Rover anfíbio Arduino RC: 39 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Nos últimos meses, temos desenvolvido um rover de controle remoto que pode se mover tanto em terra quanto na água. Embora um veículo com características semelhantes use diferentes mecanismos de propulsão, tentamos alcançar todos os meios de propulsão usando apenas rodas.

O veículo consiste em uma plataforma flutuante com um par de rodas integradas a uma hélice. No coração do sistema está o versátil Arduino UNO, que controla os motores e vários mecanismos.

Siga em frente para ver a transformação entre a forma terrestre e a aquática do Amphibious Rover!

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Etapa 1: usando o Fusion 360 para desenvolver o conceito

Começamos fazendo um esboço deste projeto e logo percebemos a complexidade de construir um veículo espacial anfíbio. A questão central é que estamos lidando com água e mecanismos que atuam, dois aspectos difíceis de combinar.

Portanto, em uma semana, usando o software de modelagem 3D gratuito da Autodesk chamado Fusion 360, desenvolvemos nossos primeiros projetos para reinventar a roda! Todo o processo de modelagem foi fácil de aprender com a ajuda da própria aula de design 3D do Instructables. As etapas a seguir destacam os principais recursos do nosso projeto e fornecem uma melhor compreensão do funcionamento interno do rover.

Etapa 2: Desenvolvendo as rodas

Depois de muito brainstorming, chegamos à conclusão de que seria legal se conseguíssemos usar o sistema de propulsão do rover para trabalhar tanto em terra quanto na água. Com isso, queremos dizer, em vez de duas maneiras diferentes de mover o rover, nosso objetivo era integrar ambos em um mecanismo.

Isso nos levou a uma série de protótipos de rodas que tinham abas que podiam se abrir, dando a elas a capacidade de mover a água com mais eficiência e se impulsionar para frente. Os mecanismos desta roda eram muito complexos e tinham várias falhas, o que inspirou um modelo muito mais simples.

Eureka !! Tivemos a ideia de fundir uma hélice na roda. Isso significava que em terra, ele rolaria suavemente, enquanto na água, a hélice girando o empurraria para frente.

Etapa 3: Criação de um eixo dinâmico

Com essa ideia em mente, precisávamos de uma maneira de ter dois modos:

1. No primeiro, as rodas seriam paralelas (como um carro normal) e o rover rolará na terra.
2. Para o segundo modo, as rodas traseiras terão que girar de forma que fiquem na parte traseira. Isso permitirá que as hélices sejam submersas na água e empurrem o barco para a frente.

Para executar o plano de girar as rodas traseiras, pensamos em montar servo motores aos motores (que estão conectados às rodas) para girá-los para trás.

Como visto na primeira foto (que era nosso modelo inicial) percebemos que o arco criado pelo giro das rodas interferia no corpo e por isso precisava ser removido. No entanto, isso significaria que uma grande parte da fenda estaria aberta para a entrada de água. O que obviamente seria desastroso!

A próxima imagem mostra nosso modelo final, que resolve o problema anterior levantando o corpo acima do plano giratório. Dito isso, uma seção do motor está submersa, mas como este motor tem uma caixa de engrenagens de plástico, a água não é um problema.

Etapa 4: Unidade Pivotante

Esta unidade é o mecanismo por trás da rotação da roda traseira. O motor DC precisava ser conectado ao servo motor, então construímos uma "ponte" que se encaixa no motor e na buzina do servo.

Como o motor tem um perfil retangular quando girado, ele cobre uma área em forma de círculo. Por estarmos lidando com água, não podemos ter mecanismos que revelem grandes lacunas. Para corrigir esse problema, planejamos anexar um disco circular para selar o orifício o tempo todo.

Etapa 5: Mecanismo de Direção Dianteira

O rover usa dois mecanismos de direção. Na água, os dois servo motores traseiros são usados para controlar a posição da hélice, resultando na rotação para a esquerda ou direita. Considerando que em terra, o mecanismo de direção dianteiro é usado controlado por um servo motor dianteiro.

Preso ao motor está um elo que, quando empurrado em direção à roda, o faz girar em torno do "eixo dourado" da imagem. A faixa do ângulo de rotação é de cerca de 35 graus, o suficiente para fazer curvas fechadas e rápidas.

Etapa 6: Movimento de transformação

Vice-campeão no Arduino Contest 2017

Primeiro Prêmio no Wheels Contest 2017

Segundo Prêmio no Concurso de Controle Remoto 2017