Схема по управлению шасси робота. Самодельный робот: Шасси и управление приводами робота

« « Шасси для робота за 200 рублей

Всякий робототехник, приступая к созданию робота, задумывается о шасси . Перед вами гениальная своей простотой и дешевизной идея изготовления шасси для робота из китайских машинок.

Для создания шасси нам потребуются два самых отвратительных китайских игрушечных танка на электротяге . Они совсем не обязаны уметь поворачивать - так гораздо дешевле.

Неприглядность несёт в себе два плюса: низкая цена и отсутствие жалости во время разбора танков.

Как предупреждает идеи, такие дешёвые детища китайской промышленности воняют аццки, потому жалко их не будет.

Итак, танки-доноры у нас есть. Поехали!

Снимаем крышки с танков-доноров.

Отсеки для батареек нам ещё пригодятся, потому просто очищаем их от лишней пластмассы.

Нам пригодятся оба отсека (от каждого танка).

Склеиваем отсеки для батареек вместе.

Откусываем-отпиливаем оси по самые редукторы, чтобы из одного танкового шасси получить половину шасси для робота.

Две шестерни, использовавшиеся для качания дулом, удалены за ненадобностью.

» ШАССИ ДЛЯ РОБОТА МИНИ-СУМО ЧАСТЬ1

ШАССИ ДЛЯ РОБОТА МИНИ-СУМО ЧАСТЬ1

ШАССИ ДЛЯ РОБОТА МИНИ-СУМО. Начинаем публиковать статью по изготовлению робота мини-сумо. Статья состоит из нескольких частей, в каждой из которых приводиться подробная инструкция по сборке. В этой части приводиться описание по сборке шасси робота. В интернете очень много информации, в которой есть описания тех или иных роботов. Эти статьи включают фотографии собранного робота, видеосъёмку его в движении, а также программный код. Но, как правило, мы видим уже готовые экземпляры, а сам процесс создания «от идеи-до модели», остается за кадром. Порой именно такого подробного изложения не хватает и затрудняет повторение конструкций приводимых в журналах или на сайтах. Хочу вам предложить материал по самостоятельной разработке шасси робота для соревнований мини-сумо. Информация будет очень полезна всем начинающим разработчикам, а также школьникам или студентам. Возможно, и опытные конструкторы смогут найти для себя интересные идеи, тем более что данный робот был изготовлен из доступных и подручных материалов, а купленные детали достаточно не дорогие.

1.ПРАВИЛА СОРЕВНОВАНИЙ.

Для начала нам необходимо ознакомится с правилами соревнований по мини-сумо. Они здесь . Теперь мы знаем, что размеры нашего будущего робота, и его выступающих частей на момент старта, не должны превышать 10х10 см.

2.ПОДГОТОВКА ДЕТАЛЕЙ.

На данном этапе необходимо определится с элементарной базой, это то из каких деталей будет состоять наш робот: двигатели, колеса, плата микроконтроллера, датчики линии и т.д.

3.ДВИГАТЕЛИ И КОЛЁСА.

Двигатели выбираем с редуктором, и небольшим передаточным числом. Китайский магазин нам в помощь. Наш робот должен быть в меру быстрым, чтобы не вылететь на скорости с ринга, и достаточно сильным, чтобы вытолкнуть соперника. В качестве колес я взял ролики от слистывающего механизма денежно-счетной машинки. У них оказался подходящий диаметр, и хорошее резиновое покрытие, которое обеспечит необходимое сцепление с поверхностью ринга. Как вы понимаете, колеса могут быть абсолютно любые и из любого материала.

4.ДАТЧИКИ КРАЯ РИНГА.

Для того чтобы наш робот не уехал за границу ринга, нам необходимо оснастить его специальными датчиками (Рис.2) которые не дадут роботу пересечь ее. Принцип работы таких датчиков подробно описан здесь . Но если говорить кратко, их принцип основан на светоотражающих способностях поверхностей. Темная поверхность отражает меньше света, чем светлая. В качестве излучателя света используют инфракрасный светодиод, а в качестве приемника фототранзистор чувствительный к инфракрасному излучению. Ну а черное это или белое, разберется микроконтроллер, но об этом позже.

