Hexabot: قم ببناء روبوت شديد التحمل بستة أرجل !: 26 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

سيوضح لك هذا Instructable كيفية بناء Hexabot ، وهي منصة روبوت كبيرة بستة أرجل قادرة على حمل راكب بشري! يمكن أيضًا جعل الروبوت مستقلًا تمامًا من خلال إضافة عدد قليل من أجهزة الاستشعار وإعادة البرمجة قليلاً ، لقد قمت ببناء هذا الروبوت كمشروع نهائي لـ Making Things Interactive ، وهي دورة مقدمة في جامعة كارنيجي ميلون. عادة ، كانت معظم مشاريع الروبوتات التي قمت بها على نطاق صغير ، ولا تتجاوز قدمًا في أبعادها الأكبر. مع التبرع الأخير بكرسي متحرك كهربائي لنادي CMU Robotics ، أذهلتني فكرة استخدام محركات الكراسي المتحركة في نوع من المشاريع الكبيرة. عندما طرحت فكرة صنع شيء على نطاق واسع مع مارك جروس ، أستاذ CMU الذي يعلم Make Things Interactive ، أضاءت عيناه مثل طفل في صباح عيد الميلاد. كان رده هو "Go for it!" بموافقته ، كنت بحاجة في الواقع إلى ابتكار شيء ما لأبنيه بهذه المحركات. نظرًا لأن محركات الكرسي المتحرك كانت قوية جدًا ، فقد أردت بالتأكيد صنع شيء يمكنني الركوب عليه. بدت فكرة السيارة ذات العجلات مملة نوعًا ما ، لذلك بدأت أفكر في آليات المشي. كان هذا صعبًا إلى حد ما نظرًا لأن لدي محركان فقط تحت تصرفي وما زلت أرغب في إنشاء شيء قادر على الدوران ، وليس فقط التحرك للأمام والخلف. بعد بعض محاولات النماذج الأولية المحبطة ، بدأت في البحث عن الألعاب على الإنترنت للحصول على بعض الأفكار. صادف أن أجد حشرة طامية. كان مثاليا! مع هذا باعتباره مصدر إلهامي ، تمكنت من إنشاء نماذج CAD للروبوت والبدء في البناء. أثناء إنشاء هذا المشروع ، كنت غبيًا ولم ألتقط أي صور أثناء عملية البناء الفعلية. لذلك ، لإنشاء هذا Instructable ، قمت بفك الروبوت والتقطت صوراً لعملية التجميع خطوة بخطوة. لذلك ، قد تلاحظ ظهور الثقوب قبل أن أتحدث عن حفرها ، وتناقضات صغيرة أخرى لم تكن لتوجد لو فعلت هذا بشكل صحيح في المقام الأول! تعديل 1/20/09: اكتشفت ذلك ، لسبب ما ، تحتوي الخطوة 10 على نفس نص الخطوة 4. تم تصحيح هذا التناقض. تخبرك الخطوة 10 الآن بكيفية توصيل المحركات ، بدلاً من إخبارك بكيفية تشغيل روابط المحرك مرة أخرى. أيضًا ، بفضل Instructables لحفظ محفوظات التعديلات ، تمكنت ببساطة من العثور على إصدار مبكر يحتوي على النص الصحيح ونسخه / لصقه فيه!

الخطوة 1: نموذج CAD

باستخدام SolidWorks ، قمت بإنشاء نموذج CAD للروبوت حتى أتمكن من وضع المكونات بسهولة وتحديد موقع الثقوب للمسامير التي تربط أرجل الروبوت ووصلاته بالإطار. لم أقم بتصميم البراغي نفسها لتوفير الوقت. يتكون الإطار من أنبوب فولاذي مقاس 1 × 1 و 2 × 1 بوصة. يمكن تنزيل مجلد من ملفات الجزء والتجميع والرسم للروبوت أدناه. ستحتاج إلى SolidWorks لفتح الملفات المختلفة. هناك بعض رسومات pdf في المجلد أيضًا ، وهي متاحة أيضًا للتنزيل في الخطوات اللاحقة من هذا التقرير.

