Um robô prático: 11 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Eu o chamo de robô prático por uma série de razões. Pode ser feito usando ferramentas do dia a dia que a maioria das pessoas que trabalham em casa teria. Ao usar muitos itens excedentes, o custo é mantido baixo. O braço do robô pode levantar mais de um objeto de 2 libras do chão a 1 metro de altura, de forma que o braço possa colocar objetos sobre as mesas. Portanto, se você está cansado de ler sobre robôs que só conseguem levantar uma bola de pingue-pongue alguns centímetros no ar, continue lendo. Neste tutorial, espero dar dicas que também podem ser usadas em outros projetos de robôs.

A maioria das peças usadas neste robô veio do vac robótico "Lentek". Este aspirador era uma mina de ouro de peças robóticas. Eu tenho uma bateria de 14,4 volts, motores com caixa de câmbio, rodas motrizes, transformador de força, controle remoto, pontes H, I. R. leds, transistores de fotos e etc.

Etapa 1: Testando o Vac

O objetivo do robô era ser capaz de pegar objetos com peso de até 2 libras. do chão e colocá-los sobre uma mesa por controle remoto e de forma autônoma.

A primeira coisa que fiz foi ver se o aspirador "Lentek" era forte o suficiente para o robô que eu queria construir. Coloquei um peso de 5 libras no aspirador e vi se ele poderia funcionar e girar em um tapete; ele fez. Algumas notas aqui; mesmo sem um peso, o aspirador não poderia ir da superfície do piso para o tapete, portanto, não tente construir sobre a base do aspirador em si. Quando eu der as medidas da madeira no restante deste tutorial, elas serão medidas reais e não armazenarão as medidas. Por exemplo, estarei usando um pedaço de madeira de 4 "por 1" em muitos lugares neste projeto. As medições reais são 3 3/4 "por 3/4".

Etapa 2: vamos olhar por dentro do motor

Desmonte o aspirador e retire os motores de acionamento. Olhando para eles, você pode ver que não há uma roda codificadora ótica. O que uma roda codificadora ótica faz é interromper um feixe de luz conforme o motor gira lá, dando uma quantidade X de pulsos para 1 volta da roda. Vamos construir um para o motor. A roda codificadora é feita de papelão. O papelão será usado em muitos lugares neste projeto. De onde consegui o papelão? Caixas de cereais. O eixo da roda codificadora é um "prego de painel", o tipo de prego usado para colocar painéis de madeira em uma casa. O comprimento usado aqui é de 1 5/8 ". Usei uma bússola para traçar um círculo no papelão que é um pouco menor que a largura do corpo da caixa do motor. Usei um perfurador de papel para fazer os furos na roda. Use o pequeno orifício que é feito pela ponta da bússola para encontrar o centro da roda para passar o eixo (prego). Coloque um pouco de cola na cabeça do prego para segurar a roda codificadora, deixe secar. O eixo irá para o orifício central da engrenagem helicoidal. Primeiro lixe um pouco da parede da caixa do motor para que o eixo não toque nas paredes da caixa do motor. Coloque um pouco de cola na ponta da roda do codificador eixo (prego) e empurre-o para o orifício central da engrenagem helicoidal. Deixe secar e coloque a caixa de volta no motor. Não vou entrar em detalhes sobre a parte elétrica do robô neste tutorial. Vou dizer que vamos use o LED IR e transistores fotográficos encontrados no vac como o feixe de luz e que iremos alimentar a saída para a entrada do comparador em um chip "PIC". Eu faço mais tutoriais com o passar do tempo. Passe pelo meu site em: https://robotics.scienceontheweb.netVocê terá que fazer a mudança para 2 motores. Um motor modificado será usado na base do robô e o outro em seu braço. Isso significa que você precisará comprar 2 vacs. e você terá uma bateria sobressalente e controle remoto, bem como outros tipos de motores.

Etapa 3: Fazendo a Base Principal e a Base do Motor do Robô

Eu fiz a base de madeira compensada. Usei madeira compensada porque é fácil de trabalhar e você pode encaixar a cabeça de um parafuso nela para que fique plana com a superfície da madeira. Muitas vezes, as peças de madeira compensada podem ter um furo em uma das camadas de um nó na madeira. Eu uso uma pistola de cola quente para preencher o buraco. Se você não tiver uma pistola de cola quente, deve comprar uma. Eles são ótimos para segurar fios, preencher lacunas, etc. Você pode comprá-los em muitas lojas do tipo dólar. As mesmas lojas venderão os bastões de cola por apenas 25 bastões por dólar.

