Författaren till Instructables under smeknamnet droiddexter gjorde en ganska komplicerad självgående modellen. Det är det robotensom kan styras från en bärbar dator. För att kontrollera plattformens rörelse används ett tangentbord, och operatören kan ge kommandon till manipulatorarmen från en joystick ansluten till samma bärbara dator. Joysticken används som Logitech Attack 3, men en annan liknande kommer att göra. Brödbrädor av hoppbrädetyp och hoppare med DuPont-kontakter (även om andra företag nu producerar dem) gör att du snabbt kan konfigurera om och ändra robottens utformning såväl som dess sammansättning.
En applikation som körs på en bärbar dator upprepas på skärmen i tredimensionell form från manipulatorns nuvarande position och visar också information om alla dess rörelser i textkonsolen. Programmet är skriven i C ++ och har en enkel händelsearkitektur.
Som droiddexter applicerades i hemgjorda produkt många detaljer från en metallkonstruktör (Meccano eller hans klon), han bifogade en illustration med en lista över dessa delar och deras alfanumeriska beteckningar. På fotografierna av robotnoderna tog han med detaljer från designern de motsvarande beteckningarna från denna lista.
Enheten använder två kort samtidigt Arduino: en Uno (i roboten) och en Nano (ansluten till den bärbara datorn). Var och en av dessa kort är anslutna via en 2,4 GHz NRF24L01-modul genom standardadaptrar med inbyggda 3,3 volt stabilisatorer och blockerande kondensatorer. Det finns vanligtvis fem kraftkällor: två 12-volt batterier, två 9-volt batterier och ett 8,8 volt litium-polymer batteri. På ett så konstigt sätt påminde droiddexter BigTrak, känd här som elektronik MI-11. Det är riktigt bara två kraftkällor. Jumper-typ DuPont-master tog 120 - 40 stycken av var och en av de tre typerna. Servos - två typer: TowerPro MG995 - fyra delar, TowerPro SG90 - en bit. Fortfarande behövs: en 5-volts stabilisator (vilken som helst, till och med 7805, men bättre puls) och två kollektormotorer vid 500 rpm med växlar.
Efter att droiddexter fortsätter till valet av mekaniska komponenter. Han tar två trästänger 540 mm långa, 60 mm djupa och 25 mm breda, glasfiberplåtar (kräver skydd av händer och andningsorgan under bearbetning), ovannämnda metallkonstruktör (det tog två uppsättningar), fyra hjul med en diameter på 100 mm och en tjocklek på 20 mm, beräknad på en 6 mm axel,två hållare med lager och axlar för de hjul som roterar fritt snarare än drivs av elmotorer, sex servohållare och två motorhållare med kugghjul för de återstående två hjulen.
Utformningen av robotdroiddexter uppdelad i stora moduler. Någon av dem kan tas bort och sedan konfigureras, repareras (vilket är väldigt bekvämt - du behöver inte lägga hela modellen på bordet) eller ersätta den med en annan som utför en annan funktion.
För närvarande finns det fyra moduler i roboten, de visas i figur A. De tredje och fjärde modulerna stöder fram- och bakhjulen samt styrväxeln. Den första och andra modulen ansluter den tredje och den fjärde till varandra, den andra modulen har också två 12-voltsbatterier som matar hjuldrivmotorerna och servomotorerna. Batterierna är limmade med trälim.
En annan funktion med den första modulen är att ytterligare stödja styrväxeln. Annars, under påverkan av ganska starka laster, deformeras det. Därför inkluderar den första modulen ett framåt utskjutande träkloss, medan den andra är löst anslutet till styrväxeln - med två fjädrar och ett gångjärn.
För att öka hållfastheten applicerar droiddexter rationellt delar av glasfiber och stål i styrmekanismen.
Figur A1 visar en stor vy ovanifrån av modulen 4. Nod A1: 1 bär robotens elektroniska del. Ett prototypkort och Arduino är fixerade på ett glasfiberstycke, resten av elektronikdroiddexter fäst direkt på A1: 1. För att göra detta tog han den L-formade klämman och två delar AB-7, fixerade på den med bultar och muttrar.
Nod A1: 2 har bakhjulsdrift.
Noden A1: 3 består av två träblock som droiddexter limmade på ramen med trälim så att moduler 1 och 2 bär alla robotens delar.