Изображенные на Рис.2 датчики, трофейные, и взяты из узла контроля бумаги чекового принтера кассового аппарата. Гибкие провода заменены на контакты, для удобства подключения. Могут использоваться и другие датчики, такие как на Рис. 3.

Рис.2 Рис.3.Датчик TCRT5000

Датчик довольно дешевый и очень распространен в интернет-магазинах радиодеталей. Можно сделать свои датчики из отдельных светодиодов и фототранзисторов, только обязательно нужно организовать между ними перегородку, как на рисунке, дабы предотвратить боковое засвечивание транзистора и его ложное срабатывание.

5.ДАТЧИКИ ПРЕПЯТСТВИЯ.

Для обнаружения противника нам нужен датчик, способный обнаружить перед собой препятствие. В робототехнике очень распространены два типа датчиков ультразвуковые и инфракрасные. Самые дешевые датчики - это ультразвуковые. Мы будем использовать именно такой датчик. По габаритам он конечно больше чем инфракрасный, но зато идеально подходит для поставленной задачи, прост в подключении, монтаже и программировании.

Рис. 4 Ultrasonic HC-SR04

Принцип работы такого датчика заключается в отражении ультразвуковой волны от препятствия. У летучих мышей и дельфинов аналогичные сонары. Один глазок нашего датчика излучает ультразвуковую волну, звук долетает до препятствия, отражается от него и этот сигнал принимает второй глазок датчика. Зная время, за которое сигнал вернется назад, несложно вычислить расстояние до препятствия. Не переживайте, нам вычислять ничего не нужно, на плате датчика уже есть микроконтроллер который занимается этими вычислениями. На выходе мы получим чистое значение в сантиметрах или других заданных величинах.

6.ДРАЙВЕР ДВИГАТЕЛЯ.

Любой электрический двигатель является отменным потребителем тока, и напрямую его конечно нельзя подключать к выводам микроконтроллера, микросхема может выйти из строя. Большую нагрузку подключают через мощные транзисторы. Мы бы тоже могли подключить двигатели таким способом, но транзистор может обеспечить прохождение тока только в одном направлении. Для робота, следующего по линии - это идеальный вариант, так как он движется только вперед, но в нашем случае робот мини-сумо должен двигаться и вперед и назад. Одним транзистором тут не обойтись, их понадобится по 4 штуки на каждый двигатель! Поэтому мы не будем искать себе проблем и дополнительных затрат и возьмем готовый драйвер для двух двигателей.

Этот недорогой драйвер рассчитан на ток двигателя 600Ма, в нашем случае этого будет достаточно. Каждая микросхема может крутить двигатель как в одну, так и в другую сторону. Управляется драйвер обычными логическими сигналами и подключается драйвер напрямую к контроллеру. К достоинствами драйвера еще можно отнести возможность использования отдельного источника питания двигателей. Это позволит избежать помех от работающих моторов, а так же использование моторов с питанием больше питания схемы. Ну и управление сигналом ШИМ - это позволит регулировать скорость вращения.

7.ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШАССИ.

Настало время для творческой работы. Чтобы создать легкий и прочный корпус нам понадобится ПВХ пластик. Что это такое, и где его взять? ПВХ пластик это легкий, достаточно прочный и хорошо обрабатываемый материал белого цвета. Он широко применяется у рекламщиков, они используют его как основу для наклейки пленки Oracle с отпечатанным изображением. А обрезки у них есть всегда! Просто просим чуть-чуть.