Ao fazer a base, você quer que o tamanho seja pequeno o suficiente para caber nas portas e ser capaz de girar em corredores. Lembre-se de que o braço também ficará para fora da base; então você não quer a base tão pequena a ponto de tombar. Então fiz a base 11 3/4 "por 17 3/4". Por que não até 12 ", você pergunta? Bem, a superfície de madeira compensada será coberta por papelão. Sim, você adivinhou, papelão de uma caixa de cereal. Uma nota aqui, eu não usei papel de contato sobre o papelão, mas não há razão para você não pode. Então, se você quiser vesti-lo mais, vá em frente. Para montar os motores na base principal, você precisará fazer uma pequena base do motor. Cada base do motor foi feita de duas peças de madeira de 1/2 "de espessura. Com o rodízio de tamanho que usei, eu precisava do motor a 1 polegada de altura da base principal. Portanto, se você tem um pedaço de madeira de 1 "de espessura, você só precisa cortar um pedaço de madeira por base do motor. O tamanho da base do motor é 2 1/4" por 4 ". Usei uma broca de 5/8" para fazer o furo. na base do motor. O orifício redondo para orifício quadrado tem cerca de 1 19/32 "de orifício de centro a orifício de centro. O orifício mais longo foi feito fazendo orifícios e usando uma lima para moldá-los. A melhor maneira seria usar uma lâmina de serra para moldar o buraco.

Etapa 4: trabalhando na parte inferior da base principal

Lembre-se de que a base principal conterá um motor modificado e um motor inalterado. Na foto, o motor com a pequena caixa ao lado é o motor modificado. A caixa é usada para cobrir a roda do codificador, I. R. led e foto transistor. Pregue e cole a base do motor na base principal. Mais uma vez, usei pregos de painel de 1 5/8 pol. No outro lado da base principal, corte a ponta dos pregos que se destacam.

Eu sei que na maioria dos robôs a roda traseira do rodízio é uma coisa pequena que pode nem girar. NÃO USE ESSE TIPO! Eu sou totalmente a favor de economizar dinheiro ao construir um robô, mas não o faça nesta parte. O robô não será capaz de ir da superfície do piso de madeira ao tapete. Não girará bem e exigirá mais energia. Eu usei um rodízio de rolamento de esferas giratório de 3 pol. Monte o rodízio de forma que, quando a roda girar, não passe pela parte traseira da base. Montei o meu 1 6/16 pol. Por trás. O tipo de parafuso que usei foi um "parafuso de drywall" nº 6. Novamente corte a ponta dos parafusos que ficam para fora.

Etapa 5: trabalhando no topo da base principal

Agora é a hora de colar o papelão na parte superior da base principal. Corte a caixa grande de cereais e cole o lado brilhante para baixo usando "Contact Cement". Espere até secar e depois apare.

Verifique se a sua caixa de cereal grande corresponde ao tamanho da caixa de cereal que estou usando, caso contrário, você terá que usar alguns outros materiais. O lado pequeno da caixa tem 3 1/4 "de largura, o lado grande tem 11 10/16" de comprimento. VEJA AS FOTOS ANTES DE COMEÇAR ESTA PARTE. Corte duas caixas grandes de cereais. Corte as abas inferior e superior das caixas de cereais. Corte ao longo das costuras de uma caixa de cereal. Cole essas peças no outro lado brilhante da caixa de cereal voltado para o lado brilhante. Espere secar antes de usar. Corte 2 pedaços de madeira de 3/4 "de espessura 8 3/16" por 3 2/16 ". Usaremos esta madeira como as 2 paredes da caixa que estamos construindo no topo da base principal. Coloque e cole uma peça no meio da base, 14/16 "da parte traseira da base. A 2ª peça vai 10 2/16 "a partir da 1ª peça. Isso vai formar a caixa que tem 10 2/16" de comprimento no interior. Quando a cola estiver seca pregue os 2 pedaços de madeira no lugar do fundo da base usando "Pregos de painel". Gosto de furar um pequeno piloto para o primeiro prego. Agora pegue o papelão que colamos e use-o nas paredes compridas e no topo da caixa. Cole um lado nas pontas das duas peças de madeira e na base principal. O outro lado precisa ser aparado para que possa dobrar para fazer o outro lado da parede longa da caixa. NÃO COLO ESTE LADO.

