Wie aus verschiedene Materialien Baue einen Roboter zu Hause ohne entsprechende Ausrüstung? Ähnliche Fragen tauchten zunehmend in verschiedenen Blogs und Foren auf, die sich der Herstellung aller Arten von Geräten mit eigenen Händen und Robotik widmeten. Natürlich ist die Herstellung eines modernen, multifunktionalen Roboters zu Hause eine fast unmögliche Aufgabe. Es ist jedoch durchaus möglich, einen einfachen Roboter mit einem Treiberchip und mehreren Fotozellen zu bauen. Heutzutage ist es nicht schwer, im Internet Schemata zu finden ausführliche Beschreibung Phasen der Herstellung von Minirobotern, die auf Lichtquellen und Hindernisse reagieren können.
Das Ergebnis wird ein sehr flinker und mobiler Roboter sein, der sich in der Dunkelheit versteckt, sich auf das Licht zubewegt, vor dem Licht davonläuft oder auf der Suche nach Licht ist, je nachdem, wie die Mikroschaltung mit Motoren und Fotozellen verbunden ist.
Sie können Ihren intelligenten Roboter sogar dazu bringen, nur einer hellen oder umgekehrt einer dunklen Linie zu folgen, oder Sie können einen Miniroboter dazu bringen, Ihrer Hand zu folgen – fügen Sie einfach ein paar helle LEDs zu seinem Schaltkreis hinzu!
Tatsächlich kann sogar ein Anfänger, der gerade erst anfängt, dieses Handwerk zu beherrschen, einen einfachen Roboter mit seinen eigenen Händen bauen. In diesem Artikel schauen wir uns eine Version eines selbstgebauten Roboters an, der auf Hindernisse reagiert und diese umgeht.
Kommen wir gleich zur Sache. Um einen Heimroboter zu bauen, benötigen wir die folgenden Teile, die Sie leicht zur Hand finden können:
1. 2. Batterien und ein Gehäuse dafür;
2. Zwei Motoren (jeweils 1,5 Volt);
3. 2 SPDT-Schalter;
4. 3 Büroklammern;
4. Plastikball mit Loch;
5. Ein kleines Stück massiven Draht.
Phasen der Herstellung eines Heimroboters:
1. Schneiden Sie ein Stück Draht in 13 Stücke von jeweils sechs Zentimetern Länge und legen Sie auf beiden Seiten 1 cm frei.
Mit einem Lötkolben verbinden wir drei Drähte mit den SPDT-Schaltern und zwei Drähte mit den Motoren.
2. Nun nehmen wir das Gehäuse für die Batterien, von dem auf einer Seite zwei mehrfarbige Drähte ausgehen (höchstwahrscheinlich schwarz und rot). Wir müssen einen weiteren Draht an die andere Seite des Gehäuses anlöten.
Jetzt müssen Sie das Batteriegehäuse aufklappen und beide SPDT-Schalter mit dem Lötdraht in der Form an die Seite kleben Lateinischer Buchstabe V;
3. Danach müssen die Motoren auf beiden Seiten des Körpers festgeklebt werden, damit sie sich vorwärts drehen.
Dann nehmen wir eine große Büroklammer und biegen sie auf. Wir ziehen die aufgebogene Büroklammer durch das Durchgangsloch der Plastikkugel und richten die Enden der Büroklammer parallel zueinander aus. Wir kleben die Enden der Büroklammer auf unsere Struktur;
4. Wie baut man einen Heimroboter so, dass er Hindernissen tatsächlich ausweichen kann? Es ist wichtig, alle installierten Drähte wie auf dem Foto gezeigt zu verlöten;
5. Wir stellen Antennen aus aufgebogenen Büroklammern her und kleben sie auf SPDT-Schalter;
6. Jetzt müssen nur noch die Batterien in das Gehäuse eingelegt werden und Heimroboter beginnt sich zu bewegen und weicht Hindernissen auf seinem Weg aus.
Jetzt wissen Sie, wie Sie einen Heimroboter bauen, der auf Hindernisse reagieren kann.
Wie kann man selbst einen Roboter mit bestimmten Verhaltensprinzipien bauen? Die ganze Klasseähnliche Roboter werden mit der BEAM-Technologie erstellt, typische Prinzipien deren Verhalten auf der sogenannten „Photorezeption“ beruht. Als Reaktion auf Veränderungen der Lichtintensität bewegt sich ein solcher Miniroboter langsamer oder umgekehrt schneller (Photokinese).