Нам еще понадобится канцелярский нож, двусторонний скотч, супер клей, тонкий картон, наждачная бумага и железная линейка. Пластик ПВХ отлично режется ножом и прочно склеивается супер клеем. Швы и неровности легко обрабатываются наждачной бумагой. Для чертежей мы будем использовать обычный лист из школьной тетради в клетку. Первое что мы сделаем - это разметим основу робота и постараемся разместить все наши элементы на прямоугольнике со сторонами 9,5х9,5 см. Вы спросите, почему у нас сторона не 10см как в правилах? Поверьте, лучше сделать чуть меньше указанных размеров, так как если размеры будут чуть больше, то наш робот просто не пройдет квалификационный отбор. Ну, если очень хочется, то можно и по размерам 10х10см.

У нас получилась заготовка размером 9,5х8 см. Это будет у нас рама или днище. Недостающие 1,5 сантиметра с одной стороны мы используем для размещения датчиков края ринга. Колеса мы размещаем так, чтобы они были вровень с боковыми частями корпуса и не выступали наружу. Чем меньше выступающих частей, тем сложнее противнику будет за что либо зацепиться.

По нашему шаблону вырезаем выкройки из картона. Закрепляем двигатели при помощи двусторонней липкой ленты и проектируем боковые стенки. Я решил сделать корпус робота в виде «зубила», уже можно назвать это классикой у роботов мини-сумо. Но вы можете выбрать совершенно любой дизайн. Можно экспериментировать сколько угодно, картона хватит на все эксперименты.

Ну вот, наш картонный макет готов и все детали подогнаны. Можно приступать к изготовлению их из пластика.

ВАЖНО! Канцелярский нож очень острый! Будьте предельно аккуратны. Ручка ножа должна быть удобной и плотно сидеть в руке. Не стоит оставлять детей без присмотра во время работы острыми и опасными инструментами !

Не забывайте, что у пластика есть своя толщина и ее обязательно нужно учитывать при моделировании, чтобы не выйти за планируемые размеры. Толщина моего пластика составляет 3 мм, и если я приклею боковые стенки как показано на Рис. 9, то ширина моего робота составит чуть больше 10 см.

Если клеить боковые стенки сверху, Рис. 10, то мы получим некрасивый шов на всю длину. Конечно, его можно зашкурить, но если вы уже вырезали колесные арки, мы столкнемся с еще одной проблемой - арка будет выглядеть овальной, что так же выглядит плохо.

На Рис. 11 показано как мы поступим. От основания отрезается полоска шириной равной толщине листа пластика.

Эта же полоска пойдет в дело, как усилитель шва. Рис. 12.

Рис.12. Рис.13.

После того как клей окончательно высохнет, обрабатываем шов наждачной бумагой. Кстати супер клей или гель, может выступать в качестве шпаклевки. Достаточно еще раз промазать шов снаружи и дать ему высохнуть, затем зашкурить. После покраски шов видно не будет.

Размечаем место под двигатели и приклеиваем их. Предварительно к двигателям припаиваем провода, потом это будет сделать не просто. Рис. 13

Теперь закрепляем датчики края ринга как показано на Рис. 14. Снизу мы приклеиваем опорную планку, она будет служить третьей точкой опоры, и будет скользить по поверхности ринга. Максимальный контакт с поверхностью даст нам преимущество как можно ниже подлезть под противника.

В центре есть еще много места для установки дополнительных датчиков, скажем, еще трех. В перспективе, после этого можно будет смело запускать робота следовать по линии.

Продолжаем макетировать. На этот раз делаем «таран» с местом для датчика расстояния. Обратите внимание, на Рис. 16 двигатели уже закрыты пластиком. Это предотвратит случайные замыкания на поверхности двигателей и защитит редукторы от пыли. Но и дополнительная фиксация самих двигателей не помешает. Желательно капнуть на редукторы по капле смазки до момента их полного закрытия пластиком.

После окончательной подгонки размеров, вырезаем пластину «тарана» из пластика. Формируем подставочки для датчика расстояния и приклеиваем на место.