الخطوة 2: المواد

فيما يلي قائمة بالمواد التي ستحتاج إليها لبناء الروبوت: -41 قدمًا من أنابيب فولاذية مربعة مقاس 1 بوصة ، وأنابيب فولاذية مستطيلة الشكل مقاس 0.065 بوصة و 14 قدمًا من أنابيب فولاذية مستطيلة الشكل مقاس 2 بوصة × 1 بوصة ، وجدار 0.065 بوصة- أ 1 بوصة × 2 بوصة × 12 بوصة من الألومنيوم بار -4 5 بوصة 3 / 4-10 مسامير -2 3 بوصة 3 / 4-10 مسامير -6 2 1/2 "1 / 2-13 براغي -6 1 1/2" 1/2 -13 مسامير -2 4 1/2 "1 / 2-13 براغي- 4 3 / 4-10 صواميل قياسية- 6 3 / 4-10 صواميل قفل إدراج نايلون- 18 1 / 2-13 صواميل قفل إدراج نايلون- 2 3 1/2 "ID 1 / 2-13 U مسامير - مسامير صغيرة لضبط البراغي (1/4-20 تعمل بشكل جيد) - غسالات لمسامير 3/4 بوصة - غسالات بمسامير 1/2 بوصة - محركان كهربائيان للكرسي المتحرك (هذه يمكن العثور عليها على موقع ebay وقد تكلف ما بين 50 دولارًا و 300 دولارًا لكل منهما) - بعض خردة الخشب والمعدن - متحكم دقيق (كنت أستخدم Arduino) - بعض لوحة التحكم (الدرع الأولي يكون رائعًا إذا كنت تستخدم Arduino) - 4 تيار مرتفع مرحلات SPDT (لقد استخدمت مرحلات السيارات هذه) - 4 ترانزستورات NPN يمكنها التعامل مع الجهد الخارج من البطارية (يجب أن يعمل TIP 120 بشكل جيد) - مفتاح تشغيل / إيقاف تشغيل التيار العالي - فتيل 30 أمبير - حامل فيوز مضمن - مقياس 14 الأسلاك- مستهلكات إلكترونية متنوعة (مقاومات ، ديودات ، سلك ، تجعيد على أطراف التوصيل ، مفاتيح وأزرار) - حاوية لإيواء الإلكترونيات - بطاريات حمض الرصاص المختومة 12 فولت مكونات إضافية قد ترغب في إضافتها (ولكنها ليست ضرورية): - كرسي للتركيب إلى الروبوت الخاص بك (حتى تتمكن من قيادته!) - عصا تحكم للتحكم في الروبوت

الخطوة 3: قص وحفر المعدن

بعد شراء المعدن ، يمكنك البدء في قطع وحفر المكونات المختلفة ، وهي مهمة تستغرق وقتًا طويلاً. ابدأ بقطعهم باتباع كميات وأطوال الأنابيب الفولاذية: 1 "× 1" - قضبان الإطار: 4 قطع بطول 40 بوصة - روابط الأرجل: 6 قطع بطول 24 بوصة - العضو المتقاطع المركزي: قطعة واحدة بطول 20 بوصة - الأعضاء المتقاطعة: 8 قطع بطول 18 بوصة - دعامات المحرك: قطعتان 8 بوصة 2 × 1 بوصة - الأرجل: 6 قطع بطول 24 بوصة - أرجل الدعامات: 4 قطع بطول 6 بوصات بعد قطع الأنبوب الفولاذي ، قم بتمييز الثقوب وحفرها وفقًا للرسومات المقدمة في هذه الخطوة (تتوفر الرسومات أيضًا مع ملفات CAD في الخطوة 1). يوفر الرسم الأول مواقع الفتحات وأحجامها دعامات الأرجل ودعامة المحرك.يوفر الرسم الثاني أحجام الفتحات ومواقع وصلات الأرجل والأرجل. * ملاحظة * أحجام الفتحات في هذه الرسومات هي أحجام مناسبة تمامًا لمسامير 3/4 بوصة و 1/2 بوصة ، 49 / 64 "و 33/64" ، على التوالي. لقد اكتشفت أن مجرد استخدام لقم الثقب 3/4 بوصة و 1/2 بوصة لعمل ثقوب أفضل. الملاءمة لا يزال مرتخيًا بدرجة كافية لإدخال البراغي بسهولة ، ولكنه محكم بدرجة كافية لإزالة الكثير من الانحدار في المفاصل ، مما يجعله روبوتًا مستقرًا للغاية.

