Un robot pratico: 11 passaggi (con immagini)

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

Lo chiamo un robot pratico per una serie di motivi. Può essere realizzato utilizzando strumenti quotidiani che la maggior parte delle persone che lavorano in casa avrebbe. Utilizzando molti articoli in eccedenza il costo è contenuto. Il braccio del robot può sollevare un oggetto di 2 libbre dal pavimento fino a 3 piedi e 4 pollici in aria, in modo che il braccio possa appoggiare oggetti sui tavoli. Quindi, se sei stanco di leggere di robot che possono sollevare una pallina da ping pong solo di pochi centimetri in aria, continua a leggere. In questo tutorial spero di darti suggerimenti che possono essere utilizzati anche su altri progetti di robot.

La maggior parte delle parti utilizzate in questo robot proveniva dal robot vac "Lentek". Questo aspirapolvere era una miniera d'oro di parti robotiche. Ho una batteria da 14,4 volt, motori con cambio, ruote motrici, trasformatore di potenza, telecomando, ponti H, I. R. led, fototransistor ecc.

Passaggio 1: test dell'aspiratore

L'obiettivo del robot era quello di essere in grado di raccogliere oggetti di peso fino a 2 libbre. da terra e posizionarli su un tavolo tramite telecomando e in autonomia.

La prima cosa che ho fatto è stata vedere se l'aspiratore "Lentek" era abbastanza forte per il robot che volevo costruire. Ho messo un peso di 5 libbre sull'aspirapolvere e ho visto se poteva funzionare e girare su un tappeto; lo ha fatto. Alcune note qui; anche senza un peso, l'aspiratore non potrebbe andare dalla superficie del pavimento al tappeto, quindi non provare a costruire sulla base dell'aspiratore stesso. Quando fornisco misurazioni del legno nel resto di questo tutorial, saranno misurazioni reali e non memorizzeranno misurazioni. Per esempio userò un pezzo di legno da 4" per 1" in molti punti di questo progetto. Le misure reali sono 3 3/4" per 3/4".

Passaggio 2: diamo un'occhiata all'interno del motore

Smontare l'aspirapolvere ed estrarre i motori di azionamento. Guardandoli puoi vedere che non c'è una ruota dell'encoder ottico. Ciò che fa una ruota dell'encoder ottico è interrompere un raggio di luce mentre il motore gira lì dando una quantità X di impulsi per 1 giro della ruota. Costruiamone uno per il motore. La ruota dell'encoder è realizzata in cartone. Il cartone sarà utilizzato in molti luoghi in questo progetto. Da dove ho preso il cartone? Scatole di cereali. L'albero della ruota fonica è un "chiodo per pannelli", il tipo di chiodo utilizzato per montare i pannelli di legno in una casa. La lunghezza usata qui è 1 5/8". Ho usato un compasso per tracciare un cerchio sul cartone che è un po' più piccolo della larghezza del corpo della cassa del motore. Ho usato un perforatore di carta per mettere i fori nella ruota. Usa il piccolo foro che è fatto dalla punta del compasso per trovare il centro della ruota per mettere l'albero (chiodo) attraverso. Metti un po' di colla sulla testa del chiodo per tenere la ruota dell'encoder, lascia asciugare. L'albero andrà nel foro centrale dell'ingranaggio a vite senza fine. Prima limare un po' la parete della carcassa del motore in modo che l'albero non tocchi le pareti della carcassa del motore. Mettere un po' di colla sulla punta della ruota fonica (chiodo) e spingerlo nel foro centrale della vite senza fine. Lasciare asciugare e rimettere la custodia sul motore. Non entrerò nei dettagli della parte elettrica del robot in questo tutorial. Dirò che lo faremo utilizzare il led IR e i fototransistor che si trovano nel vac come raggio di luce e che alimenteremo l'uscita all'ingresso del comparatore su un chip "PIC". Faccio più tutorial col passare del tempo. Passa dal mio sito web all'indirizzo: https://robotics.scienceontheweb.net Dovrai effettuare la modifica a 2 motori. Un motore modificato verrà utilizzato nella base del robot e l'altro nel braccio. Ciò significa che dovrai acquistare 2 vac. e avrai una batteria di riserva e un telecomando così come altri tipi di motori.

Passaggio 3: realizzazione della base principale e della base motore del robot

Ho realizzato la base in compensato. Ho usato il compensato perché è facile da lavorare e puoi affondarci la testa di una vite in modo che sia piatta con la superficie del legno. Molte volte i pezzi di compensato possono avere un foro in uno degli strati da un nodo nel legno. Uso una pistola per colla a caldo per riempire il buco. Se non hai una pistola per colla a caldo dovresti comprarne una. Sono ottimi per trattenere i cavi, riempire gli spazi vuoti, ecc. Puoi trovarli in molti negozi di tipo dollaro. Gli stessi negozi venderanno i bastoncini di colla a partire da 25 bastoncini per dollaro.

