Como fazer um OAWR (Obstacle Avoiding Walking Robot): 7 etapas (com fotos)

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

Este Instructable mostra como fazer um pequeno robô ambulante que evita obstáculos (assim como muitas opções disponíveis comercialmente). Mas qual é a graça de comprar um brinquedo quando você pode começar com um motor, uma folha de plástico e uma pilha de parafusos e continuar a construir o seu próprio. Bem, espero que você compartilhe essa atitude e aproveite. atualização - em breve, lindos kits pré-embalados da oomloutFeatures: - Não é difícil obter peças (sem interruptores, relés ou ICs (tudo, exceto o motor, está disponível no Home Depot).-- Sem solda.-- Tem um mecanismo para crescer -ups feel.-- Escolha de opções para cortar peças (serra e broca helicoidal, acesso a um cortador a laser, compra online de Ponoko). Um vídeo rápido do produto acabado andando pelo quadro:

(Um vídeo mais longo dele navegando entre obstáculos pode ser encontrado na etapa 7) Observações: (Se você quiser qualquer um dos arquivos em um formato editável, eles podem ser encontrados em um instrutivo paralelo aqui) (Em breve, um instrutivo sobre como use um microcontrolador (Arduino) para controlar o robô) (eu usei unidades métricas e componentes neste Instructable. No entanto, aqueles mais familiarizados com unidades imperiais não se desesperam, substituir o componente métrico por seu equivalente imperial mais próximo deve funcionar (embora eu ainda tenha para testar isso)).

Etapa 1: Peças e Ferramentas

Todas as peças, com exceção do motor, podem ser encontradas em qualquer Home Depot. O motor pode ser encomendado em várias lojas online por cerca de US $ 10. (há também uma versão em pdf da lista de peças anexada a esta etapa '21 - (OAWR) -Lista de peças.pdf ') Lista de peças: Porcas e parafusos: (~ $ 10)

• Parafuso de 3 mm x 15 mm (x 20)
• Parafuso de 3 mm x 20 mm (x2)
• Parafuso de 3 mm x 30 mm (x9)
• Arruela de 3 mm (x48)
• Porca de 3 mm (x45)
• Porca de 4 mm (x26)
• Arruela de 5 mm (12 mm OD) (x2)

Elétrico:

• Várias cores de fio elétrico (~ $ 5)
• Terminais de fio de crimpagem (anel vermelho de 5 mm) (x18) (~ $ 2)
• Caixa de 2 pilhas AA (x2) (~ $ 2)
• Motor (caixa de engrenagens de motor duplo Tamiya (# 70097) (disponível em muitas fontes online) (no froogle) (site do fabricante) (sparkfun) (~ $ 10)
• Conjunto de manivela (conjunto de eixo de 3 mm de diâmetro Tamiya) etamiya) (<$ 10)

Diversos:

• Acrílico (150 mm x 300 mm x 3 mm de espessura) (~ $ 6)
• Fio de bigode (260 mm x 1,6 mm) (ou dois clipes de papel grandes) (~ $ 1)
• Elastic Band

Lista de ferramentas: Obrigatório:

• Impressora
• Chave 5,5 mm (x2)
• Chave de fenda
• Alicate
• Crimpadores de terminais de crimpagem
• Pistola de cola quente

Ferramentas adicionais, dependendo da escolha da opção 1 de fornecimento de peças de acrílico (serra de rolagem e broca)

• Cola em bastão
• Serra de pergaminho
• Furar
• Brocas (3,2 mm, 12,5 mm, 16 mm)

(Eu ia usar esta opção, mas consegui um cupom de frete grátis de Ponoko, então, em vez disso, cortei minhas peças a laser) Opção 2 (Ponoko)

Uma conta Ponoko

(opção que usei) Opção 3 (acesso a um cortador a laser)

Acesso a um cortador a laser

Etapa 2: Corte de peças

Escolha quais etapas seguir com base na opção de corte que você escolheu. Opção 1 (Serra giratória e broca)