الخطوة 4: آلة وصلات المحرك

بعد قطع المعدن وحفره ، سترغب في تجهيز الوصلات التي تتصل بالمحرك ونقل الطاقة إلى الأرجل. تسمح الثقوب المتعددة بتغيير حجم خطوة الروبوت (على الرغم من أنه لا يمكنك القيام بذلك على حسابي ، فسأشرح السبب في خطوة لاحقة). ابدأ بتقطيع كتلة الألمنيوم مقاس 12 بوصة إلى قطعتين ~ 5 بوصة ، ثم حفر وطحن الثقوب والفتحات. الفتحة هي المكان الذي يتم فيه توصيل المحرك بالوصلة ، ويعتمد حجمها على عمود المحركات التي لديك. الصورة الثانية). تحتوي المحركات الخاصة بي على مسطحتين على العمود ، لذا فإن إضافة مسامير التثبيت تسمح بتثبيت شديد الصلابة للوصلات ، إذا لم تكن لديك المهارات أو المعدات اللازمة لعمل هذه الروابط ، فيمكنك أخذ الجزء الخاص بك من الرسم إلى ورشة ماكينات للتصنيع. هذا جزء بسيط جدًا للآلة ، لذا لا ينبغي أن يكلفك الكثير. لقد صممت الوصلة الخاصة بي بفتحة مسطحة القاع (حتى أتمكن من تثبيتها بمسامير موجودة مسبقًا على عمود المحرك ، وكذلك الاستفادة من المسطحات الموجودة على العمود) ، ولهذا السبب احتاجت إلى المعالجة في المقام الأول. ومع ذلك ، يمكن تصميم هذا الرابط بدون فتحة ، بل هو عبارة عن ثقب كبير ، لذلك يمكن نظريًا إنجاز كل العمل على مكبس الحفر. يمكن تنزيل الرسم الذي استخدمته للتشغيل الآلي أدناه. يفتقد هذا الرسم إلى أبعاد عمق الفتحة ، والتي يجب تمييزها على أنها 3/4 بوصة.

الخطوة 5: لحام الإطار

لسوء الحظ ، لم ألتقط صورًا للعملية التي مررت بها من أجل لحام الإطار ، لذلك لا توجد سوى صور للمنتج النهائي. يعد اللحام نفسه موضوعًا عميقًا لهذا Instructable ، لذلك لن أخوض في التفاصيل الدقيقة هنا. I MIG لحمت كل شيء واستخدمت طاحونة لتنعيم اللحامات. يستخدم الإطار جميع القطع الفولاذية المقطوعة في الخطوة 3 باستثناء روابط الأرجل والساق. قد تلاحظ وجود بعض القطع المعدنية الإضافية في إطاري ، لكنها ليست مكونات هيكلية مهمة. تمت إضافتها عندما قمت بالفعل بتجميع معظم الروبوتات وقررت إضافة بعض المكونات الإضافية. عند لحام الإطار ، قم بلحام كل مفصل. في أي مكان تتلامس فيه قطعتان مختلفتان من المعدن ، يجب أن يكون هناك حبة لحام ، حتى عندما تلتقي حافة قطعة من الأنبوب بجدار أخرى. تعرض مشية هذا الروبوت الإطار للكثير من الضغوط الالتوائية ، لذلك يجب أن يكون الإطار صلبًا قدر الإمكان. يؤدي لحام كل مفصل إلى تحقيق ذلك تمامًا ، وقد تلاحظ أن القطعتين المتصالبتين في المنتصف خارج مكانهما قليلًا. قمت بالقياس من الجانب الخطأ من الأنبوب عند وضع النصف السفلي من إطار اللحام مبدئيًا ، وبالتالي فإن مواضع هذين العضوين المتقاطعتين متوقفة عن العمل بمقدار 1 بوصة. لحسن الحظ ، هذا له تأثير ضئيل على صلابة الإطار ، لذلك لم أجبر على إعادة صنع كل شيء. ملفات pdf المقدمة هنا هي رسومات ذات أبعاد لإظهار موضع المكونات في الإطار. هذه الملفات موجودة أيضًا في المجلد الذي يحتوي على ملفات CAD في الخطوة 1.

