Come realizzare un OAWR (robot che cammina per evitare ostacoli): 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

Questo Instructable mostra come creare un piccolo robot ambulante che eviti gli ostacoli (proprio come molte opzioni disponibili in commercio). Ma qual è il divertimento nell'acquistare un giocattolo quando puoi invece iniziare con un motore, un foglio di plastica e una pila di bulloni e procedere a costruirne uno tuo. Bene, spero che tu condivida questo atteggiamento e per favore divertiti. aggiornamento - in arrivo, adorabili kit preconfezionati da oomloutCaratteristiche:--Nessuna parte difficile da reperire (niente interruttori, relè o circuiti integrati (tutto tranne il motore è disponibile presso Home Depot).--Nessuna saldatura.--Ha un Meccano per crescere -ups feel.--Scelta delle opzioni per tagliare i pezzi (sega circolare e trapano, accesso a un taglio laser, acquisto online da Ponoko). Un breve video del prodotto finito che attraversa il telaio:

(Un video più lungo della navigazione tra gli ostacoli può essere trovato al passaggio 7) Note: (Se desideri uno qualsiasi dei file in un formato modificabile, puoi trovarlo su un Instructable parallelo qui) (Prossimamente, un Instructable su come utilizzare un microcontrollore (Arduino) per controllare il robot) (Ho usato unità e componenti metriche in questo Instructable. Tuttavia, coloro che hanno più familiarità con le unità imperiali non disperano, la sostituzione del componente metrico con la loro controparte imperiale più vicina dovrebbe funzionare (anche se ho ancora per testarlo)).

Passaggio 1: parti e strumenti

Tutte le parti, ad eccezione del motore, possono essere trovate in qualsiasi Home Depot. Il motore può essere ordinato da un certo numero di negozi online per circa $ 10. (c'è anche una versione pdf dell'elenco delle parti allegata a questo passaggio '21-(OAWR)-Elenco parti.pdf') Elenco delle parti: dadi e bulloni: (~$10)

• Bullone da 3 mm x 15 mm (x20)
• Bullone da 3 mm x 20 mm (x2)
• Bullone da 3 mm x 30 mm (x9)
• Rondella da 3 mm (x48)
• Dado 3mm (x45)
• Dado da 4 mm (x26)
• Rondella da 5 mm (12 mm OD) (x2)

Elettrico:

• Vari colori di cavi elettrici (~ $ 5)
• Terminali a crimpare (anello rosso da 5 mm) (x18) (~$2)
• 2 vano batterie AA (x2) (~$2)
• Motore (camiya doppio motore Tamiya (# 70097) (disponibile da molte fonti online) (su froogle) (sito del produttore) (sparkfun) (~ $ 10)
• Set di pedivelle (Set di alberi di diametro 3 mm Tamiya) etamiya) (<$10)

Varie:

• Acrilico (150 mm x 300 mm x 3 mm di spessore) (~ $ 6)
• Filo per baffi (260 mm x 1,6 mm) (o due grandi graffette) (~ $ 1)
• Banda Elastica

Elenco strumenti: Richiesto:

• Stampante
• Chiave da 5,5 mm (x2)
• Cacciavite
• Pinze
• Crimpatrici per terminali a crimpare
• Pistola per colla a caldo

Strumenti aggiuntivi a seconda della scelta delle parti acriliche di provenienza Opzione 1 (sega a nastro e trapano)

• Colla stick
• Sega da traforo
• Trapano
• Punte da trapano (3,2 mm, 12,5 mm, 16 mm)

(Stavo per usare questa opzione, ma ho preso un coupon di spedizione gratuito da Ponoko, quindi ho fatto tagliare i miei pezzi al laser) Opzione 2 (Ponoko)

Un account Ponoko

(opzione che ho usato)Opzione 3 (accesso a un laser cutter)

Accesso a un laser cutter

Passaggio 2: tagliare i pezzi

Scegli quali passaggi seguire in base all'opzione di taglio che hai scelto. Opzione 1 (sega circolare e trapano)

