Robot TiggerBot II: 26 krokov (s obrázkami)

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

TiggerBot II je malá nášľapná robotická platforma. Zahrnuté sú pokyny na stavbu plastovej nášľapnej plošiny a vlastnej dosky plošných spojov obsahujúcej mikrokontrolér a sonarové senzory. Jedná sa o pomerne komplikovaný projekt, ktorý je stále v štádiu neskorých prototypov. Bol urobený každý pokus, aby bola jeho konštrukcia jednoduchá, ale roboty sú ťažké. Tento projekt vás navyše vráti niekde v rozmedzí 150-250 dolárov v závislosti od toho, kde diely kupujete. Pokračujte na vlastné riziko. Špecifikácia:> materiál podvozku: cnc laserom rezaný akryl> hnacie motory: 2 x servo s kontinuálnym otáčaním rc> batéria: 2,2 Ah 9,6 V dobíjateľná NiMH> nav senzory: 5-pásmový ultrazvukový sonar> cpu: AVR Mega32, 16 MHz > programovanie: bootloader sériového portu RS-232> kód: napísaný v jazyku c, skompilovaný pomocou gcc-avr> rozširujúci port: 5v/1A, gnd, 2x adc, i2c, najnovšie správy nájdete na stránke

Krok 1: Pozadie

Toto bol môj prvý robot, vyrobený v roku 2002, keď som bol prvák na vysokej škole. Pomenoval som ho TiggerBot, pretože bol čierny, oranžový a hlúpy. Bola chybná niekoľkými dôležitými spôsobmi. TiggerBot II je zásadným redizajnom; používa rovnakú sadu behúňov, ale je vynikajúci vo všetkých ostatných smeroch. Na obrázku nižšie je pôvodný TiggerBot, niekoľko zastaraných prototypov TIggerBot II a súčasný prototyp.

Krok 2: Dizajn

Všetky hlavné komponenty TiggerBot II sú navrhnuté a vyrobené na mieru počítačom.

Plastové komponenty sú navrhnuté v programe qcad. Potom sa oddelia, duplikujú, efektívne zbalia a vytlačia vo formáte 1: 1 eps. Toto sa posiela výrobcovi plastov, aby bol vyrezaný z akrylu. Doska plošných spojov je navrhnutá v štýle orla cad a je vyrobená dodávateľom prototypu plošných spojov.

Krok 3: Výroba

Mám dosky plošných spojov vyrobené spoločnosťou Gold Phoenix PCB v Číne a akrylové brúsenie od spoločnosti Canal Plastics v čínskej štvrti v New Yorku. Náhodné, naozaj. Doba obratu je ~ 9 dní, respektíve ~ 3 hodiny, čo je pravdepodobne dôvod, prečo som vykonal oveľa viac revízií rámov. Dosky stoja 140 dolárov za 13 alebo ~ 11 dolárov za kus. Rámy sú 59 dolárov na kanáli, alebo zrejme 78 dolárov za 3 alebo 26 dolárov za kus od firmy ponoko, aj keď som si u nich nikdy neobjednal. V každom prípade sa zdá, že Ponoko nemá tónovaný priehľadný akryl v 6 mm. Toto sú plastové časti:

Krok 4: Veci, ktoré potrebujete

podvozok: 1 plastový setmotory: 2 HS-425BB Značky: súprava Tamiya 70100. batéria: 8-článkové upevňovacie prvky batérie AA (mcmaster carr): odstup: 4 (odstup 3/4 "6-32), 8 (6-32 x 3/8 hriadele "skrutky": 8 (skrutka 4-40 x 1 1/8 "), 16 (matica 4-40), 8 (rozpera) zavesenie: 6 (skrutka 4-40 x 1 1/2"), 6 (4 -40 matica), 6 (nylonová príruba), 6 (uhlová konzola), 6 (pružiny) serv: 4 (skrutka 4-40 x 1/2 "), 4 (4-40 matice) ozubené kolieska: 4 (4 -40 x 1/2 "skrutka), 8 (matica 4-40) montáž na plošné spoje: 5 (odstup 3/4" 6-32), 10 (skrutka 6-32 x 3/8 ") Tu nájdete kompletnejšie diely zoznam:

Krok 5: Nástroje, ktoré potrebujete

Toto sú nástroje, ktoré potrebujete pre mechanické časti. Úchytky na zveráky slúžia na uchytenie vecí, takže namiesto nich môžete použiť zverák. Na elektronickú časť budete potrebovať ďalšie nástroje.

Krok 6: Upravte serva RC na nepretržité otáčanie

Prvým krokom je príprava serva. RC servo sa skladá z malého jednosmerného motora a prevodovky, potenciometra pre spätnú väzbu o polohe a elektroniky na uzavretie riadiacej slučky. Ich úprava tak, aby sa nepretržite otáčali, vyžaduje vykonanie dvoch vecí: za prvé, aby boli odstránené fyzické obmedzenia brániace nepretržitému otáčaniu; za druhé, aby bola poloha spätnej väzby zaistená v stredovej polohe.