الخطوة 6: أضف ثقوبًا لحوامل المحرك

بعد لحام الإطار ، يجب حفر بعض الثقوب الإضافية من أجل التثبيت الآمن للمحرك. أولاً ، ضع محركًا واحدًا في الإطار ، وأضف مسمارًا من خلال محور التثبيت الأمامي ودعم المحرك على الإطار. تأكد من بروز عمود تشغيل المحرك خارج الإطار ، وأن المحرك فوق العضو المتقاطع الأوسط ، ستلاحظ أن طرف أسطوانة المحرك فوق عضو عرضي. ضع الترباس على شكل U فوق المحرك وقم بتوسيطه على العضو المتقاطع. حدد الموقع حيث يتم وضع طرفي مسمار U على الإطار. هذه المواقع هي المكان الذي يجب حفر الثقوب فيه. قم بإزالة المحرك. الآن ، نظرًا لوجود عضو علوي متقاطع من شأنه أن يتداخل مع الحفر ، يجب قلب الإطار. قبل قلب الإطار ، قم بقياس مواقع هذه الثقوب من جانب الإطار ، ثم اقلب الإطار وحدد الثقوب وفقًا للقياسات التي أخذتها للتو (وتأكد من أنك تضع علامة على الجانب الصحيح من الإطار. إطار). حفر حفرة أقرب إلى المركز أولا. الآن ، بالنسبة للفتحة الثانية القريبة من سكة الإطار ، يجب توخي بعض الحذر. اعتمادًا على حجم المحرك الخاص بك ، قد يتم وضع الفتحة فوق اللحام الذي يربط العضو المتقاطع بقضيب الإطار. كان هذا هو الحال بالنسبة لي. يضع هذا ثقبك فوق الجدار الجانبي لقضيب الإطار ، مما يجعل الحفر أكثر صعوبة. إذا حاولت حفر هذا الثقب بمثقاب عادي ، فإن هندسة طرف القطع ومرونة الريشة لن تسمح لها بالقطع خلال الجدار الجانبي ، بل إنها تنحني بعيدًا عن الحائط ، مما ينتج عنه خروج موقف الثقب (انظر الرسم).هناك حلان لهذه المشكلة: 1. حفر الثقب مع المطحنة النهائية ، والتي لها طرف قطع مسطح لإزالة الجدار الجانبي (يتطلب تثبيت الإطار على مكبس الحفر أو المطحنة) 2. قم بحفر الثقب بمثقاب ، ثم قم بلف الثقب إلى الموضع الصحيح باستخدام ملف دائري (يتطلب الكثير من الجهد والوقت) بعد أن يتم تحديد حجم الثقوب وموضعهما ، كرر هذه العملية للمحرك على الجانب الآخر من الإطار.

الخطوة 7: تحضير المحركات للتركيب

بعد حفر ثقوب حوامل المحرك ، يجب أن تكون المحركات جاهزة للتركيب. حدد موقع محرك واحد ، جنبًا إلى جنب مع وصلة محرك من الألومنيوم ، ومسامير التثبيت للوصلة ، ومسمار 5 3 / 4-10. أولاً ، ضع البرغي مقاس 5 بوصات في الفتحة الأقرب إلى الفتحة الخاصة بعمود التشغيل ، ثم ضعها البرغي بحيث يشير بعيدًا عن المحرك عند توصيل الوصلة بالمحرك. بعد ذلك ، ضع مجموعة الوصلة / البرغي على عمود القيادة. أضف الجوز إلى نهاية عمود القيادة (تأتي المحركات الخاصة بي مع صواميل لعمود القيادة) ، وخيط في براغي التثبيت يدويًا. أخيرًا ، أحكم ربط الصامولة في نهاية عمود الإدارة وكذلك براغي التثبيت. كرر هذه الخطوة للمحرك الآخر.

