახნები ($ 9.99)
• 3D პრინტერზე წვდომა

სულ: $ 176.00

სურვილისამებრ:

• ESC პროგრამირების ბარათი ($ 8.40)

  Turnigy TrackStar ESC პროგრამირების ბარათი

• ბატარეის დამტენი ($ 24.50)

  Turnigy P403 LiPoly / LiFe AC / DC ბატარეის დამტენი (აშშ დანამატი)

• ალანის ქანჩის ნაკრები ($ 9.12)

  https://www.amazon.com/TEKTON-Wrench-Metric-13-Pie…

• RC კონტროლერი მიმღებით ($ 22.58)

  https://hobbyking.com/en_us/hobbyking-gt2e-afhds-2…

• არდუინო ($ 10.9)

  https://www.amazon.com/Elegoo-Board-ATmega328P-ATM…

• პურის დაფა ($ 6.99)

  https://www.amazon.com/eBoot-Experiment-Solderless ……

• სხვადასხვა მავთულები ($ 6.99)

  https://www.amazon.com/GenBasic-Female-Solderless-…

სულ: $ 89,48

ნაწილები შეირჩა სამი კრიტერიუმის მიხედვით:

• ფუნქციონალურობა
• ხელმისაწვდომობა
• მონაცემთა ფურცლის ხელმისაწვდომობა

ნაწილები კარგად უნდა ფუნქციონირებდეს ისე, რომ ისინი ასრულებდნენ სასურველს და დიდხანს ძლებდნენ. ისინი ადვილად უნდა იყიდონ ინტერნეტში, რათა სხვა ადამიანებმა შეძლონ PiCar– ის გამეორება. ეს მნიშვნელოვანია, რადგან ჩვენი ლაბორატორია მომავალში უფრო მეტ მანქანას დაამზადებს და იმიტომ, რომ ჩვენ გვინდა, რომ მანქანა ხელმისაწვდომი იყოს ხალხისთვის მთელი ქვეყნის მასშტაბით. ნაწილებს უნდა ჰქონდეთ მონაცემთა ფურცლები, რადგან ჩვენ ჩავატარებთ ექსპერიმენტებს PiCar– ით. აკადემიური ექსპერიმენტების ჩატარებისას მნიშვნელოვანია ზუსტად იცოდეთ რა შედის აღჭურვილობაში, რომელსაც თქვენ იყენებთ. მონაცემთა ფურცლების ქონა ექსპერიმენტს იმეორებს.

ნაბიჯი 2: წვდომა 3D მოდელებზე

როგორ მივიღოთ Onshape– ზე განთავსებული CAD ფაილები:

1. გადადით

2. თუ თქვენ მოგეცემათ ანგარიშის დეტალები, გამოიყენეთ ეს რწმუნებათა სიგელები შესასვლელად.

3. წინააღმდეგ შემთხვევაში, შექმენით ახალი ანგარიში. მას შემდეგ რაც თქვენი ანგარიში შეიქმნება და შეხვალთ სისტემაში, გადადით მისამართზე: https://cad.onshape.com/documents/79e37a701364950… Pi მანქანის ასამბლეაზე წვდომისათვის.

4. ბმულის გახსნა მიგიყვანთ Pi Car ასამბლეის ფაილში, როგორც ეს ჩანს ზემოთ მოცემულ სურათებში. თუ თქვენ იყენებთ მითითებულ მონაცემებს, გექნებათ წვდომა ამ ასამბლეაზე და ყველა ნაწილის ფაილზე. თუ თქვენ იყენებთ ახალ მომხმარებლის ანგარიშს, შეგიძლიათ შექმნათ ასამბლეის ასლი და შეასწოროთ ის ამ გზით.

5. Onshape– ის შესასწავლად, გადადით

6. ზემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს, თუ როგორ უნდა შეხვიდეთ თითოეულ ნაწილზე, ასამბლეაზე, ქვე-შეკრებაზე ან ნახატზე.

