Robot TiggerBot II: 26 passaggi (con immagini)

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

TiggerBot II è una piccola piattaforma robot calpestata. Sono incluse le istruzioni per costruire la piattaforma con battistrada in plastica e un circuito stampato personalizzato contenente un microcontrollore e sensori sonar. Questo è un progetto relativamente complicato che è ancora nelle fasi avanzate del prototipo. È stato fatto ogni tentativo per renderlo semplice da costruire ma, beh, i robot sono difficili. Inoltre, questo progetto ti riporterà da qualche parte nella gamma $ 150- $ 250, a seconda di dove acquisti le parti. Continua a tuo rischio. Specifiche:> materiale del telaio: acrilico tagliato al laser cnc> motori di azionamento: 2x servo rc a rotazione continua> batteria: 2,2 Ah 9,6 V ricaricabile NiMH> sensori nav: sonar a ultrasuoni a 5 vie> CPU: AVR Mega32, 16 MHz > programmazione: bootloader porta seriale RS-232 > codice: scritto in c, compilato con gcc-avr > porta di espansione: 5v/1A, gnd, 2x adc, i2c per le ultime novità vedi

Passaggio 1: sfondo

Questo è stato il mio primo robot, costruito nel 2002 quando ero una matricola al college. L'ho chiamato TiggerBot perché era nero, arancione e stupido. Era difettoso in diversi modi importanti. TiggerBot II è una riprogettazione sostanziale; utilizza lo stesso kit di gradini ma è superiore in tutti gli altri modi. Nella foto sotto sono il TiggerBot originale, diversi prototipi TIggerBot II obsoleti e il prototipo attuale.

Passaggio 2: progettazione

I componenti principali di TiggerBot II sono tutti progettati al computer e realizzati su misura.

I componenti in plastica sono progettati in qcad. Vengono quindi separati, duplicati, imballati insieme per l'efficienza e stampati come eps 1:1. Questo viene inviato a un produttore di plastica per essere tagliato dall'acrilico. Il circuito stampato è progettato in eagle cad e prodotto da un fornitore di prototipi di circuiti stampati.

Passaggio 3: produzione

Ho i circuiti realizzati da Gold Phoenix PCB in Cina e l'acrilico tagliato da Canal Plastics a Chinatown a New York. Coincidenza, davvero. I tempi di consegna sono rispettivamente di ~9 giorni e ~3 ore, motivo per cui ho apportato molte più revisioni dei frame. Le schede costano $ 140 per 13, o ~ $ 11 ciascuna. I telai sono $ 59 al canale, o apparentemente $ 78 per 3, o $ 26 ciascuno, da ponoko, anche se non ho mai ordinato da loro. In ogni caso Ponoko non sembra aver colorato l'acrilico trasparente in 6mm. Questo è l'eps della plastica:

Passaggio 4: cose di cui hai bisogno

telaio: 1 set di plastica motori: 2 HS-425BB gradini: Tamiya 70100 kit. batteria: batteria AA da 8 celle fissaggi (mcmaster carr): distanziali: 4 (3/4" 6-32 standoff), 8 (6-32 x 3/8 " alberini a vite: 8 (vite 4-40 x 1 1/8"), 16 (dado 4-40), 8 (distanziale)sospensioni: 6 (vite 4-40 x 1 1/2"), 6 (4 dado -40), 6 (distanziale flangia in nylon), 6 (staffa angolare), 6 (molle) servi: 4 (vite 4-40 x 1/2"), 4 pignoni (4-40 dado): 4 (4 -40 x 1/2 "vite), 8 (4-40 dadi) montaggio su PCB: 5 (3/4" 6-32 distanziatori), 10 (6-32 x 3/8" vite) Ecco una parte più completa elenco:

Passaggio 5: strumenti necessari

Questi sono gli strumenti necessari per le parti meccaniche. Le morse servono per tenere le cose, quindi puoi usare una morsa. Avrai bisogno di più strumenti per la parte elettronica.

Passaggio 6: modifica dei servi RC per la rotazione continua

Il primo passo è preparare i servi. Un servo RC è costituito da un piccolo motore CC e ingranaggi, un potenziometro per il feedback di posizione e l'elettronica per chiudere il circuito di controllo. Modificarli per girare continuamente richiede due cose: primo, che i vincoli fisici che impediscono la rotazione continua siano rimossi; secondo, che la posizione di retroazione sia fissata nella posizione centrale.