الخطوة 8: تحضير الساقين للموتنينغ

تحتاج الأرجل المقطوعة في الخطوة 3 إلى بعض التحضير النهائي قبل أن يتم تركيبها. نهاية الساق التي تلامس الأرض تحتاج إلى "قدم" مضافة لحماية الروبوت من إتلاف الأرضيات ، وكذلك التحكم في احتكاك الساق على الأرض ، وأسفل الساق هو النهاية بفتحة 1 3 / 8 "من الحافة. قم بقطع قطعة من الخشب تناسبها داخل الساق ، وحفر حفرة في الكتلة الخشبية بحيث تبرز حوالي 1/2 بوصة من نهاية الأنبوب. قم بتثبيته في مكانه ببراغي 1 1/2 "1 / 2-13 وصامولة قفل من النايلون ، كرر للأرجل الخمسة المتبقية.

الخطوة 9: ابدأ التجميع

مع اكتمال الخطوات السابقة ، يكون تجميع الروبوت جاهزًا للانتهاء! ستحتاج إلى دعم الإطار على شيء ما عند تجميع الروبوت. صناديق الحليب هي الارتفاع المثالي لهذه المهمة ، ضع الإطار على دعاماتك

الخطوة 10: قم بتركيب المحركات

خذ محركًا واحدًا وضعه في الإطار (كما فعلت عند وضع علامات على فتحات التثبيت الخاصة بمسامير U). أضف مسمارًا مقاس 4 1/2 بوصة 12-13 وصامولة قفل ، وشد كل شيء بحيث يتم سحب المحرك لأعلى مقابل الإطار ، لكنك لا تزال قادرًا على تحريك المحرك حول الترباس. الآن ، إذا لم تكن ثقوبك ' تم حفره بشكل مثالي (لم أكن كذلك) ، ثم سيضرب رأس مزلاج محرك الأقراص عضو المركز المتقاطع. قبل مناقشة حل هذه المشكلة ، أود أن أشير مرة أخرى إلى الخطوة 4 حيث ذكرت أنني لا يمكن تغيير حجم الخطوة على الروبوت الخاص بي. هذا هو السبب. كما ترون بوضوح ، إذا تم وضع البرغي في أي فتحة أخرى ، فإن رأس البرغي سيصطدم إما بالعضو المتقاطع في المركز أو سكة الإطار. هذه المشكلة هو عيب في التصميم نشأ عن إهمالي لحجم رأس الترباس عندما صنعت نموذج CAD الخاص بي. ضع ذلك في الاعتبار إذا قررت صنع الروبوت ؛ قد ترغب في تغيير حجم أو موضع المكونات بحيث لا لا يحدث ذلك ، يمكن التخفيف من مشكلة خلوص رأس الترباس الفوري عن طريق إضافة رافع صغير أسفل فوهة المحرك فوق عمود التثبيت. عضو روس. نظرًا لأن المحرك يمكن أن يدور حول مسمار التثبيت الرئيسي ، فإن رفع برميل المحرك يرفع عمود الإدارة ، حتى نتمكن من الحصول على الخلوص اللازم. قطع قطعة صغيرة من الخشب أو المعدن الخردة التي ترفع المحرك بدرجة كافية لتوفير الخلوص. ثم قم بإضافة الترباس على شكل U وقم بتثبيته باستخدام صواميل القفل. قم أيضًا بتثبيت الصامولة على مسمار التثبيت الرئيسي ، وكرر هذه الخطوة للمحرك الآخر.

الخطوة 11: أضف محاور الساق

مع تركيب المحركات ، يمكن إضافة محاور الأرجل. أضف المحاور الأمامية أولاً. يُشار إلى مقدمة الروبوت في الصورة الأولى أدناه. خذ مسمارًا مقاس 5 3 / 4-10 وأدخله بحيث يخرج من الإطار. بعد ذلك ، أضف حلقتين وصامولتين سداسيتين قياسيتين 3 / 4-10. أحكم ربط الصواميل. كرر هذه العملية للمحور الأمامي الآخر أضف المحاور الخلفية بعد ذلك ، أدخل مسمارًا مقاس 3 بوصات مشيرًا إلى الخارج من الإطار. أضف 3 غسالات. كرر مع المحور الخلفي الآخر ، وأخيرًا ، أضف ثلاث غسالات لكل مسمار تشغيل على وصلات المحرك.

