Hexabot: ساخت یک ربات شش پا Heavy Duty !: 26 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

این دستورالعمل به شما نشان می دهد که چگونه Hexabot را بسازید ، یک پلت فرم بزرگ ربات شش پا که می تواند مسافر انسانی را حمل کند! این ربات را می توان با افزودن چند سنسور و کمی برنامه ریزی مجدد کاملاً مستقل کرد. من این روبات را به عنوان آخرین پروژه برای ایجاد تعاملی چیزها ، دوره ای که در دانشگاه کارنگی ملون ارائه شد ، ساختم. به طور معمول ، اکثر پروژه های رباتیک که انجام داده ام در مقیاس کوچک بوده اند و در بزرگترین بعد از یک پا فراتر نمی روند. با اهدای اخیر یک ویلچر برقی به باشگاه روباتیک CMU ، فکر استفاده از موتورهای ویلچر در یک پروژه بزرگ را به خود جلب کرد. وقتی ایده ایجاد چیزی در مقیاس بزرگ را با مارک گروس ، استاد CMU که به آموزش تعامل با چیزها آموزش می دهد مطرح کردم ، صبح روز کریسمس چشمانش مثل بچه ها برق زد. پاسخ او این بود: "برو!" از آنجا که موتورهای ویلچر بسیار قدرتمند بودند ، من قطعاً می خواستم چیزی بسازم که بتوانم روی آن سوار شوم. ایده یک وسیله نقلیه چرخ دار خسته کننده به نظر می رسید ، بنابراین من شروع به فکر کردن در مورد مکانیسم راه رفتن کردم. این تا حدودی چالش برانگیز بود زیرا من فقط دو موتور در اختیار داشتم و هنوز می خواستم چیزی ایجاد کنم که بتواند بچرخد ، نه فقط حرکت رو به جلو و عقب. پس از چند نمونه آزمایشی ناامیدکننده ، شروع به جستجوی اسباب بازی ها در اینترنت کردم تا ایده هایی کسب کنم. من به طور اتفاقی حشره تامیا را پیدا کردم. عالی بود! با الهام از من ، من توانستم مدلهای CAD ربات را ایجاد کنم و شروع به ساخت کنم. در طول ایجاد این پروژه ، من احمق بودم و در طول مراحل ساخت واقعی هیچ عکسی نگرفتم. بنابراین ، برای ایجاد این دستورالعمل ، روبات را جدا کردم و مرحله به مرحله از مراحل مونتاژ عکس گرفتم. بنابراین ، ممکن است متوجه شوید که قبل از اینکه من در مورد حفاری آنها صحبت کنم ، حفره هایی ظاهر می شود و سایر اختلافات کوچکی که اگر در ابتدا این کار را انجام می دادم وجود نداشت! ویرایش 20/1/09: من متوجه شدم که به دلایلی ، مرحله 10 دارای متن مشابه مرحله 4 بود. این اختلاف برطرف شده است. گام 10 اکنون به شما می گوید که چگونه موتورها را بچسبانید ، به جای اینکه نحوه اتصال مجدد موتور را به شما توضیح دهد. همچنین ، به لطف Instructables برای ذخیره تاریخ ویرایش ، من به سادگی توانستم نسخه اولیه را با متن مناسب پیدا کنم و آن را کپی/جایگذاری کنم!

مرحله 1: مدل CAD

با استفاده از SolidWorks ، یک مدل CAD از ربات ایجاد کردم تا بتوانم اجزاء را به راحتی قرار دهم و محل سوراخ های پیچ و مهره هایی را که پایه ها و اتصالات روبات را به قاب متصل می کند ، تعیین کنم. من پیچ ها را خودشان مدل نکردم تا در وقتشان صرفه جویی شود. این قاب از لوله های فولادی 1 "x 1" و 2 "x 1" ساخته شده است. پوشه ای از قطعات ، مونتاژ و نقشه های طراحی روبات را می توانید در زیر بارگیری کنید. برای باز کردن فایل های مختلف به SolidWorks احتیاج دارید. برخی از نقشه های.pdf در پوشه نیز وجود دارد ، و همچنین می توانید آنها را در مراحل بعدی این گزارش بارگیری کنید.