Um einen Roboter zu bauen, dessen Bewegung vom Licht oder auf das Licht gerichtet ist und durch die Phototaxis-Reaktion bestimmt wird, benötigen wir zwei Photosensoren. Die Phototaxis-Reaktion wird sich wie folgt manifestieren: Trifft Licht auf einen der Photosensoren des BEAM-Roboters, schaltet sich der entsprechende Elektromotor ein und der Roboter dreht sich in Richtung der Lichtquelle.
Und dann trifft das Licht auf den zweiten Sensor und dann schaltet sich der zweite Elektromotor ein. Nun beginnt der Mini-Roboter, sich auf die Lichtquelle zuzubewegen. Trifft das Licht erneut nur auf einen Fotosensor, beginnt sich der Roboter erneut dem Licht zuzuwenden und bewegt sich weiter in Richtung der Quelle, wenn das Licht beide Sensoren beleuchtet. Wenn das Licht keinen Sensor erreicht, stoppt der Mini-Roboter.
Wie baut man einen Roboter, der der Hand folgt? Dazu muss unser Mini-Roboter nicht nur mit Sensoren, sondern auch mit LEDs ausgestattet sein. Die LEDs geben Licht ab und der Roboter reagiert auf das reflektierte Licht. Wenn wir unsere Handfläche vor einen der Sensoren legen, dreht sich der Miniroboter in seine Richtung.
Wenn Sie Ihre Handfläche leicht vom entsprechenden Sensor wegbewegen, folgt der Roboter „gehorsam“ Ihrer Handfläche. Um sicherzustellen, dass das reflektierte Licht deutlich von Fototransistoren erfasst wird, wählen Sie für die Gestaltung des Roboters leuchtend orange oder rote LEDs (mehr als 1000 mCd).
Es ist kein Geheimnis, dass die Investitionen im Bereich Robotik jedes Jahr steigen, viele neue Generationen von Robotern entstehen, mit der Entwicklung von Produktionstechnologien neue Möglichkeiten für die Entwicklung und den Einsatz von Robotern entstehen und talentierte autodidaktische Handwerker weiterhin überraschen die Welt mit ihren neuen Erfindungen auf dem Gebiet der Robotik.
Eingebaute Fotosensoren reagieren auf Licht und richten sich auf die Quelle. Die Sensoren erkennen ein Hindernis auf dem Weg und der Roboter ändert die Bewegungsrichtung. Um dies zu tun einfacher Roboter Mit Ihren eigenen Händen müssen Sie kein „einzelnes Gehirn“ oder eine höhere technische Ausbildung haben. Es reicht aus, alles zu kaufen (und einige Teile sind zur Hand zu finden). notwendige Details einen Roboter zu erschaffen und nach und nach alle Chips, Sensoren, Sensoren, Drähte und Motoren anzuschließen.
Schauen wir uns die Option eines Roboters an, der aus einem Vibrationsmotor eines Mobiltelefons, einem leeren Akku, doppelseitiges Klebeband und... eine Zahnbürste.
Um mit der Herstellung dieses einfachen Roboters aus verfügbaren Materialien zu beginnen, nehmen Sie Ihr altes, unnötiges Mobiltelefon und entfernen Sie den Vibrationsmotor daraus. Nehmen Sie anschließend eine alte Zahnbürste und schneiden Sie den Kopf mit einer Stichsäge ab. An Oberteil
Kleben Sie die Köpfe der Zahnbürste mit einem Stück doppelseitigem Klebeband und darauf einen Vibrationsmotor. Es bleibt nur noch, den Mini-Roboter mit Strom zu versorgen, indem neben dem Vibrationsmotor ein leerer Akku installiert wird. Alle! Unser Roboter ist bereit – durch Vibration bewegt sich der Roboter auf den Borsten vorwärts.
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Es imitiert perfekt echte Lebewesen, die mit uns auf unserem Planeten leben. Die Herstellung eines solchen Roboters ist nicht schwierig, aber Sie müssen Lust und einige Fähigkeiten im Bereich der Elektronik haben.
Materialien und Werkzeuge:
- ein Stück Kupferdraht;
- zwei AA-Batteriehalter;
- zwei monolithische Keramikkondensatoren mit jeweils 0,22 mF;
- ein Widerstand mit einem Nennwert von 3,3 M;
- 74НСТ240 Oktal-Inverter-Chip für acht Kanäle (eins);
- 20-poliger DIP 74ХХ240 oder 74ХХ245 (eins);
- Servomotor (eins);
- schalten;
- ein Kunststoffzahnrad;
- Kabelverbinder.