الخطوة 12: أضف الساق الخلفية والوصلة

سيتم تنفيذ الخطوات الثلاث التالية على جانب واحد من الروبوت. حدد موقع الساق والوصلة. ضع الساق على الترباس الخلفي ، وأضف صامولة قفل نايلون 3 / 4-10. لا تشدها بعد. تأكد من أن القدم الخشبية تتجه نحو الأرض ، ثم أضف الوصلة بوضعها أولاً على مسمار القيادة. بعد ذلك ، باستخدام مسمار مقاس 2 1/2 بوصة 12-13 ، قم بتوصيل الطرف الآخر من الوصلة بأعلى الساق ، مع وضع حلقة بين الاثنين.

الخطوة 13: إضافة الساق الوسطى والربط

حدد موقع الساق الأخرى والوصلة. أضف الساق إلى مسمار القيادة فوق الوصلة الأولى ، مع توجيه القدم الخشبية نحو الأرض. أضف الوصلة الأولى للمحور الأمامي ، ثم قم بربط الوصلة بالساق بنفس الطريقة كما في الخطوة 12. لا تقم بإحكام ربط أي مسامير.

الخطوة 14: أضف الساق الأمامية والوصلة

حدد موقع الساق الثالثة والوصلة. أضف الساق إلى المحور الأمامي ، مع توجيه القدم الخشبية نحو الأرض. أضف رابط مسمار التشغيل ، ثم قم بتوصيله بأعلى الساق كما تم في الخطوة 12. أضف صامولة قفل نايلون 3 / 4-10 إلى مسمار التشغيل والمحور الأمامي.

الخطوة 15: شد البراغي وكرر 3 خطوات سابقة

الآن بعد أن تم إرفاق كل شيء ، يمكنك شد البراغي! اربطهم حتى لا تتمكن من تدوير المزلاج يدويًا ، لكنهم يدورون بسهولة باستخدام مفتاح ربط. نظرًا لأننا استخدمنا صواميل القفل ، فإنها ستبقى في مكانها على الرغم من الحركة المستمرة للمفاصل. لا يزال من الجيد التحقق منها من حين لآخر في حالة تمكن المرء من العمل بشكل فضفاض. مع تشديد البراغي ، يتم الانتهاء من نصف الروبوت. أكمل الخطوات الثلاث السابقة للنصف الآخر من الروبوت. عند الانتهاء من ذلك ، يتم الانتهاء من البناء شديد التحمل ، ولدينا شيء يشبه الروبوت!

الخطوة 16: وقت الإلكترونيات

لقد حان الوقت للتركيز على الإلكترونيات نظرًا لأن البناء شديد التحمل بعيدًا عن الطريق ، وبما أنه لم يكن لدي ميزانية لوحدة التحكم في المحرك ، فقد قررت استخدام المرحلات للتحكم في المحركات. تسمح المرحلات للمحرك بالعمل بسرعة واحدة فقط ، ولكن هذا هو السعر الذي تدفعه مقابل دائرة تحكم رخيصة (لا يقصد التورية). بالنسبة لدماغ الروبوت ، استخدمت Arduino mircocontroller ، وهو متحكم دقيق رخيص ومفتوح المصدر. يوجد أطنان من الوثائق لوحدة التحكم هذه ، وهي سهلة الاستخدام للغاية (تحدث كطالب هندسة ميكانيكية لم يكن لديه خبرة في التحكم الدقيق قبل هذا الفصل الدراسي الماضي). نظرًا لأن المرحلات المستخدمة هي 12 فولت ، فلا يمكن التحكم فيها فقط بإخراج مباشر من Arduino (الذي يبلغ أقصى جهد ناتج له 5 فولت). يجب استخدام الترانزستورات المتصلة بالمسامير الموجودة على Arduino لإرسال 12 فولت (والتي سيتم سحبها من بطاريات الرصاص الحمضية) إلى المرحلات. يمكنك تنزيل مخطط التحكم في المحرك أدناه. تم عمل التخطيطي باستخدام برنامج تخطيط EAGLE الخاص بشركة CadSoft. كان متوفرا كبرنامج مجاني. لم يتم تضمين الأسلاك الخاصة بعصا التحكم والمفاتيح / الأزرار لأنها أساسية جدًا (تعمل عصا التحكم فقط على تشغيل أربعة مفاتيح ؛ تصميم بسيط للغاية). يوجد برنامج تعليمي هنا إذا كنت مهتمًا بتعلم كيفية توصيل مفتاح أو زر ضغط في متحكم دقيق بشكل صحيح. ستلاحظ وجود مقاومات متصلة بقاعدة كل ترانزستور. ستحتاج إلى إجراء بعض العمليات الحسابية لتحديد القيمة التي يجب أن يكون عليها هذا المقاوم. هذا الموقع هو مصدر جيد لتحديد قيمة المقاوم. * إخلاء المسؤولية * أنا لست مهندسًا كهربائيًا. لدي فهم سريع إلى حد ما للإلكترونيات ، لذلك سأضطر إلى التستر على التفاصيل في هذه الخطوة. لقد تعلمت الكثير من صفي ، مما يجعل الأشياء تفاعلية ، بالإضافة إلى دروس مثل هذه من موقع Arduino الإلكتروني. تم تصميم المخطط الحركي ، الذي رسمته ، من قبل نائب رئيس CMU Robotics Club أوستن بوشان ، الذي ساعدني كثيرًا في جميع الجوانب الكهربائية لهذا المشروع.