مرحله 2: مواد

در اینجا لیستی از مصالح مورد نیاز برای ساخت ربات آمده است: -41 فوت لوله فولادی مربع 1 اینچ ، دیوار 0.065 اینچی -14 فوت لوله لوله فولادی مستطیلی مربع 2 اینچ * 1 اینچ ، دیوار 0.065 اینچ-A 1 "x 2 "12" 12 "آلومینیوم نوار-4 5" 3/4-10 پیچ-2 3 "3/4-10 پیچ-6 2 1/2" 1/2-13 پیچ-6 1 1/2 "1/2 -13 پیچ-2 4 1/2 اینچ 1/2-13 پیچ-4 3/4-10 مهره استاندارد-6 3/4-10 نایلون مهره قفل-18 1/2-13 مهره قفل نایلونی-2 3 پیچ 1/2 "ID 1/2-13 U- پیچ و مهره های کوچک برای پیچ های تنظیم شده (1/4-20 به خوبی کار می کند)- واشر برای پیچ های 3/4"- واشرهای پیچ 1/2 "- 2 موتور ویلچر برقی برقی (اینها می توان آن را در ebay یافت و هزینه آن بین 50 تا 300 دلار است)- مقداری چوب و فلز ضایعاتی- میکروکنترلر (من از آردوینو استفاده کردم)- مقداری پرفروپ (اگر از آردوینو استفاده می کنید یک محافظ اولیه خوب است)- 4 جریان زیاد رله های SPDT (من از این رله های خودرو استفاده کردم)- 4 ترانزیستور NPN که می توانند ولتاژ خروجی از باتری را کنترل کنند (TIP 120 باید خوب کار کند)- 1 کلید روشن/خاموش جریان بالا- فیوز 30 آمپر- فیوز نگهدارنده داخلی- 14 سنج سیم- لوازم مصرفی مختلف الکترونیکی (مقاومت ، دیودها ، سیم ، فشار روی پایانه ها ، کلیدها و دکمه ها)- محفظه ای برای نگهداری وسایل الکترونیکی- باتری های سربی سرب مهر و موم شده 12 ولت اجزای اضافی که ممکن است بخواهید اضافه کنید (اما لازم نیست):- صندلی برای نصب به ربات خود (بنابراین می توانید سوار آن شوید!)- یک جوی استیک برای کنترل ربات

مرحله 3: فلز را برش داده و سوراخ کنید

پس از تهیه فلز ، می توانید برش و حفاری اجزای مختلف را شروع کنید ، که بسیار وقت گیر است. با برش مقدار و طول لوله های فولادی زیر شروع کنید: 1 "x 1" - ریل های قاب: 4 قطعه 40 "طول - پیوندهای ساق پا: 6 قطعه 24 اینچ - عضو عرضی مرکزی: 1 قطعه 20 اینچ - اعضای صلیبی: 8 قطعه 18 اینچ - پشتیبانی موتور: 2 قطعه 8 اینچ 2 "x 1" - پاها: 6 قطعه 24 اینچ - پا پشتیبانی: 4 قطعه 6 اینچ طول پس از برش لوله های فولادی ، بر اساس نقشه های ارائه شده در این مرحله ، سوراخ ها را علامت گذاری و سوراخ کنید (نقشه ها نیز با فایل های CAD در مرحله 1 موجود است). اولین نقاشی محل و اندازه سوراخ ها را برای پشتیبانی از پا و پشتیبانی موتور. نقاشی دوم اندازه سوراخ ها و محل اتصال پاها و ساق ها را ارائه می دهد. به ترتیب 64 اینچ و 33/64 اینچ. من متوجه شدم که فقط با استفاده از مته های 3/4 اینچی و 1/2 اینچی سوراخ های بهتری ایجاد می شود. هنوز به اندازه کافی شل است تا پیچ ها را به راحتی وارد کند ، اما به اندازه کافی محکم است تا شیب زیادی را در مفاصل از بین ببرد ، و این باعث ایجاد یک ربات بسیار پایدار می شود.

مرحله 4: پیوندهای موتور را ماشین کنید

پس از برش و حفاری فلز ، می خواهید اتصالات متصل به موتور را ماشینکاری کرده و نیرو را به پاها منتقل کنید. سوراخ های متعدد امکان تغییر اندازه مرحله روبات را فراهم می کند (اگرچه شما نمی توانید این کار را روی من انجام دهید ، دلیل آن را در مرحله بعد توضیح خواهم داد). با برش بلوک آلومینیومی 12 اینچی به دو قطعه 5 ~ 5 شروع کنید ، سپس سوراخ ها و شکاف ها را سوراخ کرده و آسیاب کنید. شکاف جایی است که موتور به اتصال متصل شده است و اندازه آن بستگی به محور موتورهای شما دارد. پس از ماشینکاری بلوک ، دو سوراخ عمود بر شکاف ایجاد کنید و برای پیچ های تنظیم شده به آنها ضربه بزنید (نگاه کنید به تصویر دوم) موتورهای من دارای دو تخت روی شافت هستند ، بنابراین افزودن پیچ های ثابت امکان اتصال بسیار محکم اتصالات را فراهم می کند. اگر مهارت یا تجهیزات لازم برای ایجاد این اتصالات را ندارید ، می توانید نقاشی خود را برای ساخت به یک مغازه ماشین سازی ببرید. این بخش بسیار ساده ای برای ماشینکاری است ، بنابراین نباید هزینه زیادی برای شما داشته باشد. من پیوند خود را با یک شکاف با کف صاف طراحی کردم (بنابراین می توانم آن را با یک پیچ از قبل موجود بر روی محور موتور و همچنین استفاده از تخت های روی شافت محکم کنم) ، بنابراین به همین دلیل در وهله اول نیاز به ماشینکاری داشت. با این حال ، این پیوند را می توان بدون شکاف بلکه یک حفره بزرگ طراحی کرد ، بنابراین همه کارها از لحاظ نظری می توانند بر روی یک دستگاه مته انجام شوند. نقاشی ای که برای ماشینکاری استفاده کردم را می توان در زیر بارگیری کرد. این تصویر ابعاد عمق شکاف را که باید با 3/4 اینچ مشخص شود ، از دست می دهد.