• Baixe e imprima o padrão de pdf (por favor, escolha o arquivo correspondente ao tamanho do seu papel) -Papel de tamanho A4 ('31A- (OAWR) -Scrollsaw Pattern (A4).pdf') -Papel de tamanho de carta ('31B- (OAWR) - Padrão de serra de rolagem (Carta).pdf ') (é importante não dimensionar o desenho durante a impressão)
• Meça a régua na impressão em relação a uma régua em que você confia, se elas não corresponderem ao padrão foi dimensionado e você precisa verificar as configurações da impressora antes de reimprimir. Se eles corresponderem, em diante.
• Cole o padrão na folha de acrílico.
• Faça furos
• Corte pedaços usando uma serra circular

Opção 2 (Manufatura Digital Online; Ponoko) (esta é a opção que usei)

• Obtenha uma conta Ponoko (Ponoko)
• Peça as peças aqui. (eles têm o preço de custo ($ 11,47 de custo de corte + $ 8,28 de custo de material = $ 19,75 + frete (um aviso que Ponoko está enviando atualmente apenas da Nova Zelândia, portanto, o transporte é bastante caro))

Opção 3 (acesso a um cortador a laser)

• Baixe o padrão otimizado do cortador a laser (as peças são colocadas lado a lado e as linhas duplicadas são removidas) - ('32- (OAWR) -Laser Cutter Outline.eps') (formato.eps)
• Corte o arquivo em seu cortador a laser.

Etapa 3: bigodes

A última etapa antes de começarmos a juntar tudo.

Dobrar os bigodes é bastante simples. Use um alicate e um comprimento de 130 mm de fio de 1,6 mm (na verdade, um clipe de papel grande também funciona), usando o padrão do PDF anexado ('41 - (OAWR) -Whisker Bending Guide.pdf '). (nota: ao projetar este robô inicialmente, experimentei muitos formatos diferentes de bigodes. O padrão abaixo é o que achei que funcionava melhor, no entanto, é bastante interessante experimentar com formatos diferentes. Fiquei surpreso como mesmo pequenas mudanças podem alterar drasticamente o comportamento de navegação do robô)

Etapa 4: montagem

Tentei fazer a montagem de todas as peças o mais simples possível. Para este fim, incluí um guia de montagem do estilo Lego ('51 - (OAWR) -Assembly Guide.pdf '). Uma etapa antes de começar:

montar a caixa de engrenagens do motor (usei a relação 58: 1 com eixo de saída saindo no orifício 'A', porém a vida da bateria nesta configuração não é grande, orifícios de montagem foram incluídos para permitir o uso da relação 203: 1 com eixo de saída saindo em buraco 'C'. Se você preferir uma versão mais lenta e de vida mais longa)

Uma etapa depois de terminar:

adicione sapatos aos pés do seu robô (os pés arredondados de acrílico não agarram bem as superfícies). Apliquei uma gota de cola quente na borda inferior de cada perna e o desempenho foi bastante aprimorado. (Mas se você tiver acesso a seis tênis de corrida em miniatura, essa seria uma opção muito melhor)

(Para inspirá-lo a montar o seu, aqui está um 'vídeo' meu montando o meu em cerca de trinta segundos:))

Etapa 5: Fiação

Com as peças grandes todas juntas e começando a ficar bonita, chegou a hora de adicionar os veios de cobre que vão lhe dar vida. Uma primeira olhada no diagrama de fiação ('61 - (OAWR) -Wiring Diagram.pdf ') pode ser assustador, no entanto, se você lidar com cada fio individualmente, é bastante simples. Além disso, se você está se perguntando como o robô opera, consulte a segunda imagem abaixo, que o mostra em cada um de seus quatro estados operacionais. Quatro notas para ajudá-lo:

• Cada extremidade do fio que se conecta a um ponto de conexão deve ter um terminal de fio crimpado (anel vermelho de 4 mm) afixado a ela (há 18 desses pontos).
• A vista explodida vinculada a cada ponto de conexão ilustra se o fio deve ser preso acima ou abaixo da folha de acrílico.
• Qualquer ponto de conexão que ainda não tenha um parafuso usa um parafuso de 3 mm x 15 mm e uma porca correspondente de 3 mm.
• Acima de tudo, não se preocupe, a próxima etapa é totalmente dedicada à solução de problemas, então experimente e, se não estiver funcionando corretamente, é provável que você encontre a sua resposta aí.