• Scarica e stampa il modello in pdf (scegli il file corrispondente al tuo formato carta) -Carta formato A4 ('31A-(OAWR)-Motivo a scorrimento (A4).pdf') -Carta formato Letter ('31B-(OAWR)- Scrollsaw Pattern(Letter).pdf') (è importante non ridimensionare il disegno durante la stampa)
• Misura il righello sulla stampa rispetto a un righello di cui ti fidi, se non corrispondono il motivo è stato ridimensionato e devi controllare le impostazioni della stampante prima di ristampare. Se corrispondono, in poi.
• Incolla il motivo sul foglio acrilico.
• Praticare dei fori
• Ritagliare i pezzi usando una sega per traforo

Opzione 2 (produzione digitale online; Ponoko) (questa è l'opzione che ho usato)

• Ottieni un account Ponoko (Ponoko)
• Ordina i pezzi qui. (hanno un prezzo di costo ($ 11,47 costo di taglio + $ 8,28 costo materiale = $ 19,75 + spedizione (un avvertimento che Ponoko attualmente sta spedindo solo dalla Nuova Zelanda, quindi la spedizione è piuttosto costosa))

Opzione 3 (accesso a un laser cutter)

• Scarica il modello ottimizzato per il taglio laser (i pezzi vengono posizionati uno accanto all'altro e le linee duplicate vengono rimosse) -('32-(OAWR)-Laser Cutter Outline.eps') (formato.eps)
• Taglia il file sul tuo laser cutter.

Passaggio 3: baffi

L'ultimo passo prima di iniziare a mettere tutto insieme.

Piegare i baffi è abbastanza semplice. Utilizzare una pinza e un filo di 1,6 mm di lunghezza 130 mm (in realtà funzionerà anche una graffetta grande), utilizzando lo schema nel PDF allegato ('41-(OAWR)-Whisker Bending Guide.pdf'). (nota: durante la progettazione iniziale di questo robot ho sperimentato molte forme diverse di baffi. Lo schema qui sotto è quello che ho trovato funzionare meglio, tuttavia è piuttosto interessante sperimentare forme diverse. Sono rimasto sorpreso di come anche piccoli cambiamenti potessero alterare drasticamente il comportamento di navigazione del robot)

Passaggio 4: assemblaggio

Ho cercato di rendere l'assemblaggio di tutti i pezzi il più semplice possibile. A tal fine ho incluso una guida all'assemblaggio in stile Lego ('51-(OAWR)-Assembly Guide.pdf'). Un passo prima di iniziare:

montare il riduttore del motore (ho usato il rapporto 58:1 con l'albero di uscita che esce dal foro 'A' tuttavia la durata della batteria con questa impostazione non è eccezionale, sono stati inclusi i fori di montaggio per consentire l'utilizzo del rapporto 203:1 con l'albero di uscita che esce a buco 'C'. Se preferisci una versione più lenta e più longeva)

Un passo dopo aver finito:

aggiungi scarpe ai piedi del tuo robot (i piedini in acrilico arrotondati non aderiscono bene alle superfici). Ho applicato una goccia di colla a caldo sul bordo inferiore di ogni gamba e le prestazioni sono state notevolmente migliorate. (Ma se hai accesso a sei scarpe da corsa in miniatura, sarebbe un'opzione molto migliore)

(Per ispirarti ad assemblare il tuo ecco un 'video' di me che assembla il mio in circa trenta secondi:))

Passaggio 5: cablaggio

Con i pezzi grandi tutti insieme e iniziando a sembrare carino, è giunto il momento di aggiungere le vene di rame che gli daranno vita. Una prima occhiata allo schema elettrico ('61-(OAWR)-Wiring Diagram.pdf') può essere spaventoso, tuttavia se affronti ogni filo individualmente è abbastanza semplice. Inoltre, se ti stai chiedendo come funziona il robot, fai riferimento alla seconda immagine qui sotto che lo mostra in ciascuno dei suoi quattro stati operativi. Quattro note per aiutarti:

• Ogni estremità del cavo che si collega a un punto di connessione dovrebbe avere un capocorda a crimpare (anello rosso da 4 mm) apposto (ci sono 18 di questi punti).
• La vista esplosa collegata a ciascun punto di connessione illustra se il filo deve essere fissato sopra o sotto la lastra acrilica.
• Qualsiasi punto di connessione che non ha già un bullone utilizza un bullone da 3 mm x 15 mm e un dado corrispondente da 3 mm.
• Soprattutto non preoccuparti, il passaggio successivo è completamente dedicato alla risoluzione dei problemi, quindi prova e se non funziona correttamente è probabile che troverai la tua risposta lì.

