Arduino RC Amphibious Rover: 39 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Za posledných pár mesiacov sme vyvíjali diaľkovo ovládaný rover, ktorý sa môže pohybovať na súši aj na vode. Napriek tomu, že vozidlo s podobnými vlastnosťami používa na pohon rôzne mechanizmy, pokúsili sme sa dosiahnuť všetky spôsoby pohonu iba pomocou kolies.

Vozidlo sa skladá z plávajúcej plošiny s dvojicou kolies, ktoré sú integrované s vrtuľou. Srdcom systému je všestranný Arduino UNO, ktorý ovláda motory a rôzne mechanizmy.

Pokračujte a uvidíte transformáciu medzi suchozemskou a vodnou formou obojživelného rovera!

Ak sa vám projekt páčil, hlasujte za nás v súťažiach (v pravom hornom rohu)

Krok 1: Použitie Fusion 360 na vývoj konceptu

Začali sme načrtnutím tohto projektu a čoskoro sme si uvedomili zložitosť stavby obojživelného rovera. Kľúčovým problémom je, že sa zaoberáme vodou a mechanizmami, ktoré pôsobia, dvoma aspektmi, ktoré je ťažké kombinovať.

Preto sme do týždňa pomocou bezplatného softvéru 3D modelovania spoločnosti Autodesk s názvom Fusion 360 vyvinuli naše prvé návrhy na objavenie kolesa! Celý proces modelovania sa dal ľahko naučiť s pomocou vlastnej triedy 3D dizajnu spoločnosti Instructables. Nasledujúce kroky zdôrazňujú kľúčové vlastnosti nášho projektu a poskytujú lepšie pochopenie vnútorného fungovania rovera.

Krok 2: Vývoj kolies

Po dlhom brainstormingu sme dospeli k záveru, že by bolo skvelé, keby sa nám podarilo využiť pohonný systém rovera na prácu na súši aj na vode. Myslíme tým namiesto dvoch rôznych spôsobov pohybu rovera naším cieľom bolo integrovať oba do jedného mechanizmu.

To nás viedlo k sérii prototypov kolies, ktoré mali klapky, ktoré sa mohli otvárať, čo mu dávalo schopnosť efektívnejšie pohybovať vodou a poháňať sa dopredu. Mechanizmy na tomto kolese boli príliš zložité a mali niekoľko nedostatkov, čo poskytlo inšpiráciu pre oveľa jednoduchší model.

Eureka !! Dostali sme nápad zataviť vrtuľu do kolesa. To znamenalo, že na súši sa bude hladko otáčať, zatiaľ čo vo vode ho rotujúca vrtuľa tlačí dopredu.

Krok 3: Vytvorenie otočnej osi

S touto myšlienkou sme potrebovali spôsob, ako mať dva režimy:

1. V prvom z nich by boli kolesá rovnobežné (ako bežné auto) a rover sa bude kotúľať po súši.
2. V druhom režime sa zadné kolesá budú musieť otáčať tak, že sú vzadu. To umožní, aby sa vrtule ponorili pod vodu a tlačili čln dopredu.

Na vykonanie plánu otáčania zadných kolies sme uvažovali s namontovaním servomotorov k motorom (ktoré sú spojené s kolesami), ktoré ich otočia späť.

Ako je vidieť na prvom obrázku (čo bol náš pôvodný model), uvedomili sme si, že oblúk vytvorený otáčaním kolies zasahoval do tela, a preto bolo potrebné ho odstrániť. To by však znamenalo, že veľká časť štrbiny by bola otvorená pre vstup vody. Čo by bolo očividne katastrofálne !!

Nasledujúci obrázok ukazuje náš konečný model, ktorý rieši predchádzajúci problém zdvihnutím tela nad rovinu otáčania. To znamená, že časť motora je ponorená, ale keďže tento motor má plastovú prevodovku, voda nie je problém.

Krok 4: Otočná jednotka

Táto jednotka je mechanizmom otáčania zadného kolesa. Jednosmerný motor bolo potrebné pripevniť k servomotoru, takže sme postavili „mostík“, ktorý sa zmestí na motor a do klaksónu.

Pretože motor má pri otáčaní obdĺžnikový profil, pokrýva oblasť v tvare kruhu. Pretože máme do činenia s vodou, nemôžeme mať mechanizmy, ktoré by odhalili obrovské medzery. Na vyriešenie tohto problému sme plánovali vždy pripevniť kruhový kotúč na utesnenie otvoru.

Krok 5: Mechanizmus predného riadenia

Rover používa dva mechanizmy riadenia. Vo vode slúžia na ovládanie polohy vrtule dva servomotory, ktoré vedú k otáčaniu doľava alebo doprava. Zatiaľ čo na pevnine sa používa mechanizmus riadenia vpredu ovládaný predným servomotorom.

K motoru je pripevnený článok, ktorý po zatlačení na koleso ho otočí okolo „zlatého hriadeľa“na obrázku. Rozsah uhla otáčania je približne 35 stupňov, čo je dostatočné na rýchle ostré zákruty.

Krok 6: Transformačný vstup

Druhé miesto v súťaži Arduino 2017

Prvá cena v súťaži Wheels 2017

Druhá cena v súťaži o diaľkové ovládanie 2017