مرحله 5: قاب را جوش دهید

متأسفانه ، من از فرایندی که برای جوشکاری قاب طی کردم عکس نگرفتم ، بنابراین فقط عکس هایی از محصول نهایی وجود دارد. جوشکاری به خودی خود موضوعی برای این دستورالعمل است ، بنابراین من در اینجا وارد جزئیات ریز نمی شوم. I MIG همه چیز را جوش داد و از یک آسیاب برای صاف کردن جوش ها استفاده کرد. این قاب از تمام قطعات فولادی برش داده شده در مرحله 3 استفاده می کند به جز اتصالات پا و پا. ممکن است توجه داشته باشید که چند تکه فلز اضافی در قاب من وجود دارد ، اما اینها اجزای سازه ای حیاتی نیستند. آنها زمانی اضافه شدند که من بیشتر ربات را مونتاژ کرده بودم و تصمیم گرفتم برخی اجزای دیگر را اضافه کنم. هنگام جوشکاری قاب ، هر مفصل را جوش دهید. در هر نقطه ای که دو قطعه مختلف فلز به هم دست می زنند ، باید مهره جوش وجود داشته باشد ، حتی در جایی که لبه یک تکه لوله با دیواره دیگر برخورد می کند. راه رفتن این ربات فریم را تحت فشارهای پیچشی زیادی قرار می دهد ، بنابراین قاب باید تا حد ممکن سفت باشد. جوش دادن هر مفصل به طور کامل این کار را انجام می دهد. ممکن است توجه داشته باشید که دو عضو متقاطع در وسط کمی از موقعیت خود خارج شده اند. من در هنگام نصب نیمه پایینی قاب برای جوشکاری ، از سمت اشتباه لوله اندازه گیری کردم ، بنابراین موقعیت این دو عضو متقاطع 1 اینچ خاموش است. خوشبختانه ، این تأثیر کمی بر استحکام قاب دارد ، بنابراین مجبور نشدم کل کار را بازسازی کنم. فایل های pdf ارائه شده در اینجا نقشه هایی با ابعاد هستند که موقعیت اجزاء را در قاب نشان می دهد. این فایلها همچنین در پوشه با فایلهای CAD در مرحله 1 وجود دارند.

مرحله 6: سوراخ هایی را برای پایه های موتور اضافه کنید

پس از جوشکاری قاب ، برای نصب ایمن موتور ، باید چند سوراخ اضافی ایجاد کنید. ابتدا یک موتور را در قاب قرار دهید و یک پیچ را از طریق محور نصب جلو و پشتیبانی موتور روی قاب اضافه کنید. مطمئن شوید که محور محرک موتور از چارچوب خارج شده و موتور از قسمت مرکزی متقاطع خارج شده باشد. خواهید دید که انتهای بشکه موتور بیش از یک عضو عرضی است. U-bolt خود را روی موتور قرار دهید و آن را روی قسمت متقاطع قرار دهید. مکانی را که دو انتهای U-bolt روی قاب قرار گرفته اند علامت گذاری کنید. این مکان ها جایی است که باید سوراخ ها را سوراخ کرد. موتور را بردارید. در حال حاضر ، از آنجا که یک قسمت متقاطع بالایی وجود دارد که می تواند در حفاری تداخل داشته باشد ، قاب باید چرخانده شود. قبل از چرخاندن قاب ، محل این سوراخ ها را از کنار قاب اندازه بگیرید ، سپس قاب را بچرخانید و سوراخ ها را با توجه به اندازه گیری هایی که به تازگی انجام داده اید علامت گذاری کنید (و مطمئن شوید که در سمت راست قاب علامت گذاری کرده اید. قاب). ابتدا سوراخ را به مرکز نزدیک تر کنید. اکنون ، برای سوراخ دوم نزدیک به ریل قاب ، باید کمی مراقبت کرد. بسته به اندازه موتور شما ، سوراخ ممکن است روی یک جوش قرار گیرد که قسمت متقاطع را به ریل قاب متصل می کند. این برای من صادق بود. این کار سوراخ شما را بر روی دیوار جانبی ریل قاب قرار می دهد و حفاری را بسیار دشوار می کند. اگر سعی می کنید این سوراخ را با یک مته مته معمولی ایجاد کنید ، هندسه نوک برش و انعطاف پذیری بیت اجازه نمی دهد که آن را از دیوار کناری برش دهد ، بلکه بیت را از دیوار خم می کند و منجر به خروجی می شود. حفره موقعیت (طرح را ببینید). دو راه حل برای این مشکل وجود دارد: 1. سوراخ را با آسیاب و انتهای آن ، که دارای نوک برش صاف برای از بین بردن دیواره جانبی است ، سوراخ کنید (نیاز به بستن قاب روی پرس مته یا آسیاب) 2. سوراخ را با یک مته سوراخ کنید ، سپس سوراخ را با استفاده از یک فایل گرد به موقعیت صحیح برسانید (تلاش و زمان زیادی لازم است) پس از اندازه گیری و قرار گرفتن هر دو سوراخ ، این عمل را برای موتور در طرف دیگر قاب تکرار کنید. به