7. ზომების (მანძილი ან კუთხე ნაწილებს შორის) შესამოწმებლად საუკეთესო საშუალებაა წასვლა შესაბამის ნაწილზე ან ასამბლეის ნახატზე. სანამ ზომებს შეამოწმებთ, დარწმუნდით, რომ მოახდინეთ ნახატის სინქრონიზაცია შესაბამის კრებულთან ან ნაწილთან ერთად, განახლების ღილაკზე დაჭერით, როგორც ჩანს ზემოთ სურათზე.

8. კონკრეტული განზომილების შესამოწმებლად გამოიყენეთ წერტილი-წერტილიდან, წერტილიდან-ხაზამდე, ხაზიდან-ხაზამდე, კუთხე და ა.შ. განზომილების ინსტრუმენტი და დააწკაპუნეთ წერტილებზე/ხაზებზე, როგორც ეს ნაჩვენებია ზემოთ გამოსახულება

ნაბიჯი 3: ჩამოტვირთეთ 3D მოდელები

ახლა, როდესაც თქვენ გაქვთ წვდომა 3D მოდელებზე, თქვენ უნდა გადმოწეროთ ისინი 3D ბეჭდვისთვის

9 ნაწილი, რომელიც უნდა გადმოწეროთ:

• შასის ფინალი
• აკერმანის საბაზისო ბმული
• აკერმანის სერვო რქა

• ბორბლის ექვსკუთხედი 12 მმ

  (x2) ორივე მხარე იდენტური ნაწილებია

• აკერმანის მკლავი

  (x2) ორივე მარცხენა და მარჯვენა მხარე; ეს ფაილები ერთმანეთის სარკისებური გამოსახულებებია

• აკერმანის პინის ბმული

  (x2) ორივე მხარე იდენტური ნაწილებია

1. ზემოთ ჩამოთვლილი ნაწილების ჩამოსატვირთად გადადით OnShape– ის მთავარ PiCar ასამბლეაზე
2. მარჯვენა ღილაკით დააწკაპუნეთ იმ ნაწილზე, რომლის გადმოწერა გსურთ
3. დააწკაპუნეთ ექსპორტზე
4. შეინახეთ ფაილი.stl ფაილში
5. გაიმეორეთ ეს ნაბიჯები, რომ შეინახოთ ყველა 9 ფაილი.stl ფაილებად

თუ თქვენ შეხვდებით საკითხს, როდესაც ფაილების ჩამოტვირთვა შეუძლებელია, შეგიძლიათ იხილოთ საფეხურიანი ფაილები ან stl ფაილები ჩვენს GitHub– ში. მთავარი გვერდიდან დააწკაპუნეთ hw, შასი და ბოლოს stl_files ან step_files.

ნაბიჯი 4: 3D ბეჭდვა. STL ფაილები

გამოიყენეთ თქვენი არჩეული 3D პრინტერი ყველა.stl ფაილის დასაბეჭდად

ანაბეჭდების უმეტესობა უნდა იყოს დაბეჭდილი საყრდენებით, მაგრამ აღმოვაჩინე, რომ რამდენიმე მათგანი უკეთესად იბეჭდება მათ გარეშე. მე გირჩევთ, რომ დაბეჭდოთ აკერმანის servo horn, Wheel hex 12mm და Ackermann arm ცალი ცალკე ბეჭდვით და საყრდენების გარეშე. ეს შეამცირებს დაბეჭდვის საერთო დროს და გაზრდის ბეჭდვის ხარისხს.

მე დავბეჭდე ყველა ნაწილი 100% შევსებით, მაგრამ ეს იყო პირადი არჩევანი. თუ გსურთ, შეგიძლიათ შეავსოთ 20% -მდე. მე გადავწყვიტე დაბეჭდვა ასეთი მაღალი შევსებით, ნაწილების სიძლიერის გაზრდის მცდელობისას.

ჩემი ანაბეჭდები დაყენებულია 0,1 მმ ფენის სიმაღლეზე. მე მივიღე ეს გადაწყვეტილება, რადგან 0.1 მმ არის ნაგულისხმევი პარამეტრი ჩემი 3D პრინტერისთვის. მე გირჩევთ ნაწილების დაბეჭდვას 0.1 მმ და 0.2 მმ ფენის სიმაღლეზე.