Quando si realizza la base, si desidera che le dimensioni siano abbastanza piccole da adattarsi alle porte ed essere in grado di girare nei corridoi. Ricorda che anche il braccio sporgerà dalla base; quindi non vuoi che la base sia così piccola da ribaltarsi. Quindi ho realizzato la base 11 3/4" per 17 3/4". Perché non un 12" pari, chiedi? Bene, la superficie del compensato sarà ricoperta di cartone. Sì, hai indovinato, cartone di una scatola di cereali. Una nota qui, non ho usato carta di contatto sul cartone ma non c'è motivo per te non posso. Quindi, se vuoi vestirlo di più, vai avanti. Per montare i motori sulla base principale dovrai creare una piccola base del motore. Ogni base del motore è stata realizzata con due pezzi di legno spessi 1/2 ". Con la ruota delle dimensioni che ho usato avevo bisogno del motore alto 1 pollice dalla base principale. Quindi, se hai un pezzo di legno spesso 1 ", devi solo tagliare un pezzo di legno per motore di base. La dimensione della base del motore è 2 1/4" per 4" Ho usato una punta da 5/8" per il foro nella base del motore. Il foro tondo al foro quadrato è di circa 1 19/32 "foro centrale al foro centrale. Il foro più lungo è stato realizzato praticando dei fori e quindi utilizzando un file per modellarli. Un modo migliore sarebbe usare una lama di sega per modellare il lungo Foro.

Passaggio 4: lavorare sul fondo della base principale

Ricorda che la base principale conterrà un motore modificato e un motore invariato. Nella foto il motore con la piccola scatola accanto è il motore modificato. La scatola viene utilizzata per coprire la ruota dell'encoder, I. R. led e fototransistor. Inchioda e incolla la base del motore alla base principale. Ancora una volta ho usato chiodi per pannelli da 1 5/8 pollici. Dall'altro lato della base principale, taglia l'estremità dei chiodi che sporgono.

So che nella maggior parte dei robot la ruota sterzante posteriore è una piccola cosa che potrebbe anche non girare. NON USARE QUEL TIPO! Sono tutto per risparmiare denaro quando costruisco un robot, ma non farlo su questa parte. Il robot non sarà in grado di passare dalla superficie del pavimento in legno al tappeto. Non girerà bene e richiederà più potenza. Ho usato una ruota girevole con cuscinetti a sfera da 3 pollici. Montare la ruota orientabile in modo che quando la ruota girevole gira non superi la parte posteriore della base. Ho montato il mio 1 6/16 pollici dal retro. Il tipo di vite che ho usato era una "vite per cartongesso #6". Taglia di nuovo l'estremità delle viti che sporgono.

Passaggio 5: lavorare sulla parte superiore della base principale

Ora è il momento di incollare il cartone sulla parte superiore della base principale. Tagliare la grande scatola di cereali e incollare il lato lucido verso il basso utilizzando "Contact Cement". Aspetta che si asciughi e poi taglia.

Controlla se la tua grande scatola di cereali corrisponde alla scatola di cereali di dimensioni che sto usando, altrimenti dovrai usare altri materiali. Il lato piccolo della scatola è largo 3 1/4", il lato grande è lungo 11 10/16". SI PREGA DI GUARDARE LE FOTO PRIMA DI INIZIARE QUESTA PARTE. Taglia due grandi scatole di cereali. Tagliare i lembi inferiori e superiori sulle scatole di cereali. Taglia lungo le cuciture di una scatola di cereali. Incolla quei pezzi sull'altro lato lucido della scatola di cereali rivolto verso il lato lucido. Attendere che si asciughi prima di utilizzare. Taglia 2 pezzi di legno spesso 3/4" 8 3/16" per 3 2/16". Useremo questo legno come le 2 pareti della scatola che stiamo costruendo sulla parte superiore della base principale. Posiziona e incolla un pezzo al centro della base, 14/16" dalla parte posteriore della base. Il 2° pezzo va 10 2/16" dal 1° pezzo. Questo formerà la scatola che è lunga 10 2/16" all'interno. Quando la colla è asciutta inchiodare i 2 pezzi di legno dal fondo della base usando "Chiodi per pannelli". Mi piace forare un piccolo pilota per il primo chiodo. Ora prendi il cartone che abbiamo incollato insieme e l'abbiamo usato come le pareti lunghe e la parte superiore della scatola. Incolla un lato alle estremità dei due pezzi di legno e alla base principale. L'altro lato deve essere tagliato in modo che possa piegarsi per formare l'altro lato della parete lunga della scatola. NON INCOLLARE QUESTO LATO.