Una nota di incoraggiamento:

Puoi farlo

Passaggio 6: risoluzione dei problemi

Se sei arrivato fino a questo punto e il tuo robot sta camminando ed evita gli ostacoli, puoi saltare questo passaggio. Tuttavia, se non funziona o non funziona affatto, si spera che tu possa trovare la soluzione al tuo problema qui. (Se hai un problema non affrontato menzionalo nei commenti e cercherò di aiutarti (o se hai un problema che è stato affrontato qui e hai un modo migliore per affrontarlo, per favore commenta anche)) (Temo di non aver capito come fare tabelle su Instructables, quindi questa sezione sarà formattata) Problema Causa 1 Soluzione 1 Causa 2 Soluzione 2 Elenco di risoluzione dei problemi: le gambe sinistra camminano all'indietro quando dovrebbero camminare in avanti. Il motore sinistro è collegato al contrario. Invertire i fili dal motore sinistro collegato al punto di connessione 'G' e al punto di connessione 'H' (es. GH e HG). Le gambe destre camminano all'indietro quando dovrebbero camminare in avanti.' Il motore destro è collegato al contrario'.' Invertire i fili dal motore destro collegato al punto di connessione 'H' e al punto di connessione 'J' (es. HJ e JH). Quando si premono i baffi, la gamba interessata continua a camminare in avanti. La batteria inversa è cablata al contrario. Invertire i fili dal supporto della batteria inversa collegato al punto di connessione 'A' e al punto di connessione 'I' (es. AI e IA). L'elastico è troppo stretto e non lascia oscillare il braccio dell'interruttore. Usa un elastico più grande o meno potente. Il bullone che tiene in posizione il braccio dell'interruttore è troppo stretto. Allentare il bullone che tiene il braccio dell'interruttore. Nello stato spento, quando si preme un baffo, le gambe iniziano a camminare. Questo è purtroppo un difetto nella progettazione del cablaggio. Se si desidera risolvere questo problema, aggiungere un interruttore su una o entrambe le scatole delle batterie o rimuovere le batterie quando non vengono utilizzate. Dopo aver urtato un ostacolo, un lato continua a camminare all'indietro dopo che l'ostacolo è stato eliminato. L'elastico non è abbastanza potente da riportare il braccio dell'interruttore in posizione avanzata. Utilizzare un elastico più resistente Il bullone che tiene in posizione il braccio dell'interruttore è troppo stretto. Allentare il bullone che tiene il braccio dell'interruttore. Le batterie sono inserite ma il robot non si muove. La rondella non è a contatto con il bullone alimentato. Poiché la rondella da 5 mm ha un foro più grande del bullone da 3 mm che usiamo, devi centrarla e quindi stringere la vite per tenerla in posizione. Se viene spinto fuori centro, il braccio dell'interruttore in acrilico potrebbe entrare in contatto con il bullone al suo posto. Per risolvere questo problema, allentare la vite del baffo e ricentrare la rondella da 5 mm. I motori vengono alimentati da entrambi i pacchi batteria contemporaneamente con conseguente tensione zero netta. Le rondelle sul braccio dell'interruttore sono troppo grandi, cerca rondelle che sembrano un po' più piccole o piega leggermente i bulloni di contatto verso l'esterno. C'è troppo attrito nei collegamenti del braccio che causa lo stallo del motore. Allenta alcuni dei bulloni più stretti che tengono le gambe e spingi le braccia in posizione.

Passaggio 7: finito

Congratulazioni, spero che tu sia arrivato a questo punto senza troppa frustrazione e che tu sia soddisfatto dei risultati. Se hai suggerimenti o suggerimenti su come migliorare il design o Instructable, mi piacerebbe ascoltarli. Inoltre, se hai finito, sarebbe bello se potessi aggiungere una foto alla sezione commenti o magari inviarmene una in modo che possa essere aggiunta a questa fase. Un video dell'OAWR finito in azione:

(Un paio di problemi ancora da risolvere quando le gambe vengono sincronizzate in un modo particolare si spingono l'una contro l'altra e quasi fermano il robot (è quello che stavo cercando di risolvere), e non è ancora a prova di angolo ma sono lavorando su di esso)