Krok 7: Otvorte puzdro servo

Pomocou skrutkovača s krížovou hlavou odstráňte štyri skrutky, ktoré držia puzdro pohromade.

Krok 8: Odstráňte potenciometer spätnej väzby

Vnútri uvidíte zadnú stranu potenciometra držanú na mieste pomocou skrutky. Odstráňte skrutku. Potenciometer odstráňte pevným trhnutím.

Krok 9: Odstráňte kartu Výstupné ozubené koleso

Teraz, než budete veci dávať znova dohromady, obráťte svoju pozornosť na druhú stranu serva. Odstráňte hornú časť, aby ste videli ozubené kolesá. Vyberte výstupné koleso odskrutkovaním čiernej skrutky s krížovou hlavou v strede a potiahnutím zaň. Vďaka tomu je možné vytiahnuť výstupné ozubené koleso. Všimnite si malého jazýčka na boku prevodového stupňa. Uchopte výstroj pomocou zverákov (jemne, aby ste si nepoškodili zuby!) A odrežte jazýček hobby nožom. Budete chcieť použiť kývavý pohyb so základňou čepele. Na ďalšie kroky budete potrebovať všetky prsty, takže si určite žiadny z nich neodrežte omylom.

Krok 10: Vyrežte zárez pre potenciometrové drôty

Pomocou hobby noža vyrežte zárez pod miesto, kde káble pôvodne nechali obal. To umožní káblom potenciometra opustiť puzdro.

Krok 11: Znovu zmontujte puzdro na servo

Vráťte všetko späť a všetko zaskrutkujte. Keď zasúvate dosku s plošnými spojmi späť, dbajte na to, aby ste medzi doskou a puzdrom nepricvikli vodiče.

Krok 12: Všimnite si náhradných dielov

Skrutka slúžila na držanie potenciometra. Malý plastový kus spájal kotvu potenciometra s výstupným prevodom; možno to vypadlo, ale na tom ani tak nezáleží.

Krok 13: Opakujte s iným servom

Zopakujte niekoľko posledných krokov s druhým servom. Takto by to malo vyzerať, keď budete hotoví.

Krok 14: Rozoberte sadu behúňov

Teraz je načase rozbiť svoju súpravu dezénu Tamiya. Budete potrebovať všetky časti behúňa - vyrežte ich buď hobby nožom, alebo niektorými malými diagonálnymi frézami. Z oranžového plastu budete potrebovať dva veľké ozubené kolieska, dve veľké napínacie kolesá a šesť veľkých cestných kolies. Zložte kusy behúňa do dvoch veľkých slučiek a dávajte pozor, aby vychádzali rovnako dlhé.

Krok 15: Vyvŕtajte ozubené kolesá

Otvory po stranách ozubených kolies sa zhodujú s otvormi v servo kolese. Ozubené kolesá sú bohužiaľ navrhnuté pre šesťhranný hriadeľ a náboj šachty prekáža. Máme spôsoby, ako sa s takýmito vecami vysporiadať. Stred každého ozubeného kolesa musí byť vyvŕtaný. Najjednoduchší spôsob, ako to urobiť, je niekoľko postupne väčších vrtákov do 5/16. Všimnite si toho, že na poslednej fotografii s väčšími vrtákmi v skutočnosti držím plast * dole * pomocou klieští.

Krok 16: Vŕtajte servo kolesá

Vŕtačkou 7/64 zväčšite dva špecifické otvory v každom servo kolese, ako je to znázornené.

Krok 17: Pripojte ozubené kolesá k servo kolesám

Odstráňte servo kolieska. Umiestnite dve skrutky 4-40 x 1/2 zo zadnej strany cez zväčšené otvory. Zaistite dve matice 4-40 vpredu. Dve vyčnievajúce skrutky vložte cez dva otvory v ozubenom kolese a zaistite dvoma ďalšími 4. -40 matíc. Znova nasaďte servo koleso. Opakujte pre ostatné servo.

Krok 18: Otvorte plast

Takto vyzerajú plastové diely, ak ich získate z plastov v kanáli v NYC. Malé kúsky sú to, čo získate namiesto triesok pri vŕtaní otvorov laserom. Budete musieť odlepiť všetok papier. Ak ste narcis, pred peelingom si možno budete chcieť ísť umyť ruky mydlom, aby váš robot nemal po celom povrchu mastné odtlačky prstov.