ნაბიჯი 5: დააყენეთ საკისრები 3D ბეჭდვით წინა საჭის სისტემაში

3 მმ -იანი საყრდენი შედის აკერმანის მკლავის 3D ბეჭდვით ორივე ნაწილში

თქვენ უნდა შეგეძლოთ თითების გამოყენებით საკისრები დააჭიროთ. თუმცა, თუ მეტი ძალაა საჭირო, გირჩევთ დააჭიროთ ბრტყელ ობიექტს საყრდენში ისე, რომ თქვენ შეძლოთ მეტი ძალის გაძევება. შეეცადეთ არ გამოიყენოთ მკვეთრი ობიექტი ან მოულოდნელად დაარტყათ საყრდენს.

დაჭერით ორი 2 მმ -იანი საკისრები აკერმანის მკლავის ორივე ნაწილში

დააჭირეთ 2 მმ -იანი საყრდენს აკერმანის Pin Link- ის ორივე ნაწილში

გთხოვთ, მიმართოთ ფოტოებს იმის გასაგებად, თუ სად მიდის ყველა საკისრები. ადვილი სათქმელი უნდა იყოს, ვინაიდან საკისრები მხოლოდ სწორი ზომის ხვრელში შევა.

ნაბიჯი 6: ხრახნიანი აკერმანი სერვო რქა ონტო სერვო

დააჭირეთ Ackermann Servo Horn– ის 3D ბეჭდვით ნაწილს სერვოს ზედა ნაწილზე.

Ackermann Servo Horn უნდა ატეხოს მარჯვნივ. თუ ეს ასე არ არის, შეგიძლიათ სერვოს წვერი გაჭრათ. როგორც ხედავთ პირველ ფოტოზე, ჩემი სერვოს წვერი გამოვართვი, რათა გაჩვენოთ როგორი იქნებოდა.

გამოიყენეთ ერთ -ერთი ხრახნი, რომელიც მოყვა თქვენს სერვოს, რათა აკერმან სერვო რქის სერვოზე გადააჭარბოთ

ეს ნაბიჯი საკმაოდ წინ არის. ხრახნი უზრუნველყოფს ნაწილების საიმედოდ დაკავშირებას.

ნაბიჯი 7: დაუკავშირეთ 3D დაბეჭდილი წინა ბორბლის ასამბლეას

დააკავშირეთ აკერმანის მკლავის ორი ნაწილი აკერმანის საბაზისო ბმულზე ორი M2 ხრახნით და თხილით

გამოიყენეთ ამ ნაბიჯის ცენტრალური საყრდენი. გთხოვთ, გაეცნოთ ფოტოებს, რომ ნახოთ სად უნდა მიამაგროთ აკერმანის მკლავის ნაწილები. ორივე მხარე უნდა იყოს ერთმანეთის სარკისებური გამოსახულება.

შეაერთეთ Ackermann Pin Link– ის ორი ნაწილი Ackermann Arm– ის ნაწილებზე ორი M2 ხრახნისა და კაკლის გამოყენებით.

აკერმანის Pin ლინკის დასასრული, რომელსაც არ აქვს საყრდენი არის დასასრული, რომელსაც იყენებთ აკერმანის მკლავის დასამაგრებლად. გთხოვთ, მიმართოთ ფოტოებს, რათა ნაწილების ორიენტაცია იყოს სწორი.

მნიშვნელოვანია: Ackermann Pin Link– ის მარცხენა და მარჯვენა ნაწილები ერთმანეთთან შედარებით გადახრილია

ეს ნიშნავს, რომ ერთი საყრდენი ბოლო მეორეზე მაღლა უნდა იფრინოს, როგორც ეს ფოტოებში ჩანს.

ნაბიჯი 8: მიამაგრეთ სერვო წინა ბორბლის შეკრებაზე

M2 ხრახნითა და თხილის გამოყენებით, მიამაგრეთ სერვერი წინა ბორბლის შეკრებაზე

აკერმანის სერვო რქა მიდის აკერმანის ვარდისფერი ბმულის ორ ნაწილს შორის. მიმართეთ ფოტოებს ისე, რომ ნაწილების ორიენტაცია სწორად მიიღოთ.