مرحله 7: موتورها را برای نصب آماده کنید

پس از حفر سوراخ های پایه موتور ، موتورها باید برای نصب آماده شوند. یک موتور را به همراه اتصال موتور آلومینیومی ، پیچ های اتصال و یک پیچ 5 اینچی 3/4-10 قرار دهید. ابتدا پیچ 5 اینچی را در سوراخ نزدیکترین شکاف برای محور محرک قرار دهید و قرار دهید پیچ را طوری تنظیم کنید که وقتی اتصال به موتور متصل می شود از موتور دور باشد. در مرحله بعد ، مجموعه اتصال/پیچ را روی محور محرک قرار دهید. مهره را به انتهای محور محرک (موتورهای من دارای مهره برای محور محرک است) اضافه کنید و با پیچ در پیچ های تنظیم شده را با دست بچسبانید. در نهایت ، مهره را در انتهای محور محرک و همچنین پیچ های تنظیم شده محکم کنید. این مرحله را برای موتور دیگر تکرار کنید.

مرحله 8: پاها را برای صدای دهان آماده کنید

پاهای بریده شده در مرحله 3 قبل از نصب نیاز به آماده سازی نهایی دارند. انتهای ساق پا که با زمین تماس می گیرد برای محافظت از ربات در برابر آسیب رساندن کف و همچنین کنترل اصطکاک ساق پا در زمین به یک "پا" نیاز دارد. قسمت پایینی ساق پا با یک سوراخ 1 3/ 8 اینچ از لبه. یک تکه چوب متناسب با قسمت داخلی ساق پا را برش دهید و در بلوک چوبی سوراخی ایجاد کنید تا حدود 1/2 اینچ از انتهای لوله بیرون بیاید. آن را با پیچ 1 1/2 اینچ 1/2-13 و مهره قفل نایلونی در جای خود پیچ کنید. این حرکت را برای پنج پایه باقی مانده تکرار کنید.

مرحله نهم: مونتاژ را آغاز کنید

با تکمیل مراحل قبلی ، مونتاژ ربات آماده تکمیل است! هنگامی که ربات را مونتاژ می کنید ، می خواهید قاب را روی چیزی قرار دهید. قوطی های شیر برای این کار مناسب ترین ارتفاع هستند. قاب را روی تکیه گاه های خود قرار دهید