Nod A1: 4 bär ytterligare elektronik för att kontrollera robotens rörelsesmotorer.
Låt oss nu titta på modul 4 nedan - fig. A2. Nod A2: 1 är huvudstyrservo. Två av robotens tre servon ansvarar för taxering. De placerades av droiddexter på ett ark med hård kartong och fästes från botten till framsidan av modulerna 3 och 4, spikade vid ramen.
Nod A2: 2 är en av delarna i styrmekanismen som droiddexter ansluten till servos, liksom till modul 4. Dessutom är robotens framhjul placerade på den.
Figurerna A3 till A6 visar respektive nod A1: 3, modul 4, nod A1: 1 respektive nod A2: 2, styrväxeln.
Denna mekanism består i sin tur av tre huvudkomponenter: den mekaniska delen i sig, som ändrar framhjulens läge, själva servorna, såväl som fjädrarna, som stödjer allt detta i ett vertikalt läge under servos. Figur B0 visar detta fjädersystem. Ursprungligen byggde droiddexter en styrväxel utan glasfiberbärare. Det visade sig vara bräckligt. När du körde med snabb hastighet bröt mekanismen ner och metallen böjdes. Med fiberglas har styrkan ökat, och fjädrarna ger designen flexibilitet och tar på sig krafterna som annars kan förstöra den. Taxi blir smidigare, och vid en kollision sker ingen överföring av destruktiv kraft till servos. Genom att lägga till fjäderhållare till B0: 1-aggregatet beslutade droiddexter att gångjärnen kunde fixeras på samma sätt.
I fig. B1 visas samma, men från en annan vinkel. Ytterligare glasfiberfästen tillsattes efter de första testerna som ledde till uppdelningar. Till detaljerna i A-11, A-7, A-5, droiddexter lade likheter med förstyvningar. Node B1: 3 är en hjulhållare med en axel och lager anslutna till en L-formad klämma; dessa hjul taxerar. B1: 2 - ett av hjulen, de är mycket hållbara och ger tillräckligt med spel.
Nod B2: 1 är del A-5 ansluten till servomotorn med två bultar och muttrar. Tvättmaskiner krävs. B2: 2 och B2: 3 - metallremsor förstärkta med förstyvningsribbor. B2: 4 - gångjärn till vilket brickor och delar TW-1 läggs för pålitlighet.
Från följande figurer B3 till B14:
B5: 1 - en spår som är utformad så att styrmekanismen inte vilar mot ett block när det går i stora vinklar. Som B5: 3 kan endast högkvalitativa L-klämmor användas. I dem gjorde droiddexter två hål för att fästa vid ett träd.Han satte klämmorna exakt parallellt med resten av detaljerna. B5: 2 är en bunt av glasfiberrutor på varje sida av den L-formade klämman.
Komponenternas ordning är som följer. Om du räknar uppifrån: R-8, en liten fjäder, PY-2 med en T-1 fäst, tre lager av glasfiber, en L-formad klämma, ytterligare tre lager, ytterligare en PY-2, en plasthållare, en annan PY-2 med T- 1, sedan styrväxeln, sedan R-8.
I montering B7: 1 förhindrar del AUB-5 att skruvanslutningen lossnar. Knutarna B7: 2 till B7: 6 är flerlagrade glasfiberstakar som vi redan känner till. Vid nod B7: 7 applicerade droiddexter korta bultar så att de inte skulle träffa de roterande delarna. B7: 8, B7: 9 - hål i glasfiber för delar SH-2 (80 mm) och R-8. Nod B7: 10 förhindrar metallremsan från att böjas, eftersom delar SQ-25 och A-11 tillsammans bildar ett gångjärn.
Den ledade armen kan flytta ändlänken upp, ner, vänster och höger, även om plattformen är stillastående. För att röra sig längs Y-axeln passerade SH-4-delen, 127 mm lång, genom ett träkloss. För att röra sig längs X-axeln är del SQ-25 fäst direkt på servodrivaren (Fig. C0 till C9).
För att kontrollera motorvarvtalet använde droiddexter en sammansatt transistor TIP122, PWM-signalen kommer från Arduino. För att ändra motorns rotationsriktning gjorde droiddexter en original mekanisk perpolator från en liten servodrift. Innan dess hade han provat H-bron, men det visade sig vara för svagt. Vad som förhindrade användning av ett enkelt relä är inte klart. Motorer drivs av två 12-volts batterier anslutna parallellt.