Herstellungsprozess:
Schritt eins. Ausrüstungsvorbereitung
Sie müssen ein Plastikzahnrad nehmen und es in zwei gleiche Teile schneiden. Dann müssen Sie das Horn entfernen und es mit Klebstoff an einem Halbkreis befestigen.
Schritt zwei. Motorumbau Der Servomotor muss so umgestaltet werden, dass er nur noch rotierend funktioniert. Dann müssen Sie es darauf kleben Kupferdraht
Auch in dieser Phase benötigen Sie Plastikstrohhalm passenden Durchmesser, es muss auf den Halbkreis geklebt werden. Anschließend wird das Servomotorhorn an seinem ursprünglichen Platz platziert. Anschließend muss der Kupferdraht aufgelegt werden Kunststoffrohr. Zu diesem Zeitpunkt können die Arbeiten als abgeschlossen betrachtet werden.
Schritt drei. Roboterbeine erstellen und installieren
Als Beine verwendet Kupferdraht, es muss wie im Bild gezeigt gebogen werden. Dann klebt der Autor die Pfoten auf die Halbkreise. Sie können jetzt auch Batteriehalter auf den Stellmotor kleben.
Schritt vier. Arbeiten mit Elektronik
Vielleicht ist dies der schwierigste und entscheidendste Moment. Das gesamte System muss eindeutig angeschlossen werden, wie im Diagramm angegeben. Sofort nach dem Anschließen ist der Roboter betriebsbereit und kann getestet werden.
Durch Ändern des Winkels der Pfoten können Sie dies erreichen verschiedene Eigenschaften vom Roboter. Sie können es schneller oder langsamer machen. Sie können den Roboter auch ausrüsten zusätzliche Elemente Steuern Sie beispielsweise einen Schnurrbart, um ein Hindernis zu erkennen. Der Roboter kann auch mit Augen in Form von LEDs ausgestattet werden, wodurch eine noch realistischere Ähnlichkeit mit einem Lebewesen entsteht.
Sie müssen einen solchen Roboter starten flache Oberfläche. Um ein Verrutschen seiner Beine zu verhindern, können Sie an den Enden Cambrics anbringen.
Laufroboter sind eine Klasse von Robotern, die die Bewegung von Tieren oder Insekten nachahmen. Typischerweise nutzen Roboter zur Fortbewegung mechanische Beine. Die Fortbewegung mit Hilfe der Beine hat eine Jahrmillionen lange Geschichte. Im Gegensatz dazu begann die Geschichte der Bewegung mit Hilfe des Rades vor 10.000 bis 7.000 Jahren. Das Fahren mit Rädern ist recht effektiv, erfordert jedoch relativ glatte Straßen. Schauen Sie sich einfach ein Luftbild einer Stadt oder ihrer Vororte an, um ein Netz miteinander verflochtener Straßen zu erkennen.
Der Zweck der Schaffung von Laufrobotern
Laufroboter können sich über unwegsames Gelände bewegen, das für herkömmliche Radfahrzeuge unzugänglich ist. Laufroboter werden normalerweise für einen ähnlichen Zweck entwickelt.
Nachahmung des Lebens
Fortschrittliche Laufroboter ahmen die Bewegungen von Insekten, Krebstieren und manchmal auch Menschen nach. Zweibeinige Roboterkonstruktionen sind selten, da ihre Implementierung komplexe technische Lösungen erfordert. Ich habe vor, das Bipedal-Roboter-Projekt in meinem nächsten Buch mit vorläufigem Titel zu untersuchen Pic-Robotik. In diesem Kapitel werden wir einen sechsbeinigen Laufroboter bauen.
Sechs Beine – Dreibeingang
Anhand eines Modells mit sechs Beinen können wir den berühmten Dreibeingang, also mit Unterstützung auf drei Beinen, demonstrieren, den die meisten Lebewesen verwenden. In den folgenden Abbildungen zeigt der dunkle Kreis an, dass der Fuß fest auf dem Boden steht und das Gewicht des Lebewesens trägt. Ein heller Kreis bedeutet, dass das Bein angehoben und in Bewegung ist.