Passaggio 7: aprire la custodia del servo

Usando un cacciavite a croce, rimuovi le quattro viti che tengono insieme la custodia.

Passaggio 8: rimuovere il potenziometro di feedback

All'interno vedrai il retro di un potenziometro tenuto in posizione con una vite. Rimuovere la vite. Rimuovere il potenziometro con uno strattone deciso.

Passaggio 9: rimuovere la scheda dell'ingranaggio di uscita

Ora, prima di rimontare le cose, rivolgi la tua attenzione all'altro lato del servo. Rimuovere la parte superiore in modo da vedere gli ingranaggi. Rimuovere la ruota di uscita svitando la vite a testa Phillips nera al centro e tirandola. In questo modo è possibile estrarre l'ingranaggio di uscita. Notare la piccola linguetta sul lato dell'ingranaggio. Afferrare l'ingranaggio con le morse (delicatamente per non danneggiare i denti!) e tagliare la linguetta con un coltellino. Dovrai usare un movimento oscillatorio con la base della lama. Avrai bisogno di tutte le dita per i passaggi successivi, quindi assicurati di non tagliarle accidentalmente.

Passaggio 10: tagliare la tacca per i cavi del potenziometro

Usando un coltellino, taglia una tacca sotto il punto in cui i cavi avevano originariamente lasciato la confezione. Questo per consentire ai cavi del potenziometro di lasciare la custodia.

Passaggio 11: rimontare la custodia del servo

Rimetti tutto dentro e avvita tutto insieme. Mentre rimetti il circuito, assicurati di non pizzicare i fili tra la scheda e il case.

Passaggio 12: annotare le parti extra

La vite utilizzata per trattenere il potenziometro. Il piccolo pezzo di plastica collegava l'armatura del potenziometro all'ingranaggio di uscita; potrebbe essere caduto ma non importa in entrambi i casi.

Passaggio 13: ripetere con altri servi

Ripetere gli ultimi passaggi con l'altro servo. Dovrebbe apparire così quando hai finito.

Passaggio 14: smontare il kit di battistrada

Ora è il momento di aprire il tuo kit di battistrada Tamiya. Avrai bisogno di tutte le sezioni del battistrada: ritagliale con un coltellino o con dei piccoli tronchesi diagonali. Della plastica arancione, avrai bisogno dei due grandi ingranaggi di trasmissione, delle due grandi ruote folli e delle sei grandi ruote da strada. Assemblare i pezzi del battistrada in due grandi anelli, facendo attenzione che escano della stessa lunghezza.

Passaggio 15: forare gli ingranaggi della trasmissione

I fori sui lati degli ingranaggi della trasmissione corrispondono ai fori nella ruota del servo. Sfortunatamente gli ingranaggi sono progettati per un albero esagonale e il mozzo dell'albero si intrometterà. Abbiamo modi per affrontare queste cose. Il centro di ogni ingranaggio deve essere forato. Il modo più semplice per farlo è con alcuni trapani progressivamente più grandi fino a 5/16. Nota che nell'ultima foto con le punte più grandi sto effettivamente tenendo la plastica *giù* con le pinze.

Passaggio 16: trapano servoruote

Utilizzando un trapano 7/64, allargare i due fori specifici in ciascuna ruota del servo, come mostrato.

Passaggio 17: collegare gli ingranaggi della trasmissione alle ruote dei servi

Rimuovere le ruote dei servi. Posizionare due viti 4-40 x 1/2 , dal lato posteriore, attraverso i fori allargati. Fissare due dadi 4-40 sul davanti. Inserire due viti sporgenti attraverso due fori nell'ingranaggio dell'unità e fissarlo con altri due 4 -40 dadi. Rimontare la ruota del servo. Ripetere per l'altro servo.

Passaggio 18: apri la tua plastica

Ecco come arrivano le parti in plastica se le prendi dalla plastica del canale a New York. I piccoli pezzi sono ciò che ottieni al posto dei trucioli quando fai dei fori con un laser. Dovrai staccare tutta la carta. Prima del peeling, se sei un narcisista, potresti voler lavarti le mani con il sapone in modo che il tuo robot non abbia impronte di grasso dappertutto quando hai finito.

Passaggio 19: collegare le ruote

Costruisci sei delle seguenti assemblee. Da destra a sinistra, vite da macchina 4-40 x 1 1/8 , ruota da strada, distanziale, dado 4-40, puntone di sospensione, dado 4-40. Serrare i dadi in modo che la ruota giri liberamente ma scivoli il meno possibile Assemblare le staffe anteriori con le ruote più grandi utilizzando la stessa combinazione di elementi di fissaggio.