Passaggio 6: come funziona il braccio

Questo braccio non funziona come la maggior parte dei bracci robotici. Funziona più come un carrello elevatore. La mano cavalcherà su e giù su un binario di legno. Ciò consentirà al robot di sollevare un oggetto di 3' 4 dal pavimento utilizzando una coppia ridotta.

Affinché un normale braccio robotico sollevi un oggetto di 40 pollici dal pavimento, il braccio dovrebbe essere lungo 20 pollici. Un oggetto da 2 libbre richiederebbe 640 once. pollici di coppia per sollevare. L'uso di una ruota da 1 per sollevare l'oggetto da 2 libbre richiederebbe solo 16 once di coppia. Anche la matematica utilizzata per trovare l'oggetto nello spazio 3D è più semplice.

Passaggio 7: montaggio del binario sulla base principale

Il legno utilizzato per il binario è chiamato listello furring. In Lowe's sarebbe elencato come: 1" per 2" per 8' con pelo trattato #201999. È largo circa 1 5/16" e spesso circa 9/16. Ho usato questo tipo di legno perché sembra avere la minor quantità di ordito e arco. Taglia un pezzo lungo 48". Taglia un pezzo di 1 1/2 "di spessore di un legno 3 3/16" per 3 3/16" Puoi tagliare una tacca nel legno per tenere il binario in posizione e poi praticare un foro attraverso il binario e il blocco di legno. Usa una vite per cartongesso n.6 per tenere il binario in posizione. Se non vuoi fare la tacca nel blocco di legno, dovrai usare altre 2 viti su entrambi i lati del binario per tenerlo in posizione.

Posiziona il blocco in modo che il binario si trovi al centro della base e il blocco di legno sia a 1/2 dalla parte anteriore della base. Dal lato inferiore della base utilizzare due viti per cartongesso per fissare il blocco di legno alla base principale.

Passaggio 8: lavorare sul braccio

Svita il binario dalla base, lo useremo in questo passaggio.

Usando una lama con foro circolare da 1 1/2" pratica un foro in un pezzo di legno spesso 3/4". Estrarre il legno (vedi foto) dalla lama. Questo sarà usato come rullo. Crea quattro di questi rulli. Un chiodo "5D 2 pollici comune" diventerà l'albero del rullo. Taglia due pezzi di legno spessi 3/4 "di 3 1/2" per 5 7/16". Posiziona un rullo vicino alla parte superiore posteriore del legno ma non lasciare che il rullo passi oltre il bordo del legno. Martella il chiodo al centro del rullo ma non troppo in dentro perché li tirerai fuori in seguito. Posiziona il binario sul legno, assicurati che il binario sia dritto e stretto contro il primo rullo (vedi foto). Posiziona il resto dei rulli stretti contro il binario e inchiodare in posizione. Rimuovere il binario e quindi rimuovere i quattro chiodi dal legno. Utilizzando i fori dei chiodi come guida, praticare quattro fori pilota nel legno. Prendere il 2° pezzo di legno tagliato e fissarlo sul 1° pezzo. Ora pratica i quattro fori anche attraverso il secondo pezzo di legno. Inchioda i quattro chiodi comuni 5D nei quattro fori in un pezzo di legno. Ora vuoi praticare quattro fori pilota nel percorso del binario. Avvita quattro # 6 viti per cartongesso ma lascia le teste a circa 2/16 "sopra il legno. Dovrai regolarli in seguito. Riposizionare i quattro rulli e il binario. Le quattro viti ti permetteranno di regolare qualsiasi arco nel legno. Regolare le quattro viti in modo che il binario sia a livello con la parte superiore dei quattro rulli. Potrebbe essere necessario regolare nuovamente le viti in un secondo momento. Prendi il secondo pezzo di legno e martellalo in posizione sul primo pezzo di legno. Dovrai giocare un po' con il secondo pezzo di legno finché non sarà vicino ai rulli, ma i rulli possono girare liberamente. Potrebbe anche essere necessario regolare le quattro viti in modo che il binario non sia troppo stretto contro il lato del legno. Estrarre il binario. Taglia un altro pezzo di legno spesso 3/4 "di 3 1/2" per 9". Inchioda la sezione del rullo al centro superiore di questo pezzo di legno. Taglia un altro pezzo di legno (circa 3 1/2" per 2 1/4 ") che coprirà l'altro lato della sezione del rullo e il chiodo in posizione. Ora taglia tutte le estremità della vite e del chiodo che sporgono. Fai scorrere la guida di nuovo nella sezione del rullo. Ci saranno punti che si legheranno contro entrambi i rulli o le teste delle viti. Utilizzando carta vetrata (meglio se la carta vetrata è montata su un blocco di legno) carteggiare i punti sulla guida di legno in cui si lega.