In Abb. Abbildung 11.1 zeigt, dass wir uns in der „stehenden“ Position befinden. Alle Füße ruhen auf dem Boden. Aus der Position des „Stehens“ heraus entscheidet sich unser Wesen, vorwärts zu gehen. Um einen Schritt zu machen, hebt es drei seiner Beine an (siehe helle Kreise in Abbildung 11.2) und verlagert sein Gewicht auf die drei verbleibenden Beine (dunkle Kreise). Beachten Sie, dass die Beine, die das Gewicht tragen (dunkle Kreise), in der Form eines Stativs (Dreiecks) angeordnet sind. Diese Position ist stabil und unser Wesen kann nicht fallen. Die anderen drei Beine (offene Kreise) können sich vorwärts bewegen und tun dies auch. In Abb. Abbildung 11.3 zeigt den Bewegungsmoment der angehobenen Beine. An diesem Punkt verlagert sich das Gewicht des Lebewesens von stationären auf bewegliche Beine (siehe Abbildung 11.4). Beachten Sie, dass das Gewicht der Kreatur immer noch durch die dreieckige Anordnung der Stützbeine getragen wird. Dann werden die anderen drei Beine auf die gleiche Weise neu angeordnet und der Zyklus wiederholt sich. Diese Transportart heißt Stativgang, da das Gewicht des Körpers des Lebewesens jederzeit durch die dreieckige Stellung der Standbeine getragen wird.
Reis. 11.1. Dreibeiniger Gang. Ausgangsstellung
Reis. 11.2. Dreibeiniger Gang, erster Schritt nach vorne
Reis. 11.3. Dreibeiniger Gang, zweite Bewegung, Schwerpunktverlagerung
Reis. 11.4. Dreibeiniger Gang, dritter Satz
Einen Laufroboter bauen
Es gibt viele Modelle kleiner aufziehbarer Laufspielzeuge. Diese Spielzeug-„Fußgänger“ bewegen ihre Beine mithilfe von Nockenmechanismen auf und ab und vor und zurück. Obwohl solche Konstruktionen durchaus zum „Gehen“ fähig sind und einige dies auch recht flink tun, ist es unser Ziel, einen Laufroboter zu entwickeln, der keine Nockenmechanismen verwendet, um Schrittbewegungen zu simulieren.
Wir werden einen Roboter bauen, der einen Stativgang simuliert. Der in diesem Kapitel beschriebene Roboter benötigt zum Bewegen drei Servos. Es gibt weitere sechsbeinige und vierbeinige Modelle von Laufrobotern, die dies erfordern höhere Abschlüsse Freiheit in deinen Füßen. Dementsprechend ist die Präsenz mehr Freiheitsgrade erfordern mehr Kontrollmechanismen für jedes der Beine. Werden hierfür Servomotoren eingesetzt, sind pro Bein zwei, drei oder sogar vier Motoren erforderlich.
Die Notwendigkeit einer solchen Anzahl von Servomotoren (Antrieben) ergibt sich aus der Tatsache, dass mindestens zwei Freiheitsgrade erforderlich sind. Einer dient zum Absenken und Anheben des Beins, der andere zum Vor- und Zurückbewegen.
Laufroboter mit drei Servomotoren
Der Laufroboter, den wir herstellen werden, ist ein Kompromiss in Design und Design und benötigt nur drei Servos. Aber auch in diesem Fall sorgt es für Bewegung im Stativgang. Unser Design verwendet drei leichte HS300-Servomotoren (Drehmoment 1,3 kgf) und einen 16F84-04-Mikrocontroller.
Gerätebedienung
Bevor wir mit dem Bau des Roboters beginnen, schauen wir uns den fertigen Roboter an, der in Abb. 11.5 und analysieren Sie, wie sich der Roboter bewegt. Der in dieser Konstruktion verwendete Dreibeingang ist nicht der einzig mögliche.
Reis. 11.5. Der sechsbeinige Wanderer ist bereit für einen Spaziergang
An der Vorderseite des Roboters sind zwei Servomotoren angebracht. Jeder der Servomotoren steuert die Bewegung der Vorder- und Hinterbeine auf der entsprechenden Seite des Roboters. Das Vorderbein ist direkt am Rotor des Servomotors befestigt und kann hin und her geschwenkt werden. Das Hinterbein ist über eine Stange mit dem Vorderbein verbunden. Durch den Zug folgt das Hinterbein der Hin- und Herbewegung des Vorderbeins. Die beiden zentralen Beine werden von einem dritten Servomotor gesteuert. Dieser Servomotor dreht die zentralen Beine entlang der Längsachse in einem Winkel von 20° bis 30° im und gegen den Uhrzeigersinn, wodurch der Roboter nach rechts oder links geneigt wird.
Anhand der Informationen über den Beinantriebsmechanismus werden wir nun untersuchen, wie sich unser Roboter bewegen wird. Schauen wir uns Abb. an. 11.6. Wir beginnen in der Ruheposition. Jeder Kreis markiert die Position eines Beins. Wie im vorherigen Fall zeigen dunkle Kreise die Position der Stützbeine. Beachten Sie, dass die Mittelbeine in der Ruheposition keine Stützbeine sind. Diese Beine sind 3 mm kürzer als die Vorderbeine und Hinterbeine.