Etapa 6: Como o braço funciona

Este braço não funciona como a maioria dos braços robóticos. Funciona mais como uma empilhadeira. A mão vai subir e descer em um trilho de madeira. Isso permitirá que o robô levante um objeto 3 '4 do chão usando pouco torque.

Para um braço robótico normal levantar um objeto 40 "do chão, o braço deve ter 20" de comprimento. Um objeto de 2 libras levaria 640 onças. pol. de torque para levantar. Usar uma roda de 1 "para levantar o objeto de 2 libras levaria apenas 16 onças de torque. A matemática usada para encontrar o objeto no espaço 3-D também é mais fácil.

Etapa 7: Montagem do trilho na base principal

A madeira usada para o trilho é chamada de faixa de furring. Em Lowe's, seria listado como: 1 "por 2" por 8 'de pele tratada # 201999. Tem cerca de 1 5/16 "de largura e cerca de 9/16 de espessura. Usei este tipo de madeira porque parece ter a menor quantidade de empenamento e arco. Corte uma peça de 48" de comprimento. Corte um pedaço de 1 1/2 "de espessura de uma madeira de 3 3/16" por 3 3/16 "Você pode fazer um entalhe na madeira para segurar o trilho no lugar e, em seguida, fazer um furo através do trilho e do bloco de madeira. Use um parafuso de drywall nº 6 para segurar o trilho no lugar. Se você não quiser fazer o entalhe no bloco de madeira, você terá que usar mais 2 parafusos em ambos os lados do trilho para prendê-lo no lugar.

Coloque o bloco de forma que o trilho fique no meio da base e o bloco de madeira fique a 1/2 da frente da base. Do lado inferior da base, use dois parafusos de drywall para prender o bloco de madeira ao base principal.

Etapa 8: trabalhando no braço

Desaparafuse o trilho da base, iremos usá-lo nesta etapa.

Usando uma lâmina circular de 1 1/2 ", corte um orifício em um pedaço de madeira de 3/4" de espessura. Retire a madeira (ver foto) da lâmina. Isso será usado como um rolo. Faça quatro desses rolos. Um prego "comum 5D 2 polegadas" se tornará o eixo do rolo. Corte dois pedaços de madeira de 3/4 "de espessura de 3 1/2" por 5 7/16 ". Coloque um rolo perto da parte de trás da madeira, mas não deixe o rolo passar pela borda da madeira. Martele o prego no centro do rolo, mas não muito para dentro, porque você os puxará para fora mais tarde. Coloque o trilho na madeira, certifique-se de que o trilho está reto e apertado contra o primeiro rolo (veja a foto). Coloque o resto dos rolos firmemente contra o trilho e prego no lugar. Remova o trilho e, em seguida, remova os quatro pregos da madeira. Usando os orifícios dos pregos como guia, faça quatro furos piloto na madeira. Pegue a segunda peça de madeira que você cortou e prenda-a sobre a primeira peça. Agora faça os quatro furos através da segunda peça de madeira também. Pregue os quatro pregos comuns 5D nos quatro furos em uma peça de madeira. Agora você deseja fazer quatro furos piloto no caminho do trilho. Aparafuse quatro # 6 parafusos para drywall, mas deixe as cabeças cerca de 2/16 "acima da madeira. Você precisará ajustá-los mais tarde. Coloque os quatro rolos e o trilho de volta no lugar. Os quatro parafusos permitem que você ajuste qualquer arco na madeira. Ajuste os quatro parafusos de forma que o trilho fique nivelado com a parte superior dos quatro rolos. Pode ser necessário ajustar os parafusos novamente mais tarde. Pegue o segundo pedaço de madeira e martele-o no lugar sobre o primeiro pedaço de madeira. Você terá que brincar um pouco com a 2ª peça de madeira até que ela esteja perto dos rolos, mas mesmo assim os rolos podem girar livremente. Também pode ser necessário ajustar os quatro parafusos para que o trilho não fique muito apertado contra a lateral da madeira. Deslize para fora do trilho. Corte outro pedaço de madeira de 3/4 "de espessura 3 1/2" por 9 ". Pregue a seção do rolo no meio superior deste pedaço de madeira. Corte outro pedaço de madeira (cerca de 3 1/2" por 2 1/4 ") que cobrirá o outro lado da seção do rolo e o prego no lugar. Agora corte todas as pontas dos parafusos e pregos que estão salientes. Deslize o trilho de volta para a seção do rolo. Haverá pontos que se prenderão contra o rolos ou as cabeças dos parafusos. Usando uma lixa (melhor se a lixa for montada em um bloco de madeira) lixe os pontos no trilho de madeira onde está amarrando.