Från fotot är det mycket tydligt hur polaritetsomvändaren är arrangerad och fungerar, men översättaren skulle ansluta de rörliga kontakterna inte med direkt, utan med spiraltrådar.
För snabb omkonfiguration görs alla anslutningar på en brädskiva av brödskiva. Droiddexter-antennen är placerad på sidan och tillräckligt hög. Robotrörelsesmotorerna, som beskrivits ovan, drivs av två 12-voltsbatterier, eftersom litiumpolymerbatterier lämpliga för parametrarna visade sig vara för dyra för befälhavaren. Polomervridningsanordningens servomotor drivs av dem, men via en fem-volts stabilisator. Åtta volt litiumpolymerbatterier av mindre kapacitet visade sig vara mer tillgängliga för befälhavaren, han matade alla servon från dem - både de som används för taxibilar och de som är installerade i manipulatorn. Dessa enheter börjar misslyckas om kraftkällans lastkapacitet är för liten eller om många andra laster är anslutna till den.
Arduino drivs av ett separat 9-volts batteri genom en stabilisator som är installerad på kortet nominellt.
Naturligtvis är "zoo" av kraftkällor, av vilka några måste ändras, andra att ladda, obekvämt, men det kommer att göra för prototypen.
Som beskrivits ovan drivs 2,4 GHz-modulen av Arduino via en speciellt konstruerad adapter med stabilisator. Så det fungerar mer stabilt än när det drivs av själva Arduino-stabilisatorn.
Arduino-slutsatser används på följande sätt: 6 och 7 - styrning av servomotorer för styrmekanismen, 2 och 3 - av manipulatorn, 5 - enhet för polaritetsförskjutning, 8 - PWM för kollektorförskjutningsmotorer, 2, liksom från 9 till 13 - informationsutbyte med 2,4 GHz modul.
Alla tillsammans ser ut så här:
Från den bärbara datorns sida är allt ganska enkelt: Arduino Nano, samma adapter med stabilisator och samma 2,4 GHz-modul. Drivs av ett 9-volt batteri. Kroppen är tillverkad av glasfiber- och metalldelar.
Programvaran är inte klar än, författaren kommer att dela den när både programvaru- och hårdvarudelarna lämnar prototypstadiet. Det är skrivet i C ++ med SDL och ger en tredimensionell visning av manipulatorns nuvarande position, flyttar plattformen med kommandon från piltangenterna och manipulatorn med kommandon från joysticken, ändrar hastigheten med kommandon från ratten på joysticken. Så att reaktionen på kommandona från joysticken inte är för hård, implementeras mjukvarutjämning. Joysticken överför data om axlarnas placering i området 0 - 32767, de konverteras programmatiskt till intervallet 0 - 180 - i detta format accepterar de servokommandon. Information överförs i paket, som var och en består av fem heltal med data om de nödvändiga positionerna för alla ställdon.
Genom att kontrollera roboten kan användaren samtidigt beundra en sådan vacker sak:
Efter att ha lämnat prototypsteget överförs allt från brödskivan till kretskortet. Komposittransistorer värmer ganska mycket, de kräver ett tryckt kretskort och bra kylflänsar i första hand.
Det faktum att vid bearbetning av glasfiber är nödvändigt för att skydda händer och andningsorgan, var droiddexter övertygad om sin egen erfarenhet och kommer aldrig att arbeta med detta material utan personlig skyddsutrustning någonsin!
Hamra naglar är bättre med ett stort antal svaga slag än vice versa. Välj borrkraften beroende på hålet och materialets diameter - ja, du behöver två eller tre borrar, men fler nerver sparas. För att förhindra att hålet rör sig, tryck först borran starkt mot borrpunkten och först sedan på borran och gradvis öka hastigheten. Använd handskar när du arbetar med verktyg. När du applicerar kraft på skruvmejseln, se till att hennes stick inte glider på den andra handen. Skär inte något med en kniv mot dig, bara bort från dig. Kortslut inte strömförsörjningen.
Och sedan kommer du att använda någon av dina hemlagade produkter utan bandage, lim och gips!