Reis. 11.6. Phasen der Hexapod-Bewegung
In Position A drehen sich die zentralen Beine im Uhrzeigersinn in einem Winkel von etwa 20° aus der Mittelposition. Dadurch neigt sich der Roboter nach rechts. In dieser Position wird das Gewicht des Roboters von den rechten Vorder- und Hinterbeinen sowie dem linken Mittelbein getragen. Dies ist die oben beschriebene Standard-Stativposition. Da das linke Vorder- und das linke Hinterbein „in der Luft“ sind, können sie nach vorne bewegt werden, wie in Abb. 11.6, Position B dargestellt.
In Position C drehen sich die zentralen Beine gegen den Uhrzeigersinn in einem Winkel von etwa 20° aus der Mittelposition. Dadurch neigt sich der Roboter nach links. In dieser Position wird das Gewicht des Roboters auf die linken Vorder- und Hinterbeine sowie das rechte Mittelbein verteilt. Jetzt tragen die rechten Vorder- und Hinterbeine keine Last und können nach vorne bewegt werden, wie in Pos. D Abb. 11.6.
In Position E kehren die Mittelbeine in die Mittelposition zurück. In dieser Position „steht“ der Roboter aufrecht und verlässt sich nur auf seine Vorder- und Hinterbeine. In Position F bewegen sich die Vorder- und Hinterbeine gleichzeitig nach hinten bzw. der Roboter vorwärts. Dann wird der Bewegungszyklus wiederholt.
Dies war die erste Gehmethode, die ich zu reproduzieren versuchte, und dieses System funktioniert. Sie können andere Modelle von Laufmustern entwickeln, verbessern und konstruieren, mit denen Sie experimentieren können. Ich überlasse es Ihnen, Wege zu finden, wie Sie rückwärts gehen (rückwärts gehen) und nach rechts und links abbiegen können. Ich werde diesen Roboter weiter verbessern, indem ich Sensoren für Wände und Hindernisse sowie Möglichkeiten zum Rückwärts- und Wenden hinzufüge.
Roboterdesign
Als Basis für den „Körper“ des Roboters habe ich ein Aluminiumblech mit den Maßen 200x75x0,8 mm genommen. Die Servomotoren sind an der Vorderseite der Platte angebracht (siehe Abbildung 11.7). Die Markierungen der Löcher für die Servomotoren sollten aus der Zeichnung kopiert und auf ein Aluminiumblech übertragen werden. Durch ein solches Kopieren wird die Genauigkeit der Position der Löcher für die Montage der Servomotoren sichergestellt. Etwas dahinter liegen vier Löcher mit einem Durchmesser von 4,3 mm Mittellinie und sind für die Montage des zentralen Stellmotors vorgesehen. Diese vier Löcher sind zum rechten Rand versetzt. Dies muss so erfolgen, dass der Flansch des zentralen Stellmotors genau in der Mitte des „Körpers“ liegt. Zwei hintere Löcher dienen der beweglichen Befestigung der Hinterbeine.
Reis. 11.7. Die Basis des „Körpers“
Um die Mittelpunkte der Bohrlöcher zu markieren, müssen Sie einen Körner verwenden. Andernfalls kann es beim Bohren von Löchern dazu kommen, dass der Bohrer „wegfliegt“. Wenn Sie keinen Schlag haben, können Sie als guten Ersatz einen scharfen Nagel verwenden.
Die Beine des Roboters bestehen aus 12 mm breitem und 3 mm dickem Aluminiumband (siehe Abb. 11.8). In die Vorderbeine sind vier Löcher gebohrt. In die Hinterbeine sind zwei Löcher gebohrt: eines für die bewegliche Befestigung und das andere für die Befestigung der Stange. Bitte beachten Sie, dass die Hinterbeine 6 mm kürzer sind als die Vorderbeine. Dies liegt daran, dass die Höhe des Servomotorflansches, an dem die Vorderbeine befestigt sind, über dem allgemeinen Niveau der Platte berücksichtigt werden muss. Durch die Verkürzung der Hinterbeine wird die Plattform nivelliert.
Reis. 11.8. Vorder- und Hinterbeindesign
Nachdem Sie die erforderlichen Löcher gebohrt haben, müssen Sie den Aluminiumstreifen entlang biegen in der erforderlichen Form. Spannen Sie die Leiste seitlich der Bohrlöcher im Abstand von 70 mm in einen Schraubstock ein. Drücken Sie die Platte nach unten und biegen Sie sie im 90°-Winkel. Am besten presst man die Platte direkt neben die Schraubstockbacken. In diesem Fall biegt sich die Platte in einem Winkel von 90°, ohne dass die Gefahr besteht, dass der „unterste“ Teil des Beins verbogen wird.