Passaggio 20: montare i servi nelle staffe

Inserire ogni servo nella sua staffa. Questo viene fatto più facilmente tirando prima i fili, inserendo il bordo superiore con i fili, tirandolo il più vicino possibile alla staffa e forzando il bordo inferiore attraverso. Fissare con due viti 4-40 x 1/2 e due dadi 4-40 negli angoli opposti. C'è spazio per quattro viti ma due sono sufficienti. Assicurarsi di posizionare la ruota di uscita del servo sull'estremità della staffa vicino alla sporgenza e per costruire un lato sinistro e uno destro.

Passaggio 21: assemblare i mazzi

Fissare quattro distanziatori in alluminio 6-32 da 3/4" al ponte inferiore (quello più piccolo) utilizzando quattro viti da 6-32 x 3/8". Posizionare i due servi nelle staffe e le ruote anteriori negli intagli come mostrato. Posiziona il piano superiore e assicurati che tutte le linguette siano correttamente inserite nei ritagli. Fissare il piano superiore ai distanziatori utilizzando altre quattro viti da 6-32 x 3/8".

Il colore è diverso perché si tratta di un prototipo successivo rispetto a quello delle foto precedenti.

Passaggio 22: installare le molle di sospensione

In ciascuno dei sei fori lungo i lati dei ponti, installare il bullone di sospensione, la staffa, il collare e la molla. Inizia inserendo un bullone da 4-40 x 1 1/2 verso l'alto attraverso il piano inferiore. Posizionare il lato non filettato di una staffa angolare sulla vite con l'altra estremità rivolta verso l'alto. Posizionare un collare flangiato in plastica sulla vite. Posizionare una molla sopra il collare. Premere con cautela la molla sotto il ponte superiore e allinearla con il foro superiore. Spingere il bullone attraverso il foro e fissarlo con un dado 4-40. Inserire un puntone di sospensione verso l'alto con la ruota rivolta verso l'esterno. Allineare il foro nel montante con il foro filettato nella staffa angolare. Fissare con una vite 6-32 x 5/16.

Passaggio 23: mettere i gradini su

Gradini elastici sulle ruote.

Passaggio 24: fatto a metà

Ora hai completato la piattaforma di azionamento.

La prossima è le istruzioni per costruire il circuito illustrato di seguito. In alternativa è possibile utilizzare la base con la propria elettronica.

Passaggio 25: assemblare il circuito stampato

Il circuito qui raffigurato è l'ultima revisione e presenta diversi errori. Attualmente è in produzione una nuova revisione, che dovrebbe correggere la maggior parte degli errori e migliorare notevolmente le prestazioni del sonar. Se stai pensando di costruire uno di questi, ti consiglio vivamente di aspettare fino a quando non avrò la possibilità di testare la nuova versione (nella foto in formato cad sotto) e di usarla invece. Sembrano molto simili, tuttavia.

Il circuito qui è progettato con un microcontrollore avr, gestione dell'alimentazione e un sonar a cinque canali. Ha tutto il necessario per fare cose semplici come seguire il muro e evitare gli ostacoli. È progettato interamente con componenti a foro passante, quindi non è particolarmente difficile da saldare. Ci sono già un numero sufficiente di guide alla saldatura su Internet, quindi una copertura che qui sarebbe ridondante. La Figura 2 mostra un primo piano di diversi stili di saldatura tra cui scegliere a seconda che si stia costruendo la versione "robot" o "fermacarte". I componenti (vedi elenco delle parti) vanno dove contrassegnati. Non è scienza missilistica. Se vuoi, puoi saldare tutto in una volta. Altrimenti, puoi prima costruire l'alimentatore e verificare di ottenere 5v, quindi costruire l'avr e la porta seriale e assicurarti di poterlo programmare, quindi costruire il sonar.

Passaggio 26: hai finito

Ora sei in possesso di uno dei robot fatti in casa più hot in circolazione. Nessun brutto cavo allentato che penzola qui. Vai avanti e metti questo nel tuo bagaglio a mano. La TSA non ti sparerà per averlo portato, pregheranno di sapere dove l'hai preso. E ora, un video dei miei TiggerBot II che guidano dietro l'angolo della mia cucina: The End.