Etapa 9: fazendo o carretel

Usando uma lâmina circular de 2 ", corte um orifício em um pedaço de madeira de 1/2" de espessura. Retire a madeira da lâmina. Isso se tornará parte de uma bobina. Faça outro. Prenda as duas rodas juntas. Faça quatro furos piloto ao redor das rodas. Solte as rodas e faça os quatro orifícios piloto em uma roda de 0,140 pol. Grande, de modo que o parafuso de drywall de 2 pol. # 6 possa passar pelo orifício. Abra e ajuste os orifícios centrais da roda para que eles possam se encaixar no eixo quadrado do motor. Usando os quatro parafusos de 2 "# 6 para drywall, aparafuse as duas rodas juntas de modo que haja uma folga de 13/16" entre as duas rodas. Amarre uma linha de monofilamento de 54 "(linha de corte comedor de ervas daninhas) a um dos parafusos.

Etapa 10: Montagem dos motores no trilho

Corte um pedaço de madeira de 3/4 "de espessura 4 11/16" por 3 14/16 "Usei uma broca de 5/8" para os furos na base do motor. O furo mais longo foi feito fazendo furos e usando uma lima para modelá-los. A melhor maneira seria usar uma lâmina de serra para moldar o buraco. Os orifícios redondos são separados por 3 orifício central de 2/16 "a orifício central. O orifício redondo a orifício quadrado tem cerca de 1 orifício central de 19/32" a orifício central.

Fixe a bobina aos motores (um motor é modificado) e os motores à base do motor. Conecte os motores (lembre-se de inverter os cabos de um motor) a uma bateria de 6 volts apenas para testar se tudo está funcionando. Agora retire o carretel e os motores da base do motor. Em seguida, corte um pedaço de madeira de 1 1/2 "de espessura 3 3/16" por 3 14/16 ". Usando dois parafusos de drywall # 6, prenda o bloco de madeira na parte de baixo da base do motor a 1/2" da borda esquerda. Faça dois furos piloto através do trilho no bloco. Prenda o trilho ao bloco usando dois parafusos # 6 para drywall. Agora coloque o carretel e os motores de volta, mas desta vez cole os motores na base do motor. Pegue a linha de monofilamento e certifique-se de que a linha passa na frente da bobina. Puxe-o diretamente para o conjunto do rolo que está no trilho. Onde a linha tocar o conjunto do rolo, faça um orifício através da lateral e aparafuse um parafuso de drywall de 2 "# 6. Amarre a linha a este parafuso.