Die Mittelbeine bestehen aus einem Stück Aluminium (siehe Abb. 11.9). Bei der Befestigung am Roboter sind die Mittelbeine 3 mm kürzer als die Vorder- und Hinterbeine. In der Mittelstellung berühren sie daher nicht den Boden. Diese Beine dienen dazu, den Roboter nach rechts und links zu neigen. Wenn sich der zentrale Servomotor dreht, neigen die Beine den Roboter in einem Winkel von etwa ±20°.
Reis. 11.9. Mittelbeine
Bei der Herstellung der Mittelbeine werden zunächst drei zentrale Löcher für den Servomotorflansch in einen Aluminiumstreifen mit den Maßen 3x12x235 mm gebohrt. Dann wird der Aluminiumstreifen in einem Schraubstock befestigt und die Backen des Schraubstocks entlang der Oberkante sollten den Streifen in einem Abstand von 20 mm von der Streifenmitte fixieren. Klemmen Sie den Streifen mit einer Zange etwa 12 mm von der Oberkante des Schraubstocks entfernt ein. Drehen Sie den Aluminiumstreifen vorsichtig im 90°-Winkel, während Sie den Griff der Zange beibehalten. Führen Sie den Vorgang ziemlich langsam durch, sonst kann die Platte leicht zerbrechen. Drehen Sie die Platte auf die gleiche Weise auf der anderen Seite.
Nachdem die 90°-Drehung erfolgt ist, biegen Sie die Platte zusätzlich an zwei Stellen um 90°, wie wir es bei den Vorder- und Hinterbeinen gemacht haben.
Einbau von Servomotoren
Die vorderen Servos werden mit 3-mm-Kunststoffschrauben und -muttern an der Aluminiumbasis befestigt. Ich habe mich für Kunststoffschrauben entschieden, da diese leicht gebogen werden können, um kleine Fehlausrichtungen zwischen den in die Platte gebohrten Löchern und den Servobefestigungslöchern auszugleichen.
Die Beine werden am Kunststoffflansch des Servomotors befestigt. Hierfür habe ich 2mm Schrauben und Muttern verwendet. Stellen Sie beim Anbringen des Flansches an der Servomotorwelle sicher, dass sich jedes Bein im gleichen Winkel von der durchschnittlichen senkrechten Position hin und her bewegen kann.
Stangendesign
Der Stab zwischen den Vorder- und Hinterbeinen besteht aus einem Stab mit 3 mm Gewinde (siehe Abb. 11.10). Das ursprüngliche Design hat eine Stablänge von 132 mm von Mitte zu Mitte. Die Stange passt in Löcher an den Vorder- und Hinterbeinen des Roboters und kann mit ein paar Muttern befestigt werden.
Reis. 11.10. Detaillierte Zeichnung des Scharniers und der Stange
Vor der Installation der Traktion müssen die Hinterbeine des Roboters an der Basis befestigt werden. Die Hinterbeinhalterung besteht aus einer 9,5-mm-Gewindeniete und einer Maschinenschraube. Die detaillierte Beinbefestigung ist in Abb. dargestellt. 11.10. Unter der Basis müssen Kunststoffscheiben angebracht werden, die den Zwischenraum ausfüllen unten Sockel und Schraubenkopf. Dieses Design stellt sicher, dass das Bein an der Basis befestigt ist, ohne zu „baumeln“. Um die Reibung zu verringern, können Sie Kunststoffscheiben verwenden. Verwenden Sie nicht zu viele Unterlegscheiben – dies führt zu übermäßigem Druck des Fußes auf die Oberfläche der Unterlage. Das Bein sollte sich im Gelenk völlig frei drehen können. In Abb. 11.11 und 11.12 zeigen Fotos eines teilweise zusammengebauten sechsbeinigen Roboters.
Reis. 11.11. Hexapod – ventrale Ansicht. Vorne sind zwei Servomotoren
Reis. 11.12. Teilmontierter Hexapod mit zwei Frontservos
Zentraler Stellmotor
Zur Befestigung des zentralen Stellmotors benötigen Sie zwei L-förmige Halterungen (siehe Abb. 11.13). Bohren Sie entsprechende Löcher in die Aluminiumstreifen und biegen Sie diese im 90°-Winkel, um Halterungen zu erhalten. Befestigen Sie zwei L-förmige Halterungen mit Kunststoffschrauben und Muttern am mittleren Servomotor (siehe Abbildung 11.14). Befestigen Sie dann die mittlere Servomotorbaugruppe an der Unterseite der Basis. Richten Sie die vier Löcher an der Basis mit den Löchern an der Oberseite der L-Halterungen aus. Befestigen Sie die Teile mit Kunststoffschrauben und Muttern aneinander. In Abb. 11.15 und 11.16 zeigen Fotos der Ober- und Unteransicht des sechsbeinigen Roboters.