Passaggio 9: creare la bobina

Usando una lama con foro circolare da 5 cm, pratica un foro in un pezzo di legno spesso 1/2 pollice. Estrarre il legno dalla lama. Questo diventerà parte di una bobina. Creane un altro. Fissare insieme le due ruote. Praticare quattro fori pilota attorno alle ruote. Sbloccare le ruote e fare i quattro fori pilota in una ruota.140" grandi in modo che la vite per cartongesso da 2" # 6 possa passare attraverso il foro. Apri e squadra i fori centrali della ruota in modo che possano adattarsi all'albero quadrato del motore. Usando le quattro viti per cartongesso da 2" # 6, avvita le due ruote insieme in modo che ci sia uno spazio di 13/16" tra le due ruote. Lega un filo monofilamento lungo 54" (filo tagliaerba mangiaerba) a una delle viti.

Passaggio 10: montaggio dei motori sulla rotaia

Taglia un pezzo di legno spesso 3/4" di 4 11/16" per 3 14/16" Ho usato una punta da 5/8" per i fori nella base del motore. Il foro più lungo è stato realizzato praticando dei fori e poi utilizzando una lima per modellarli. Un modo migliore sarebbe usare una lama per sega per modellare il foro. I fori rotondi sono distanti 3 2/16" dal foro centrale al foro centrale. Il foro rotondo dal foro quadrato è di circa 1 19/32" dal foro centrale al foro centrale.

Fissare la bobina ai motori (un motore viene modificato) e i motori alla base del motore. Collega i motori (ricorda di invertire i cavi a un motore) a una batteria da 6 volt solo per verificare che tutto funzioni. Ora togli la bobina e i motori dalla base del motore. Quindi tagliare un pezzo di legno spesso 1 1/2" 3 3/16" per 3 14/16". Usando due viti per cartongesso n. 6 fissare il blocco di legno al lato inferiore sulla base del motore a 1/2" dal bordo sinistro. Praticare due fori pilota attraverso la guida nel blocco. Fissare la guida al blocco utilizzando due viti per cartongesso n. 6. Ora rimetti la bobina e i motori, ma questa volta incolla i motori alla base del motore. Prendi il filo del monofilamento e assicurati che il filo scorra davanti al mulinello. Tiralo verso il basso direttamente sul gruppo del rullo che si trova sulla guida. Nel punto in cui la linea tocca il gruppo del rullo, praticare un foro attraverso il lato e avvitare una vite per cartongesso da 2 "# 6. Legare la linea a questa vite.