Etapa 11: fazendo a mão

Qualquer pessoa que tenha um conjunto "VEX" reconhecerá essas peças. Não acredito que valeria a pena comprar peças VEX apenas para construir esta mão. Esta mão é apenas um dos muitos protótipos nos quais venho trabalhando. Darei detalhes de outras mãos em meu site em: https://robotics.scienceontheweb.net nos próximos meses. Aí vem o mas. Mas se você já tem as peças VEX, experimente. Você pode usar qualquer motor de caixa de engrenagens se puder fazer com que a engrenagem VEX fique no eixo do motor. O motor que usei aqui foi sobrado de outro projeto. Uma observação que você precisa saber sobre este motor é que a tampa marrom é aparafusada na placa do motor em que o motor gira. Faça um orifício central através da tampa para que um parafuso # 8-32 por 1 3/4 "se encaixe. Pegue a cabeça do parafuso e esmerilhe os dois lados um pouco para que a cabeça agora seja um retângulo com duas pontas curvas. torna mais difícil para o parafuso se soltar quando colado. Passe o parafuso pela tampa com a cabeça apontada para a placa do motor. Coloque a porca e aperte. Dependendo do motor da caixa de engrenagens que você usa, o tamanho da madeira pode ser diferente. dois pedaços de madeira de 3/4 "de espessura 7 por 2 2/16". Uma dessas peças se tornará a base do trilho, a outra a placa traseira da caixa do motor da mão. Corte dois pedaços de madeira de 3/4 "de espessura 1 10/16 por 2 2/16", estes serão os lados da caixa do motor da mão. Se você olhar nas fotos, verá dois suportes em forma de L. Eles têm 1 7/16 "por 1 7/16" com uma extremidade moldada para se ajustar à engrenagem da cremalheira. Estes eram feitos de uma velha estrutura de cama. O que você pode descobrir que funcionará? Estes foram cortados usando uma serra com um disco de corte usado para cortar metal. Nenhuma ferramenta extravagante foi usada para fazer este robô. Faça dois furos no suporte e na lateral da engrenagem da cremalheira. Monte o suporte na engrenagem do rack usando dois parafusos com porcas. As peças de metal VEX devem ser cortadas. É melhor usar uma lâmina de serra, pois um disco cortado leva muito metal com ele. Para as pessoas que não sabem nada sobre VEX. As peças de metal vêm com um pequeno corte inicial para mostrar onde você pode cortar. Estaremos usando a parte menor, então corte-a. Estaremos usando dois. Usando os parafusos que vêm com a engrenagem do rack, aparafuse-a no slot de metal usando dois parafusos com duas arruelas de metal. Agora, aí vem um problema; se você apertar os parafusos até o fim, a engrenagem da cremalheira não pode se mover. Se você não apertar os parafusos, eles se soltarão rapidamente. A solução é; usando o papel de alumínio do dia-a-dia, faça bolinhas minúsculas e empurre-as para baixo dos orifícios dos parafusos. Pegue a engrenagem da cremalheira, aparafuse-a de volta na fenda de metal. Se a engrenagem da cremalheira ainda ligar, repita. Quando você conseguir que a engrenagem do rack deslize corretamente, retire os parafusos e coloque um pouco de cola nos orifícios dos parafusos. Coloque os parafusos de volta e deixe secar. Pegue o conjunto de engrenagem da cremalheira e aparafuse-o na base do trilho. NÃO usei parafusos para drywall aqui. Você deseja usar um parafuso com cabeça plana para que o conjunto de trilhos possa ser ajustado um pouco. Pegue o outro conjunto de trilhos e coloque-o na largura da engrenagem, colocando a engrenagem entre as duas engrenagens da cremalheira. Agora aparafuse o segundo conjunto de engrenagem da cremalheira. Retire a engrenagem e coloque as engrenagens da cremalheira em direções opostas. Coloque a engrenagem de volta no centro e marque onde ela está. Faça um furo grande o suficiente para que o parafuso # 8-32 por 1 3/4 "passe sem prender. Retire o conjunto do trilho da base do trilho. Corte a base do trilho do topo até o orifício largo o suficiente para o parafuso lateral através da fenda. Coloque a engrenagem no parafuso. Este é um ajuste muito apertado. Usei um alicate de trava de canal para segurar a engrenagem enquanto girei o parafuso. Gire a engrenagem no parafuso até que a engrenagem fique nivelada com a engrenagem da cremalheira fica com a tampa rente à base do trilho, mas sem grudar nela. Quando tudo estiver ok, corte o que não for necessário do parafuso # 8-32. Coloque cola na cabeça do parafuso que está dentro da tampa e deixe secar. Coloque cola na porca e ao redor da base da engrenagem. Quando estiver tudo seco, rosqueie a tampa de volta no motor. Lance o conjunto da engrenagem do motor através da fenda até atingir o orifício. Use uma pistola de cola quente para selar a fenda. Coloque Voltar o conjunto de trilhos. Corte um pedaço de madeira de 3/4 "de espessura 1 9/16 por 1 9/16. Esta será a base do motor. Coloque o motor nesta base. Veja se o motor está paralelo à base do trilho. Se estiver bom, aparafuse a base do motor à base do trilho. Cole o motor na base do motor. Pregue os lados na base da grade. Você notará que o eixo traseiro do motor está saliente. Marque e fure esse ponto na placa traseira para que o eixo traseiro tenha um lugar para ir. Aparafuse a placa traseira. Os dois dedos da mão são feitos de dois pedaços de madeira de 3/4 "de espessura de 3 1/16" por 1 11/16 ". Você pode fazer um entalhe na madeira onde será aparafusada no suporte. Faça isso forma permite que a mão abra um total de 3 "e você pode cobrir o suporte e as cabeças dos parafusos com papelão. Faça dois furos em cada suporte para permitir que os parafusos que você está usando passem pelos furos do suporte. Marque e faça orifícios piloto nos dedos. Agora monte os dois dedos e aparafuse-os no lugar. Usando dois parafusos de drywall 1 1/2 "# 6, fixe este conjunto manual na parte inferior do conjunto do rolo. O FIM