Вот так у нас выглядит законченный вариант корпуса для робота мини сумо. Осталось подготовить его к покраске, замотав колеса, датчики и провода малярной лентой. Пластик очень хорошо красится. Для покраски возьмем баллончик с черной матовой краской.

Продолжение во второй части.

Если у ВАС возникли вопросы пишите на ФОРУМЕ или в Online чат по робототехнике мы их обсудим!

Внимание! Полное либо частичное копирование материала без разрешения администрации запрещено!

Платформа, отвечающая ряду требований: свободное движение, возможность установки дополнительного оборудования и расширения возможностей, а также умеренная стоимость. Вот такую робот- платформу или, просто, гусеничное шасси я и буду делать. Инструкцию, естественно, выкладываю вам на суд.

Нам понадобится:

Tamiya 70168 сдвоенный редуктор (можно поменять на 70097)
- Tamiya 70100 набор катков и гусениц
- Tamiya 70157 площадка для крепления редуктора (можно заменить на кусочек фанеры 4 мм)
- Небольшие куски листовой оцинковки
- Фанера 10 мм (небольшой кусочек)
- Arduino Nano
- DRV 8833
- LM 317 (стабилизатор напряжения)
- 2 светодиода (красный и зеленый)
- Резисторы 240 Ом,2х 150 Ом, 1.1 кОм
- Конденсатор 10v 1000uF
- 2 однорядных гребенки PLS-40
- 2 разъема PBS-20
- Катушка индуктивности 68мкГн
- 6 NI-Mn аккумулятора 1.2v 1000mA
- Коннектор папа-мама двух контактный на провод
- Провода разных цветов
- Припой
- Канифоль
- Паяльник
- Болтики 3х40, 3х20, гайки и шайбы к ним
- Болтики 5х20, гайки и усиленные гайки к ним
- Дрель
- Сверла по металлу 3 мм и 6 мм

Шаг 1 режем металл.
Для начала нам нужно вырезать из листового металла (лучше оцинковки) вырезать четыре детали. По две детали на гусеницу. По данной развертке вырезаем две детали:

Точками указаны места, где необходимо просверлить отверстия, рядом указан диаметр отверстия. Отверстия 3 мм нужны для навешивания катком, 6 мм – для продевания сквозь них проводов. После резки и сверления нужно напильником пройти все края, не оставляя острых углов. По пунктирным линиям согнуть на 90 градусов. Будьте внимательны! Гнем первую деталь в любую сторону, а вторую гнем в обратную сторону. Они должны быть симметрично согнутыми. Есть еще один нюанс: необходимо просверлить отверстия под саморезы, крепящие наши пластины к основе. Делать это надо, когда будет готова основа. Прикладыаем заготоку на основу и отмечаем места сверления так, чтобы саморезы попадали в центр ДСП. Делаем еще две детали по второй развертке:

Шаг 2 готовим основу.
Собираем редуктор по прилагающийся инструкции. Прикручиваем его на площадку. Если нет площадки вырезаем из фанеры 4 мм прямоугольник 53х80 мм и крепим на нее редуктор. Берем фанеру 10 мм. Вырезаем два прямоугольника 90х53 мм и 40х53 мм. Внутри маленького прямоугольника вырезаем еще один прямоугольник, так чтобы у нас получилась рамка с толщиной стенок 8 мм.

Скручиваем все как показано на фото:

В углах площадки сверли отверстия 6 мм и вставляем в них наши болтики 5х20 сверху накручиваем усиленные гайки. Они нужны для последующего крепления разных механизмов или плат. Для удобства сразу клеим светодиоды:

Шаг 3 электрика.
Для управления будем использовать Arduino Nano. Драйвер двигателей DVR 883. На монтажной плате собираем все по схеме.