Passaggio 11: fare la mano

Chiunque abbia un set "VEX" riconoscerà queste parti. Non credo che pagherebbe comprare parti VEX solo per costruire questa mano. Questa mano è solo uno dei tanti prototipi su cui ho lavorato. Fornirò dettagli di altre mani sul mio sito web all'indirizzo: https://robotics.scienceontheweb.net nei prossimi mesi. Ecco che arriva il ma. Ma se hai già le parti VEX, provalo. Puoi usare qualsiasi motore del cambio se riesci a far rimanere l'ingranaggio vex sull'albero del motore. Il motore che ho usato qui è stato lasciato da un altro progetto. Una nota che devi sapere su questo motore è che il cappuccio marrone viene avvitato sulla piastra del motore su cui gira il motore. Praticare un foro centrale attraverso il tappo in modo che una vite #8-32 per 1 3/4" si adatti. Prendi la testa della vite e macina leggermente i due lati in modo che la testa sia ora un rettangolo con due estremità curve. Questo rende più difficile l'allentamento della vite quando viene incollata. Inserire la vite attraverso il cappuccio con la testa rivolta verso la piastra del motore. Inserire il dado e serrare. A seconda del motore del cambio utilizzato, la dimensione del legno può essere deferente. Tagliare due pezzi di legno da 3/4" di spessore 7" per 2 2/16". Uno di questi pezzi diventerà la base del binario, l'altro la piastra posteriore della scatola del motore della mano. Taglia due pezzi di legno spessi 3/4" 1 10/16 per 2 2/16" questi saranno i lati della scatola del motore della mano. Se guardi nelle foto vedrai due staffe a forma di L. Sono 1 7/16" per 1 7/16" con un'estremità sagomata per adattarsi all'ingranaggio della cremagliera. Questi sono stati ricavati da un vecchio telaio del letto. Cosa puoi trovare che funzionerà? Questi sono stati tagliati usando una sega con un disco tagliato usato per tagliare il metallo. Non sono stati utilizzati strumenti fantasiosi per realizzare questo robot. Praticare due fori attraverso la staffa e attraverso il lato dell'ingranaggio della cremagliera. Montare la staffa sulla cremagliera utilizzando due viti con dadi. Le parti metalliche VEX devono essere tagliate. È meglio usare una lama per seghetto, poiché un disco tagliato porta via troppo metallo. Per le persone che non sanno nulla di VEX. Le parti metalliche sono dotate di un piccolo taglio iniziale per mostrare dove è possibile tagliare. Useremo la parte più piccola, quindi tagliala. Ne useremo due. Usando le viti fornite con l'ingranaggio a cremagliera, avvitalo nella fessura di metallo usando due viti con due rondelle metalliche. Ora arriva un problema; se stringi completamente le viti, la cremagliera non può muoversi. Se non si stringono le viti, si allentano in pochissimo tempo. La soluzione è; usando un foglio di alluminio di tutti i giorni, crea delle palline e spingile nei fori delle viti. Prendi l'ingranaggio della cremagliera, riavvitalo nella fessura di metallo. Se l'ingranaggio della cremagliera si blocca ancora, ripeti. Quando riesci a far scorrere correttamente la cremagliera, estrai le viti e metti un po' di colla nei fori delle viti. Rimetti le viti e lascia asciugare. Prendi il gruppo della cremagliera e avvitalo sulla base del binario. NON ho usato viti per cartongesso qui. Si desidera utilizzare una vite con una testa piatta in modo che il gruppo guida possa essere regolato di una piccola quantità. Prendi l'altro gruppo di binari e distanzialo per la larghezza dell'ingranaggio inserendo l'ingranaggio tra i due ingranaggi della cremagliera. Ora avvitare il secondo gruppo ingranaggio a cremagliera. Estrarre l'ingranaggio e posizionare gli ingranaggi della cremagliera in direzioni opposte. Rimetti l'ingranaggio al centro e segna dove si trova l'ingranaggio. Praticare un foro abbastanza grande da consentire il passaggio della vite #8-32 da 1 3/4" senza legarsi. Rimuovere il gruppo del binario dalla base del binario. Tagliare la base del binario dalla parte superiore al foro abbastanza largo da consentire alla vite di lato attraverso la fessura. Metti l'ingranaggio sulla vite. Questa è una misura molto stretta. Ho usato una pinza di bloccaggio del canale per tenere l'ingranaggio mentre giravo la vite. Girare l'ingranaggio sulla vite fino a quando l'ingranaggio arriva anche dove l'ingranaggio della cremagliera è con il tappo vicino alla base del binario ma non vincolante su di esso. Quando tutto sembra ok tagliare quello che non serve dalla vite #8-32. Incollare la testa della vite che si trova all'interno del tappo e lasciare asciugare. Mettere la colla sul dado e intorno alla base dell'ingranaggio. Quando è tutto asciutto riavvitare il cappuccio sul motore. Far passare il gruppo ingranaggi del motore attraverso la fessura fino a quando non colpisce il foro. Usando una pistola per colla a caldo sigillare la fessura. Inserire indietro il gruppo guida. Taglia un pezzo di legno spesso 3/4" 1 9/16 per 1 9/16. Questa sarà la base del motore. Posizionare il motore su questa base. Verifica se il motore è parallelo alla base del binario. Se sembra a posto, avvita la base del motore alla base del binario. Incolla il motore alla base del motore. Inchioda i lati alla base del binario. Noterai che l'albero posteriore del motore è sporgente. Segna e poi fora questo punto sulla piastra posteriore in modo che l'albero posteriore abbia un posto dove andare. Avvitare la piastra posteriore. Le due dita della mano sono costituite da due pezzi di legno spessi 3/4" 3 1/16" per 1 11/16". Puoi tagliare una tacca nel legno dove verrà avvitata nella staffa. In questo modo modo lascia la mano aperta di 3" e puoi coprire la staffa e le teste delle viti con del cartone. Praticare due fori in ciascuna staffa che consentiranno alle viti che si utilizzano di passare attraverso i fori della staffa. Segna e fai dei fori pilota sulle dita. Ora monta le due dita e avvitale in posizione. Usando due viti per cartongesso da 1 1/2" # 6 fissare questo gruppo manuale alla parte inferiore del gruppo rullo. FINE