مرحله 10: موتورها را سوار کنید

یک موتور را بردارید و داخل قاب قرار دهید (مانند علامت گذاری سوراخ های نصب پیچ و مهره U). یک پیچ و مهره قفل 4 1/2 اینچی 12-13 اضافه کنید و همه چیز را محکم کنید تا موتور به سمت قاب کشیده شود ، اما شما همچنان می توانید موتور را در اطراف پیچ بچرخانید. حالا ، اگر سوراخ های شما نبوده باشد به طور کامل حفاری شده (من نبودم) ، سپس سر پیچ درایو به قسمت مرکزی مرکز ضربه می زند. قبل از بحث در مورد راه حل این مشکل ، می خواهم به مرحله 4 اشاره کنم که در آن اشاره کردم نمی توانم اندازه گام در روبات خود را تغییر دهم. به همین دلیل است. همانطور که می بینید ، اگر پیچ در هر سوراخ دیگری قرار می گرفت ، سر پیچ به عضله مرکزی یا ریل فریم برخورد می کرد. این مشکل این یک نقص طراحی است که از نادیده گرفتن اندازه سر پیچ در هنگام ساختن مدل CAD من ناشی شد. اگر تصمیم به ساخت ربات دارید این را در نظر داشته باشید ؛ ممکن است بخواهید اندازه یا موقعیت اجزا را تغییر دهید تا این اتفاق نمی افتد. مشکل برداشتن سریع پیچ و مهره را می توان با افزودن یک بلند کننده کوچک در زیر بشکه موتور روی c کاهش داد. عضو روس از آنجا که موتور می تواند در مورد پیچ اصلی نصب شود ، بالا بردن لوله موتور باعث افزایش محور محرک می شود ، بنابراین می توانیم فاصله لازم را بدست آوریم. یک تکه چوب ضایعاتی کوچک یا فلز را بردارید که موتور را آنقدر بلند کند که فاصله ایجاد شود. سپس ، U-bolt را اضافه کرده و آن را با مهره های قفل محکم کنید. همچنین مهره را روی پیچ اصلی نصب کنید. این مرحله را برای موتور دیگر تکرار کنید.

مرحله 11: محورهای پا را اضافه کنید

با نصب موتورها ، می توان محورهای پا را اضافه کرد. ابتدا محورهای جلو را اضافه کنید. جلوی ربات من در اولین تصویر زیر نشان داده شده است. یک پیچ 5 اینچی 3/4-10 بردارید و آن را وارد کنید تا از چارچوب بیرون بیاید. بعد ، دو واشر و دو مهره شش ضلعی استاندارد 3/4-10 اضافه کنید. مهره ها را محکم کنید. این عمل را برای محور جلو دیگر نیز تکرار کنید.. محورهای عقب را در ادامه اضافه کنید. پیچ 3 اینچی را که از قاب بیرون آمده است وارد کنید. 3 واشر اضافه کنید. برای محور عقب دیگر نیز این کار را تکرار کنید. در نهایت ، سه واشر به هر پیچ درایو روی اتصالات موتور اضافه کنید.

مرحله 12: قسمت عقب و پیوند را اضافه کنید

این سه مرحله بعدی در یک طرف ربات انجام می شود. یک پا و یک اتصال را پیدا کنید. پا را روی پیچ عقب قرار دهید و یک مهره قفل کننده نایلونی 3/4-10 اضافه کنید. هنوز سفتش نکنید. اطمینان حاصل کنید که پای چوبی به سمت زمین است. پیوند را با قرار دادن ابتدا روی پیچ درایو اضافه کنید. سپس ، با استفاده از یک پیچ 2 1/2 اینچی 12-13 ، انتهای دیگر اتصال را به بالای ساق متصل کرده و یک واشر را بین این دو قرار دهید. یک مهره قفل نایلونی نیز اضافه کنید ، اما آن را سفت نکنید.

مرحله 13: Middle Leg و Linkage را اضافه کنید

Leg و Linkage دیگری را پیدا کنید. ساق پا را به پیچ اول در اولین اتصال اضافه کنید ، در حالی که پای چوبی به سمت زمین است. اولین اتصال را به محور جلو اضافه کنید ، سپس پیوند را به همان شیوه مرحله 12 به ساق متصل کنید. هیچ پیچ و مهره ای را محکم نکنید.

مرحله 14: قسمت جلو و پیوند را اضافه کنید

پای سوم و پیوند را پیدا کنید. ساق را به محور جلو اضافه کنید ، پای چوبی به سمت زمین باشد. پیچ و مهره اتصال را اضافه کنید ، سپس آن را به قسمت بالای ساق وصل کنید ، همانطور که در مرحله 12 انجام شد.

مرحله 15: پیچ ها را محکم کرده و 3 مرحله قبلی را تکرار کنید

حالا که همه چیز متصل است ، می توانید پیچ ها را محکم کنید! آنها را محکم کنید تا نتوانید پیچ را با دست بچرخانید ، اما آنها به راحتی با آچار می چرخند. از آنجا که ما از مهره های قفل استفاده کردیم ، با وجود حرکت مداوم مفاصل ، آنها در موقعیت خود باقی می مانند. هنوز هم ایده خوبی است که گاهی اوقات آنها را بررسی کنید تا بتواند خود را شل کار کند. با محکم شدن پیچ ها ، نیمی از ربات تمام شده است. سه مرحله قبلی را برای نیمه دیگر ربات انجام دهید. وقتی این کار انجام شد ، ساخت و سازهای سنگین به پایان رسید و ما چیزی داریم که شبیه یک ربات است!