ნაბიჯი 9: შეაერთეთ ბორბლები წინა ბორბლების ასამბლეასთან

ჩადეთ ორი ბორბლიანი Hex 12 მმ 3D დაბეჭდილი ნაწილი ორ ბორბალზე

ეს 3D დაბეჭდილი ნაწილი მოქმედებს როგორც გამყოფი საჭესა და მანქანას შორის. ეს საშუალებას იძლევა საბურავები მაქსიმალურად ახლოს იყოს შასისთან, სანამ არ შეეხოთ.

გამოიყენეთ ორი M3 ხრახნი და კაკალი, რომ დაამატოთ ორი ბორბალი წინა ბორბალზე

ხრახნის თავი ბორბლის გარეთ მიდის, ხოლო თხილი შიგნიდან. ეს ასრულებს წინა ბორბლის შეკრებას.

ნაბიჯი 10: დაამონტაჟეთ Pinion Gear ძრავის ლილვზე

საყრდენი მექანიზმი უნდა იყოს ჩაქუჩით ძრავის ლილვზე

მე გირჩევთ გამოიყენოთ პლასტიკური ჩაქუჩი ისე, რომ არ დააზიანოთ ნაწილები. შეინახეთ ძაფის მექანიზმი ლილვის პირას, როგორც ეს ფოტოშია ნაჩვენები.

ნაბიჯი 11: გაჭრა ღერძი სიგრძემდე

გაჭერით ღერძი 69 მმ -მდე

6 მმ დიამეტრის ღერძი 200 მმ სიგრძისაა, როდესაც ის ჩამოდის McMaster Carr– დან. ამ ნაგებობისთვის ღერძი 69 მმ -მდე უნდა შემცირდეს.

მე გირჩევთ გამოიყენოთ დრემელი მბრუნავი დისკის საფქვავის მიმაგრებით. მას შემდეგ, რაც ღერძი დამზადებულია უჟანგავი ფოლადისგან, მის ხანგრძლივად დაჭრას რამდენიმე წუთი დასჭირდება. სულ რაღაც 5 წუთი დამჭირდა ამ აღნაგობისთვის აქსელის მოჭრა. მე გირჩევთ გამოიყენოთ დრემელი, რათა ჭამარი მოაჭრათ ღერძის ბოლოს. ეს საშუალებას მისცემს დამონტაჟებულ საკისრებს და გადასაადგილებელ მექანიზმებს უფრო ადვილად გაუსრიალდეს.

ნაბიჯი 12: გასრიალებული საკისრები გასწვრივ ღერძზე

დამონტაჟებული საკისრები უნდა გადახურდეს ღერძზე

ეს იწყებს უკანა ბორბლის შეკრების აგებას

ნაბიჯი 13: Mount Spur Gear Onto Axle

გაასრიალეთ გადასატანი მექანიზმი ღერძის მარჯვენა მხარეს

დარწმუნდით, რომ საკეტის ხრახნი არის გადაცემის შიდა მხარეს.

მოწოდებული ალენის ქანჩის გამოყენებით, შეახვიეთ საკეტის ხრახნი მანამ, სანამ იგი არ იქნება მჭიდრო ღერძის წინააღმდეგ

შეიძლება უკეთესი იყოს, რომ საკეტი ხრახნიანი იყოს ახლა გაშლილი და მოგვიანებით სრულად გამკაცრდეს. ეს უზრუნველყოფს, რომ ნაკაწრის კბილების კბილები კარგად იყოს შეკრული ძაფზე.

ნაბიჯი 14: მიამაგრეთ ექვსკუთხა ადაპტერები 2 ბორბალზე

მიამაგრეთ ორი ექვსკუთხა ბორბლის გადამყვანი ბორბლებზე გათვალისწინებული ხრახნების გამოყენებით.

დარწმუნდით, რომ ხრახნები სრულად არის გამკაცრებული.