Krok 19: Pripojte kolesá

Zostavte šesť z nasledujúcich zostáv. Zprava doľava, automatická skrutka 4-40 x 1 1/8 , cestné koleso, rozpera, matica 4-40, vzpera, matica 4-40. Dotiahnite matice tak, aby sa koleso voľne otáčalo, ale kĺzalo čo najmenej.. Predné konzoly spojte s väčšími kolesami pomocou rovnakej kombinácie upevňovacích prvkov.

Krok 20: Namontujte serva do zátvoriek

Vložte každé servo do držiaka. To sa robí najľahšie tak, že najskôr prevlečiete drôty, vložíte horný okraj s drôtmi, potiahnete ich čo najbližšie k držiaku a pretiahnete spodný okraj. Zaistite dvoma skrutkami 4-40 x 1/2 a dvoma maticami 4-40 v protiľahlých rohoch. Je tu priestor pre štyri skrutky, ale stačia dve. Uistite sa, že výstupné servo koliesko umiestnite na koniec konzoly blízko výčnelku. a postaviť jednu ľavú a jednu pravú stranu.

Krok 21: Zostavte paluby

Pripojte štyri 3/4 "6-32 hliníkové podpery k dolnému podlažiu (menšiemu) pomocou štyroch skrutiek 6-32 x 3/8". Umiestnite dve servá do konzol a zostáv predných kolies do výrezov, ako je to znázornené. Nasaďte hornú palubu a uistite sa, že sú všetky úchytky správne zasunuté do výrezov. Zaistite hornú palubu k podpieram pomocou ďalších štyroch skrutiek 6-32 x 3/8 palcov.

Farba je odlišná, pretože toto je neskorší prototyp ako na predchádzajúcich fotografiách.

Krok 22: Nainštalujte závesné pružiny

Do každého zo šiestich otvorov po stranách palúb namontujte závesnú skrutku, konzolu, golier a pružinu. Začnite vložením skrutky 4-40 x 1 1/2 nahor cez dolnú palubu. Neklepnutú stranu uhlovej konzoly umiestnite na skrutku druhým koncom nahor. Na skrutku umiestnite plastovú prírubu. pružina cez golier. Opatrne zatlačte pružinu pod hornú palubu a zarovnajte ju s horným otvorom. Zatlačte skrutku cez otvor a zaistite ju maticou 4-40. Vsuňte vzperu hore kolesom smerom von. Zarovnajte otvor v rozpere so závitovým otvorom v uhlovej konzole a zaistite skrutkou 6-32 x 5/16.

Krok 23: Nasaďte si behúne

Natiahnite nášľapy cez kolesá.

Krok 24: Polčas hotový

Teraz ste dokončili platformu pohonu.

Ďalej sú uvedené pokyny na zostavenie dosky plošných spojov na obrázku nižšie. Alternatívne môžete použiť základňu s vlastnou elektronikou.

Krok 25: Zostavte obvodovú dosku

Tu zobrazená obvodová doska je poslednou revíziou a obsahuje niekoľko chýb. V súčasnej dobe sa vyrába nová revízia, ktorá by mala opraviť väčšinu chýb a výrazne zlepšiť výkonnosť sonaru. Ak uvažujete o vybudovaní jedného z nich, dôrazne vám odporúčam počkať, kým budem mať príležitosť otestovať novú verziu (na obrázku nižšie vo formáte CAD) a použiť ju. Vyzerajú však veľmi podobne.

Doska plošných spojov je navrhnutá s mikrokontrolérom avr, správou napájania a päťkanálovým sonarom. Má všetko potrebné na vykonávanie jednoduchých činností, ako je sledovanie steny a vyhýbanie sa prekážkam. Je navrhnutý výlučne s komponentmi s priechodným otvorom, takže nie je obzvlášť ťažké spájkovať. Na internete je už dostatočný počet návodov na spájkovanie ako na to, ktoré by boli nadbytočné. Obrázok 2 zobrazuje detailný záber na niekoľko štýlov spájkovania, z ktorých si môžete vyberať v závislosti od toho, či staviate verziu „robot“alebo „ťažítko“. Komponenty (pozri zoznam dielov) sú uvedené tam, kde sú označené. Nie je to žiadna raketová veda. Ak chcete, môžete spájkovať všetko naraz. V opačnom prípade môžete najskôr vytvoriť napájací zdroj a overiť, či je k dispozícii napätie 5 V, potom vytvoriť avr a sériový port a uistiť sa, že ho môžete naprogramovať, a potom zostaviť sonar.

Krok 26: Hotovo

Teraz máte k dispozícii jedného z najhorúcejších domácich robotov v okolí. Tu nevisia žiadne škaredé uvoľnené drôty. Neváhajte a vložte to do príručnej tašky. TSA vás nezastrelí, pretože ste to niesli, budú prosiť, aby vedeli, kde ste to zobrali. A teraz video z môjho TiggerBotu II, ako jazdí za rohom mojej kuchyne: Koniec.