مرحله 16: زمان الکترونیک

با توجه به ساخت و سازهای سنگین ، زمان تمرکز بر روی وسایل الکترونیکی است. از آنجا که بودجه لازم برای کنترل موتور را نداشتم ، تصمیم گرفتم از رله ها برای کنترل موتورها استفاده کنم. رله ها فقط به موتور اجازه می دهند تا با یک سرعت کار کند ، اما این هزینه ای است که شما برای یک مدار کنترلر ارزان قیمت می پردازید. برای مغز این ربات ، از یک آینه کنترل کننده آردوینو استفاده کردم که یک میکروکنترلر ارزان قیمت و منبع باز است. تعداد زیادی سند برای این کنترل کننده وجود دارد و استفاده از آن بسیار آسان است (به عنوان دانشجوی مهندسی مکانیک که قبل از این ترم گذشته هیچ تجربه میکروکنترلری نداشت). از آنجا که رله های مورد استفاده 12 ولت هستند ، نمی توان آنها را فقط کنترل کرد با خروجی مستقیم از آردوینو (که حداکثر خروجی ولتاژ آن 5 ولت است). ترانزیستورهای متصل به پین های آردوینو باید برای ارسال 12 ولت (که از باتری های سرب اسید خارج می شود) به رله ها استفاده شود. شما می توانید شماتیک کنترل موتور را در زیر بارگیری کنید. طرح کلی با استفاده از برنامه طرح CADSoft EAGLE ساخته شده است. به صورت رایگان در دسترس است. سیم کشی جوی استیک و کلیدها/دکمه ها شامل نمی شود زیرا بسیار اساسی است (جوی استیک فقط چهار کلید را فعال می کند ؛ طراحی بسیار ساده). اگر علاقمند به یادگیری نحوه اتصال صحیح کلید یا دکمه به میکروکنترلر هستید ، یک آموزش وجود دارد. متوجه خواهید شد که مقاومت هایی به پایه هر ترانزیستور متصل شده است. برای تعیین مقدار این مقاومت باید محاسباتی انجام دهید. این وب سایت منبع خوبی برای تعیین این مقدار مقاومت است.* سلب مسئولیت* من مهندس برق نیستم. من تا حدودی درک اجمالی از لوازم الکترونیکی دارم ، بنابراین در این مرحله باید جزئیات را بیان کنم. من از کلاس خود ، ساخت چیزهای تعاملی ، و همچنین آموزش هایی مانند این از وب سایت آردوینو ، چیزهای زیادی آموختم. شماتیک موتور ، که من کشیدم ، در واقع توسط آستین بوکان ، معاون رئیس باشگاه روباتیک CMU طراحی شده است ، که در تمام جنبه های الکتریکی این پروژه به من کمک زیادی کرد.

مرحله هفدهم: همه چیز را جمع کنید

من از Proto Shield از صنایع Adafruit برای اتصال همه چیز با آردوینو استفاده کردم. شما همچنین می توانید از ورق ورق استفاده کنید ، اما سپر زیبا است زیرا می توانید آن را مستقیماً روی آردوینو بیندازید و پین ها فوراً به هم متصل می شوند. هر چند قبل از شروع سیم کشی ، چیزی برای نصب قطعات پیدا کنید.فضایی که در داخل محوطه دارید نحوه چیدمان همه چیز را تعیین می کند. من از یک محوطه پروژه آبی استفاده کردم که در CMU Robotics Club پیدا کردم. همچنین می خواهید برنامه ریزی مجدد Arduino را بدون نیاز به باز کردن محفظه خود آسان کنید. از آنجا که محفظه من کوچک است و تا لبه بسته بندی شده است ، من نمی توانم فقط یک کابل USB به آردوینو وصل کنم ، در غیر این صورت جایی برای باتری وجود نخواهد داشت. بنابراین ، من یک سیم USB را مستقیماً به آردوینو وصل کرده و سیم ها را به قسمت زیرین برد مدار چاپی متصل کردم. من توصیه می کنم از جعبه به اندازه کافی بزرگ استفاده کنید تا مجبور نباشید این کار را انجام دهید. هنگامی که محوطه خود را دارید مدار را سیم کشی کنید. ممکن است بخواهید هر چند وقت یکبار کد تست را از آردوینو اجرا کنید تا مطمئن شوید همه چیز به درستی وصل شده است. سوئیچ ها و دکمه های خود را اضافه کنید و فراموش نکنید که در محفظه سوراخ کنید تا بتوان آنها را نصب کرد. من اتصالات زیادی اضافه کردم تا کل بسته های الکترونیکی به راحتی از شاسی برداشته شود ، اما این کاملاً به شما بستگی دارد می خواهید این کار را انجام دهید یا نه ایجاد ارتباط مستقیم برای همه چیز کاملاً قابل قبول است.