Reis. 11.13. Zentrale Servomotorhalterung
Reis. 11.14. Mittelmotorbaugruppe mit Montagehalterungen und Mittelbeinen
Reis. 11.15. Hexapod – Ansicht von unten mit drei Servos
Reis. 11.16. Hexapod montiert. Die Struktur ist für den Einbau einer elektronischen Steuerung vorbereitet
Elektrischer Teil
In Abb. Abbildung 11.17 zeigt ein Diagramm zur Steuerung von Servomotoren mithilfe eines PIC-Mikrocontrollers. Die Servomotoren und der Mikrocontroller werden von einer 6-V-Batterie gespeist. Das 6-V-Batteriefach enthält 4 AA-Zellen. Die Mikrocontroller-Schaltung ist auf einem kleinen zusammengebaut Steckbrett. Das Batteriefach und die Schaltkreise sind oben am Aluminiumsockel befestigt. Abbildung 11.5 zeigt fertiges Design Roboter bereit, sich zu „bewegen“.
Reis. 11.17. Schematische Darstellung Steuerung eines sechsbeinigen Roboters
Programm für Mikrocontroller
Der Mikrocontroller 16F84 steuert den Betrieb von drei Servomotoren. Verfügbarkeit große Zahl Ungenutzte I/O-Busse und Platz für das Programm bieten die Möglichkeit, das grundlegende Robotermodell zu verbessern und zu modifizieren.
PICBASIC-Programm
„Sechsbeiniger Laufroboter.“
„Verbindungen
„Linker Servomotor Pin RB1
„Rechter Servomotor Pin RB2
„Neigungsservomotor Pin RB0
„Gehen Sie nur vorwärts.“
für B0 = 1 bis 60
Pulsout 0,155 ‚Im Uhrzeigersinn kippen, rechte Seite anheben
Pulsout 1, 145 ‚Linke Beine an Ort und Stelle
Pulsout 2, 145 ‚Rechte Beine bewegen sich nach vorne
für B0 = 1 bis 60
Pulsout 0, 190 ‚Gegen den Uhrzeigersinn kippen, linke Seite anheben
Pulsout 1, 200 ‚Linke Beine bewegen sich nach vorne
Pulsout 2, 145 ‚Rechte Beine behalten die Vorwärtsposition bei
für B0 = 1 bis 15
Pulsout 1, 200 ‚Linke Beine behalten die Vorwärtsposition bei
Pulsout 2.145 „Rechte Beine behalten die Vorwärtsposition bei
für B0 = 1 bis 60
Pulsout 0, 172 ‚Mittelstellung, keine Neigung
Pulsout 1, 145 ‚Linke Beine nach hinten bewegen
Pulsout 2, 200 ‚Bewege das rechte Bein nach hinten
Nicht alle Servos reagieren gleich auf den Pulsout-Befehl. Es ist möglich, dass Sie zum Erstellen eines Roboters Servomotoren kaufen, deren Eigenschaften sich geringfügig von denen unterscheiden, die ich verwendet habe. Beachten Sie in diesem Fall, dass die Parameter des Pulsout-Befehls, der die Position des Servomotorrotors bestimmt, angepasst werden müssen. In diesem Fall ist es notwendig, numerische Werte der Pulsout-Parameter auszuwählen, die dem Typ des Servomotors entsprechen, der in Ihrem Entwurf eines sechsbeinigen Roboters verwendet wird.
Dieses PICBASIC-Programm ermöglicht es dem Roboter, sich nur in Vorwärtsrichtung zu bewegen. Durch eine geringfügige Änderung des Programms kann der Designer jedoch dafür sorgen, dass sich der Roboter rückwärts bewegt und nach rechts und links dreht. Durch die Installation mehrerer Berührungssensoren kann der Roboter über das Vorhandensein von Hindernissen informiert werden.
Liste der Konstruktionsteile für Laufroboter
Servomotoren
Mikrocontroller 16F84
Aluminiumstreifen
Aluminiumblech
Stangen und Muttern mit 3 mm Gewinde
Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben aus Kunststoff
Teile können bestellt werden bei:
Gehhilfen aus Büroklammern und einem Motor sind nicht einfach selbstgemachtes Spielzeug, sondern auch ein ganzes Arsenal an technologischen Techniken und ingenieurwissenschaftlichem Denken.