ნაბიჯი 15: მიამაგრეთ ბორბლები და ბალიშის ბლოკი საკისრები ღერძზე

გადაიტანეთ ორივე ბორბალი ღერძის ორივე ბოლოზე

გამკაცრეთ საკეტის ხრახნები ისე, რომ ბორბლები დაფიქსირდეს ადგილზე

ნაბიჯი 16: მთა უკაბელო ძრავა შასისკენ

დააინსტალირეთ ძრავა შასისზე სამი M2 ხრახნის გამოყენებით.

შემდგომში გამოსადეგი იქნება, თუ მავთულხლართებს ისე მიმართავთ, რომ ისინი შასის შიგნით იყოს მიმართული.

ნაბიჯი 17: უკანა ბორბლის შეკრება შასისკენ

დააინსტალირეთ უკანა ბორბლის შეკრება შასისზე ოთხი M3 ხრახნისა და კაკლის გამოყენებით.

დარწმუნდით, რომ წანაზარდი და საყრდენი მექანიზმი გასწორებულია და მათი კბილები კარგად არის შეკრული.

თუ კბილები კარგად არ არის გახეხილი, ამოიღეთ საკეტი ხრახნიანი საკინძით. ამოძრავეთ ღერძი გასწვრივ ღერძის გასწვრივ, სანამ ის არ შეხამდება პინიონთან.

ნაბიჯი 18: მიამაგრეთ წინა ბორბლის ასამბლეა შასისზე

დააინსტალირეთ წინა ბორბლის შეკრება შასისზე ოთხი M3 ხრახნისა და კაკლის გამოყენებით.

მოათავსეთ სერვო შასის მართკუთხა ყუთში.

ნაბიჯი 19: დაუკავშირეთ ESC ფუნჯების ძრავას

შეაერთეთ იმავე ფერის მავთულები ძრავზე ESC– ის მავთულხლართებთან

ეს მავთულები უზრუნველყოფს ძრავას ენერგიას. ძრავა არის ფუნჯიანი ძრავა, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის მოძრაობს ალტერნატიული დენით კოჭების სამ კომპლექტში. ESC წყვეტს როდის შეცვალოს დენი დამოკიდებულია pwm სიგნალზე, რომელსაც იღებს მისი საინფორმაციო კაბელიდან.

ნაბიჯი 20: დაუკავშირეთ ESC და საავტომობილო ინფორმაციის კაბელები მიმღებს

დარწმუნდით, რომ დადებითი და საფუძველი არის თქვენი მიმღების სწორ ადგილას. ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ დადებითი (წითელი) მავთულები ყველა ერთ რიგში იყოს.

მიმართეთ თქვენი RC კონტროლერის მომხმარებლის სახელმძღვანელოს, რათა დადგინდეს რომელი ადგილი უნდა გაიაროს თითოეულმა კაბელმა. ჩემი კონტროლერისთვის, სერვო კაბელი არის პირველ არხზე, ხოლო ESC კაბელი არის მეორე არხზე.

ნაბიჯი 21: ჩართეთ ყველაფერი LiPo ბატარეით და შეამოწმეთ RC კონტროლერით

შეაერთეთ LiPo ბატარეა ESC– ში მთელი სისტემის დასამუხტად ახლა თქვენ შეგიძლიათ აკონტროლოთ მანქანა თქვენი RC კონტროლერით. შეამოწმეთ, რომ მთელი სისტემა მუშაობს ისე, როგორც განზრახული იყო.

შეიძლება დაგჭირდეთ სერვერის მორგება ისე, რომ მანქანა მართოს პირდაპირ. RC კონტროლერების უმეტესობა საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ ეს კუთხე. თქვენ ასევე შეგიძლიათ დაარეგულიროთ რამდენად შორს ბორბალს ატრიალებთ სანამ მანქანა არ დაიწყება. მე გირჩევთ წაიკითხოთ თქვენი მფლობელის სახელმძღვანელო თქვენი RC კონტროლერისთვის, რათა გაიგოთ მისი სხვადასხვა ფუნქციები.