مرحله 18: محفظه الکترونیک را نصب کنید

با تکمیل سیم کشی ، می توانید محفظه را به قاب نصب کنید. من دو سوراخ در محفظه خود ایجاد کردم ، سپس محفظه را روی ربات قرار دادم و از یک مشت برای انتقال موقعیت سوراخ ها به قاب استفاده کردم. سپس سوراخ هایی را برای دو پیچ ورق فلزی در قاب ایجاد کردم که محفظه را به قاب محکم می کند. باتری آردوینو را اضافه کنید ، سپس آن را ببندید! مکان محوطه به شما بستگی دارد. به نظر من نصب آن بین موتورها راحت ترین است.

مرحله 19: باتری ها و ویژگی های ایمنی را اضافه کنید

مرحله بعدی افزودن باتری های سرب اسید است. باید باتری ها را به نحوی نصب کنید. من مقداری آهن زاویه دار به قاب جوش دادم تا یک سینی باتری ایجاد کنم ، اما یک سکوی چوبی نیز به همان خوبی کار می کند. باتری ها را با نوعی بند محکم کنید. من از بندهای بانجی استفاده کردم. تمام اتصالات باتری را با سیم 14 سنج وصل کنید. از آنجا که موتورهایم را با ولتاژ 12 ولت کار می کنم (و رله ها فقط تا 12 ولت ارزیابی می شوند) من باتری های خود را به طور موازی سیم کشی کردم. این امر نیز ضروری است زیرا من موتورهای 24 ولت خود را کم ولتاژ می دهم. یک باتری واحد نمی تواند جریان کافی را برای چرخاندن هر دو موتور خاموش کند. ابتدا باید بین باتری ترمینال +12 ولت و رله ها فیوز اضافه کرد. در صورتی که موتورها بخواهند جریان زیادی را بکشند ، یک فیوز از شما و باتری ها محافظت می کند. فیوز 30 آمپر باید کافی باشد. یک راه آسان برای افزودن فیوز ، خرید سوکت فیوز داخلی است. باتری هایی که من استفاده کردم (با استفاده از تقلید Segway که به باشگاه روباتیک CMU اهدا شد) با سوکت فیوز داخلی همراه بود که از آن روی ربات خود استفاده کردم. توقف اضطراری شاید این مهمترین جزء ربات باشد. رباتی به این بزرگی و قدرتمند می تواند در صورت خارج شدن از کنترل صدمه جدی وارد کند. برای ایجاد یک توقف اضطراری ، یک کلید روشن/خاموش جریان بالا را به صورت سری به سیم اضافه کنید که از ترمینال +12 V بین فیوز و رله ها خارج می شود. با استفاده از این سوئیچ ، اگر ربات از کنترل خارج شود ، می توانید بلافاصله برق موتورها را قطع کنید. آن را در موقعیتی قرار دهید که بتوانید به راحتی آن را با یک دست خاموش کنید - باید آن را روی چیزی متصل به قاب نصب کنید که حداقل 1 فوت از بالای پاهای ربات بالا می رود. تحت هیچ شرایطی نباید روبات خود را بدون توقف اضطراری نصب کنید.

مرحله 20: مسیر سیم ها را دنبال کنید

هنگامی که باتری ها ، فیوز و توقف اضطراری در محل قرار گرفتند ، همه سیم ها را مسیریابی کنید. نظافت مهم است! سیم ها را در امتداد قاب اجرا کرده و برای محکم کردن آنها از زیپ استفاده کنید.

مرحله 21: شما آماده راک هستید

در این مرحله ، ربات آماده حرکت است! فقط کافی است مقداری کد را روی میکروکنترلر بارگذاری کنید ، خوب است. اگر برای اولین بار در حال تغذیه هستید ، ربات خود را روی جعبه شیر/تکیه گاه بگذارید تا پایه های آن از زمین خارج شود. اولین باری که آن را راه اندازی می کنید مشکلی پیش می آید و داشتن روبات موبایل روی زمین راهی مطمئن برای بدتر و ایمن تر شدن اوضاع است. عیب یابی کنید و در صورت لزوم تنظیمات را انجام دهید.

کد کنترل من برای ربات در فایل.txt زیر قابل بارگیری است. البته ، این ربات اکنون خنک است ، اما اگر بتوانید سوار آن شوید خیلی سردتر نخواهد بود؟

مرحله 22: یک صندلی اضافه کنید

برای سوار شدن بیشتر به ربات ، یک صندلی اضافه کنید! من فقط صندلی پلاستیکی را روی صندلی پیدا کردم ، بنابراین مجبور شدم قاب را به آن جوش دهم. اگر قبلاً یک قاب به صندلی متصل شده است ، مطمئناً لازم نیست قاب خود را بسازید. من می خواستم صندلی خود را به راحتی جدا کنم تا اگر می خواهم از آن برای حمل اجسام بزرگ استفاده کنم ، روبات بیشتر قابل استفاده باشد. برای دستیابی به این هدف ، من سیستم نصب را با استفاده از سیلندرهای آلومینیومی ایجاد کردم که محکم در لوله های فولادی مربع 1 "x 1" قرار می گرفت. دو پایه روی قاب و دو عدد روی صندلی نصب شده است. آنها روی مقاطع مربوطه روی صندلی و قاب قرار می دهند. کمی روشن کردن و روشن کردن آن طول می کشد ، اما به طور ایمن نصب می شود ، که مهم است زیرا حرکت روبات تا حدودی خشن است.