Uma nota de incentivo:

Você consegue

Etapa 6: solução de problemas

Se você chegou até aqui e seu robô está andando e evitando obstáculos, você pode pular esta etapa. No entanto, se não estiver funcionando bem ou não estiver funcionando de todo, espero que você consiga encontrar a solução para o seu problema aqui. (Se você tiver um problema que não foi abordado, mencione-o nos comentários e tentarei ajudar (ou se você tiver um problema que é abordado aqui e tem uma maneira melhor de lidar com ele, por favor, comente também)) (Eu não descobri como fazer tabelas em Instructables, então esta seção será formatada) Problema Causa 1 Solução 1 Causa 2 Solução 2 Lista de solução de problemas: Pernas esquerdas caminham para trás quando deveriam estar andando para frente. O motor esquerdo está conectado ao contrário. Inverta os fios do motor esquerdo conectado ao ponto de conexão 'G' e ao ponto de conexão 'H' (isto é, GH e HG). As pernas direitas caminham para trás quando deveriam estar caminhando para frente. ' O motor certo está conectado ao contrário '.' Inverta os fios do motor direito conectado ao ponto de conexão 'H' e ao ponto de conexão 'J' (isto é, HJ e JH). Quando o bigode é pressionado, a perna relevante continua caminhando para frente. A bateria reversa está conectada ao contrário. Troque os fios do suporte da bateria reversa conectado ao ponto de conexão 'A' e ao ponto de conexão 'I' (isto é, AI e IA). O elástico é muito apertado e não deixa o braço do interruptor oscilar. Use uma faixa elástica maior ou menos potente. O parafuso que segura o braço do interruptor no lugar está muito apertado. Afrouxe o parafuso que segura o braço do interruptor. No estado desligado, quando um bigode é pressionado, as pernas começam a andar. Infelizmente, esta é uma falha no projeto da fiação. Se desejar consertar isso, adicione um interruptor em uma ou ambas as caixas de bateria ou remova as baterias quando não estiverem em uso. Depois de bater em um obstáculo, um lado continua andando em marcha à ré após o obstáculo ter sido eliminado. A faixa elástica não é poderosa o suficiente para retornar o braço do interruptor à sua posição frontal. Use uma faixa elástica mais forte O parafuso que prende o braço do interruptor no lugar é muito apertado. Afrouxe o parafuso que prende o braço do interruptor. As baterias estão inseridas, mas o robô não se move. A arruela não está em contato com o parafuso energizado. Como a arruela de 5 mm tem um orifício maior do que o parafuso de 3 mm que usamos, você deve centralizá-la e apertar o parafuso para prendê-la no lugar. Se for empurrado para fora do centro, o braço da chave de acrílico pode estar em contato com o parafuso em seu lugar. Para corrigir isso, afrouxe o parafuso de bigode e centralize novamente a arruela de 5 mm. Os motores estão sendo alimentados por ambas as baterias, resultando em uma tensão líquida zero. As arruelas no braço do interruptor são muito grandes, procure arruelas que pareçam um pouco menores ou dobre os parafusos de contato um pouco para fora. Há muito atrito nas ligações do braço, fazendo com que o motor pare. Afrouxe alguns dos parafusos mais apertados que prendem suas pernas e empurre os braços no lugar.

Etapa 7: Concluída

Parabéns, espero que você tenha chegado a este ponto sem muita frustração e esteja feliz com os resultados. Se você tiver alguma dica ou sugestão sobre como o design ou o Instructable pode ser melhorado, eu adoraria ouvi-la. Além disso, se você tiver terminado, seria ótimo se você pudesse adicionar uma foto à seção de comentários ou talvez me enviar uma para que possa ser adicionada a esta etapa. Um vídeo do OAWR concluído em ação:

(Alguns problemas ainda a serem resolvidos quando as pernas são sincronizadas de uma maneira particular, elas se empurram uma contra a outra e quase param o robô (isso é o que eu estava tentando consertar), e ainda não é prova de canto, mas estou trabalhando nisso)