Arduino RC Amphibious Rover: 39 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Negli ultimi due mesi abbiamo sviluppato un rover telecomandato che può muoversi sia su terra che sull'acqua. Sebbene un veicolo con caratteristiche simili utilizzi meccanismi di propulsione diversi, abbiamo cercato di ottenere tutti i mezzi di propulsione utilizzando solo le ruote.

Il veicolo è costituito da una piattaforma galleggiante con una coppia di ruote integrate con un'elica. Il cuore del sistema è il versatile Arduino UNO che controlla i motori e i vari meccanismi.

Continua per vedere la trasformazione tra la forma terrestre e quella acquatica del Rover anfibio!

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Passaggio 1: utilizzo di Fusion 360 per sviluppare il concetto

Abbiamo iniziato facendo uno schizzo di questo progetto e presto ci siamo resi conto della complessità della costruzione di un rover anfibio. La questione chiave è che si tratta di acqua e di meccanismi che si attivano, due aspetti difficili da combinare.

Pertanto, in una settimana utilizzando il software di modellazione 3D gratuito di Autodesk chiamato Fusion 360, abbiamo sviluppato i nostri primi progetti per reinventare la ruota! L'intero processo di modellazione è stato facile da imparare con l'aiuto della classe di progettazione 3D di Instructables. I seguenti passaggi evidenziano le caratteristiche chiave del nostro progetto e danno una migliore comprensione del funzionamento interno del rover.

Passaggio 2: sviluppo delle ruote

Dopo un sacco di brainstorming siamo giunti alla conclusione che sarebbe bello se riuscissimo a utilizzare il sistema di guida del rover per lavorare sia a terra che in acqua. Con questo intendiamo invece che in due modi diversi per spostare il rover, il nostro obiettivo era di integrarli entrambi in un unico meccanismo.

Questo ci ha portato a una serie di prototipi di ruote con alette che potevano aprirsi, dandogli la capacità di spostare l'acqua in modo più efficiente e di spingersi in avanti. I meccanismi su questa ruota erano troppo complessi e presentavano diversi difetti, questo ha dato ispirazione a un modello molto più semplice.

Eureka!! Abbiamo avuto l'idea di fondere un'elica nella ruota. Ciò significava che a terra avrebbe rotolato senza intoppi, mentre in acqua l'elica rotante l'avrebbe spinta in avanti.

Passaggio 3: creazione di un asse di rotazione

Con questa idea in mente, avevamo bisogno di un modo per avere due modalità:

1. Nella prima, le ruote sarebbero parallele (come un'auto normale) e il rover rotolerà a terra.
2. Per la seconda modalità, le ruote posteriori dovranno ruotare in modo che siano dietro. Ciò consentirà alle eliche di essere immerse sott'acqua e di spingere la barca in avanti.

Per eseguire il piano di rotazione delle ruote posteriori, abbiamo pensato di montare dei servomotori ai motori (che sono collegati alle ruote) per farle ruotare all'indietro.

Come si vede nella prima foto (che era il nostro modello iniziale) ci siamo resi conto che l'arco creato dalla rotazione delle ruote, interferiva con la carrozzeria e quindi doveva essere rimosso. Tuttavia questo significherebbe che un'ampia sezione della fessura sarebbe aperta all'ingresso dell'acqua. Il che ovviamente sarebbe disastroso!!

L'immagine successiva mostra il nostro modello finale, che risolve il problema precedente sollevando il corpo sopra il piano di rotazione. Detto questo, una sezione del motore è sommersa, ma poiché questo motore ha una scatola del cambio in plastica, l'acqua non è un problema.

Passaggio 4: unità di rotazione

Questa unità è il meccanismo dietro la rotazione della ruota posteriore. Il motore DC doveva essere collegato al servomotore, quindi abbiamo costruito un "Ponte" che si adatta al motore e alla squadretta del servo.

Poiché il motore ha un profilo rettangolare quando ruotato copre un'area a forma di cerchio. Poiché abbiamo a che fare con l'acqua, non possiamo avere meccanismi che espongano enormi lacune. Per risolvere questo problema abbiamo pianificato di attaccare un disco circolare per sigillare il foro in ogni momento.

Passaggio 5: meccanismo di sterzo anteriore

Il rover utilizza due meccanismi di sterzo. In acqua i due servomotori posteriori vengono utilizzati per controllare la posizione dell'elica con conseguente rotazione a sinistra oa destra. Mentre a terra viene utilizzato il meccanismo di sterzo anteriore controllato da un servomotore anteriore.

Attaccato al motore è un collegamento che quando viene spinto verso la ruota lo fa ruotare attorno all'"albero d'oro" nella foto. La gamma dell'angolo di rotazione è di circa 35 gradi sufficiente per effettuare virate rapide e brusche.

Passaggio 6: Movimento di trasformazione

Secondo classificato all'Arduino Contest 2017

Primo Premio al Wheels Contest 2017

Secondo Premio al Concorso Telecomando 2017