مرحله 23: یک جوی استیک اضافه کنید

وقتی روی ربات خود نشسته اید ، ممکن است بخواهید وسایلی برای کنترل داشته باشید. یک جوی استیک برای این منظور عالی عمل می کند. من جوی استیک خود را در یک جعبه کوچک ساخته شده از ورق فلز و مقداری ورق پلاستیکی نصب کردم. سوئیچ توقف اضطراری نیز روی این جعبه نصب شده است. برای اتصال جوی استیک در ارتفاع راحت برای اپراتور نشسته ، از یک تکه لوله آلومینیومی مربعی استفاده کردم. لوله به قاب پیچ شده است و سیم کشی جوی استیک و توقف اضطراری از داخل لوله تغذیه می شود. جعبه جوی استیک با چند پیچ در بالای لوله آلومینیومی نصب شده است.

مرحله 24: تسلط بر جهان

تمام شدی! Hexabot خود را در جهان آزاد کنید!

مرحله 25: پایان نامه

من در فرآیند ساخت (و مستندسازی) این ربات چیزهای زیادی آموختم. این قطعاً افتخارآمیزترین موفقیت در زمینه ساخت ربات من است. برخی نکات پس از سوار شدن و کار با Hexabot:-مرحله چرخش بین دو موتور بر توانایی ربات در حرکت تأثیر می گذارد. به نظر می رسد که افزودن رمزگذار به موتورها امکان کنترل بهتر راه رفتن را فراهم می کند.-پایه های چوبی از کف محافظت می کنند ، اما کامل نیستند. میزان لغزش مناسبی روی سطوحی که تا کنون روی آن آزمایش کرده ام وجود دارد (کف چوبی ، کف بتنی صاف و کف مشمع کف اتاق). سطوح اگرچه هنوز آن را روی این سطوح آزمایش نکرده ام ، به نظر می رسد به دلیل جرم آن ، ممکن است به دلیل سطح کوچک پا در زمین فرو رود.- با باتری هایی که دارم (2 12V 17Ah سرب به نظر می رسد زمان کار ربات حدود 2.5 ~ 3 ساعت استفاده متناوب است.- با موتورهایی که دارم ، ظرفیت روبات را حدود 200 پوند تخمین می زنم.

مرحله 26: اعتبار

این پروژه بدون کمک افراد و سازمانهای زیر امکان پذیر نبود: مارک گروس استاد طراحی محاسباتی در دانشکده معماری CMU با تشکر از مارک برای برنامه نویسی ، الکترونیک و بیش از هر چیز دیگری که مرا تشویق به انجام این پروژه کرد. سرپرست فروشگاه صحنه کارتر ، گروه نمایشی CMU بن مربی من در کلاس جوشکاری بود که در ترم گذشته (پاییز 2008) شرکت کردم. او همچنین توانست تمام لوله های فولادی مورد نیاز من را به صورت رایگان دریافت کند! باشگاه رباتیک آستین بوکان CMU 2008-2009 معاون رئیس جمهور آستین ، استاد مهندسی برق ساکن باشگاه روباتیک CMU است. او مدار کنترل موتور h-Bridge را طراحی کرد و همیشه مایل بود به سوالات مربوط به برق من پاسخ دهد. باشگاه روباتیک دانشگاه کارنگی ملون باشگاه رباتیک احتمالاً مهمترین منبع پروژه دانشجویی در محوطه دانشگاه است. آنها نه تنها دارای یک مغازه ماشین آلات مجهز ، نیمکت لوازم الکترونیکی و یخچال هستند ، بلکه اعضای زیادی نیز دارند که همیشه مایلند تخصص خود را در مورد موضوعی ، اعم از برنامه نویسی یا طراحی اجزای ماشین ، به اشتراک بگذارند. من اکثر کارهای پروژه را در باشگاه رباتیک انجام دادم. موتورها و باتری های Hexabot (هر دو جزء گران قیمت) به دلیل فراوانی قطعات تصادفی پروژه توسط باشگاه به دست آمد.

نفر دوم در مسابقه کارگاه صنایع دستی آینده