L1 – катушка индуктивности и C1 нужны для стабилизации напряжения Arduino. Резисторы R1 и R2 перед моторами – токоограничивающие, их номинал надо подбирать под конкретные моторчики. У меня нормально работают при 3 Ом. LM317 нужна для заряда аккумуляторов. На вход можно подавать напряжение от 9.5 В до 25 В. R3 – 1.1 кОм R4 – 240 Ом. «Штырьки» слева используются для последующего подключения разного рода устройств (Bluetooth, модуля связи 433 МГц, IR, Servo и др.). Для питания будем использовать 6 аккумуляторов Ni-Mn 1.2v 1000mA спаянных последовательно и смотанных изолентой.

Шаг 4 собираем основу.
Берем нашу основу, на двусторонний скотч клеим на нее плату. Металлические детали по первой развертке нужно прикрутить на меленькие саморезики к основе по бокам, согнутыми частями наружу. Будьте внимательны прикручивать нужно так, чтобы крайнее 6 мм отверстие надевалось на выходную ось редуктора, низ детали должен быть параллелен основе и симметричен по отношения ко второй такой-же детали. В итоге должно получится:

Для придания нашей самоделке эстетичного вида добавим пару деталей. Это необязательно. Из белого пластика вырезаем прямоугольник 110х55 мм и гнем как показано на фото. Хвостик тоже необязателен, но мне понравилось как выглядит и прикольно трясется при движении:

Эта крышка прикрывает редуктор, чтобы в него не попадала грязь, да и шумит он так меньше. Далее тоже из белого пластика вырезаем прямоугольник 52х41 мм. Делаем отверстия для подключения Arduino и кнопки выключения как на фото:

Клеим все это на двусторонний скотч:

Наклейка для красоты.

Эти две детали можно изготовить практически из любого материала, который есть под руками. Это может быть толстый картон (который потом можно раскрасить), ДВП, тонкая фанера или листик пластика любого цвета. Не забываем про аккумуляторы. Приклеим их на двусторонний скотч на правой металлической части основы:

Шаг 5 гусеницы.
Здесь нам понадобятся наши заготовки по второй развертке. В 3 мм отверстия вставляем болтики с полуцилиндрической головкой 3х20. Надеваем шайбы и накручиваем гайки.

Мы ознакомились ZiChip-устройством 105-Bender, научились работать с программой Тюнером и создали несколько несложных сценариев. Для того чтобы двигаться дальше и показать как работает прошивка 105-Bender c моторами нам понадобится тележка.

Для отладки устройства я использовал своего, , но для Вас, читателей блога – это не очень подходящий вариант. Поэтому, было решено взять для демонстрации устройства готовую тележку для проектов на Arduino.

Тележку и модули под этот проект мне предоставил магазин DiyLab . В этом магазине Вы можете приобрести и много других интересных вещей.

Набор тележки выглядит следующим образом

Как Вы понимаете, внешний вид тележки не имеет значения. Можно использовать совсем другую конструкцию. Это может быть тележка с 4-мя приводными колесами или даже гусеничная тележка.

Кроме самой тележки нам еще понадобится:

— плата Arduino (Uno или Nano)
— драйвер двигателя L298N (или другого типа)
— фотоприемник и ИК-пульт (можно использовать бытовой пульт и TSOP4836)
— пьезоизлучатель или небольшой динамик
— светодиод
— макетная плата и соединительные провода (для удобства монтажа)

Сборка тележки и соединение модулей между собой не должны вызвать затруднений. Модули нужно соединять по схеме

Используйте для соединения макетку или сразу соединяйте все проводами – как сделал я. Компоновка модулей зависит только от Вас – делайте как удобней Вам.

В качестве фар использованы 3 ваттные светодиоды с родными коллиматорами. При использовании двух таких светодиодов включенных последовательно, нет необходимости в драйвере для них – при питании от 6 вольт ток не превышает номинала. Можно использовать и одноватные светодиоды. В качестве ключа для мощных светодиодов использован полевой транзистор. Динамик нужно включать через конденсатор 10 – 100 мкФ

Тележка собрана. В следующей статье мы ее запустим и научим подчиняться командам с пульта.

(Visited 4 275 times, 1 visits today)