Einen solchen Roboter mit eigenen Händen herzustellen ist nicht nur interessant, sondern entwickelt sich auch weiter Feinmotorik Finger, aber für ein Kind wird es eine Offenbarung sein – schließlich entsteht ein echter Laufroboter aus dem Nichts!
Um mit Ihren eigenen Händen einen einfachen Arbeitsroboter aus gewöhnlichen Büroklammern zusammenzubauen, benötigen Sie mehrere einfache und leicht zugängliche Materialien. Dies sind zum einen die Metallklammern selbst sowie ein kleines Werkzeugset. Als Werkzeuge benötigen Sie einen Lötkolben, Lötzinn, eine Zange, einen Drahtschneider, eine Rundzange sowie einen kleinen Elektromotor mit Getriebe und einen Akku dafür.
Zuerst müssen Sie aus einer langen und dicken Büroklammer einen Stützrahmen herstellen, das heißt, ihn zu einem Rechteck biegen und seine Enden sicher mit Lot verlöten. Auf diesem Rahmen werden während des Montageprozesses Teile und Elemente des Roboters montiert.
Als nächstes müssen Sie Schlaufen herstellen, an denen die Beine des Roboters befestigt werden. Sie müssen mit einem Lötkolben an den rechteckigen Rahmen gelötet werden. Anschließend werden aus Büroklammern die kleinen Beine des Laufroboters gebastelt. In diesem Fall empfiehlt es sich, zunächst die komplexen Vorderbeine zu montieren und dann den Rest.
Nachdem Sie die Gliedmaßen des Roboters zusammengebaut haben, müssen Sie mit der Herstellung beginnen Kurbelwelle. Die Klemme dafür muss stark und absolut eben sein.
Die Kurbelwelle sollte sorgfältig mit einer Zange und einer Rundzange vorbereitet werden. Wenn die Welle fertig ist, sollte sie vorsichtig auf das Motorzahnrad aufgesetzt werden. Anschließend werden spezielle Verbindungsstangen hergestellt, mit denen die Beine des Roboters verbunden werden Kurbelwelle. Anschließend wird das Zahnrad mit der Kurbelwelle verlötet.
Anschließend werden eine Batterie und ein Schalter am Roboterrahmen installiert. Wenn alles richtig gemacht ist, beginnt der Roboter zu laufen.
Hier finden Sie eine Videoanleitung, wie Sie mit Ihren eigenen Händen einen selbstgebauten Laufroboter aus Büroklammern herstellen. Sehen Sie sich diese an, wenn Sie etwas aus dem Artikel nicht verstehen.
Mikrocontroller ermöglichen es Ihnen kleine Menge weitere Details, verwalten recht komplexe Mechanismen – Förderbänder, Automatisierung und andere Module. Aber in diesem Fall handelt es sich um einen einfachen Laufroboter-Spielzeug, bei dem die gesamte Steuereinheit auf ein kleines Brett passt. Dieser Hexapod war ursprünglich so einfach wie möglich konzipiert und erforderte keine zusätzlichen Module und Blöcke. Das gesamte Gehirn ist auf einem PIC16F887-Mikrocontroller montiert, der von drei zylindrischen angetrieben wird Lithium-Ionen-Batterien von einem Laptop, TowerPro SG90-Servomotoren. Die den Servos zugeführte Spannung beträgt 4,8 V (da sie mit einer Spannung von 4,8-6 V betrieben werden). Im Bauch des Roboters befinden sich nicht nur Batterien, sondern auch ein einstellbarer Spannungsstabilisator am LD1084, der 4,8 V liefert, die Mikroschaltung selbst ist auf einem kleinen Heizkörper verbaut, der sich zwar nicht stark erwärmt, dafür aber sorgt wird von einem Kühler geblasen, da sich darin ein kleiner befindet Innenraum.. Der Roboter wird von einer selbstgebauten Fernbedienung über einen Bluetooth-Funkkanal gesteuert; Sie können ihn auch von einem Computer oder Smartphone aus steuern. Die Fernbedienung ist auf PIC16F873A gefertigt, das Bluetooth-Modul ist fertig, Modell HC-05. Die Batterie für die Fernbedienung wurde entnommen Mobiltelefon, bei 4,2 V. Der Zeitaufwand für die Entwicklung dieses Laufroboters beträgt von der Idee bis zum Ergebnis etwa 1,5 Monate.
Foto des fertigen Roboters