الخطوة 17: اربطها بالكامل

لقد استخدمت Proto Shield من Adafruit Industries لربط كل شيء مع Arduino. يمكنك أيضًا استخدام لوحة التحكم ، لكن الدرع رائع لأنه يمكنك إسقاطه مباشرة على Arduino وستتصل المسامير على الفور. قبل أن تبدأ في توصيل الأسلاك ، ابحث عن شيء لتركيب المكونات فيه.ستحدد المساحة الموجودة داخل العلبة كيفية ترتيب الأشياء. لقد استخدمت حاوية المشروع الزرقاء التي وجدتها في CMU Robotics Club. ستحتاج أيضًا إلى تسهيل إعادة برمجة Arduino دون الحاجة إلى فتح العلبة. نظرًا لأن العلبة صغيرة الحجم ومعبأة حتى الحافة ، لم أتمكن من توصيل كبل USB بـ Arduino ، وإلا فلن يكون هناك مكان للبطارية. لذلك ، قمت بتوصيل كبل USB مباشرة في Arduino عن طريق لحام الأسلاك في الجانب السفلي من لوحة الدوائر المطبوعة. أوصي باستخدام صندوق كبير بما يكفي حتى لا تضطر إلى القيام بذلك بمجرد أن يكون لديك العلبة الخاصة بك ، قم بتوصيل الدائرة. قد ترغب في إجراء فحوصات دورية عن طريق تشغيل كود الاختبار من Arduino بين الحين والآخر للتأكد من توصيل الأشياء بشكل صحيح. أضف مفاتيحك وأزرارك ، ولا تنسَ حفر ثقوب في العلبة حتى يمكن تركيبها ، لقد أضفت الكثير من الموصلات حتى يمكن إزالة حزمة الإلكترونيات بأكملها بسهولة من الهيكل ، ولكن الأمر متروك لك تمامًا إذا تريد أن تفعل هذا أم لا. من المقبول تمامًا إجراء اتصالات مباشرة لكل شيء.

الخطوة 18: قم بتركيب الضميمة الإلكترونية

مع اكتمال الأسلاك ، يمكنك تركيب العلبة على الإطار. لقد قمت بحفر فتحتين في العلبة الخاصة بي ، ثم وضعت العلبة على الروبوت واستخدمت لكمة لنقل موضع الثقوب إلى الإطار. بعد ذلك ، قمت بحفر ثقوب في الإطار لمسمارين من الصفائح المعدنية ، والتي تثبت العلبة بالإطار. أضف بطارية Arduino ، ثم أغلقها! لقد وجدت أن تركيبه بين المحركات هو الأكثر ملاءمة.

الخطوة 19: أضف البطاريات وميزات الأمان

الخطوة التالية هي إضافة بطاريات الرصاص الحمضية. ستحتاج إلى تركيب البطاريات بطريقة ما. لقد قمت بلحام بعض الحديد الزاوي بالإطار لإنشاء علبة بطارية ، لكن منصة خشبية ستعمل أيضًا. قم بتأمين البطاريات بنوع من الحزام. لقد استخدمت حبال بنجي ، وقم بتوصيل جميع توصيلات البطارية بسلك قياس 14. نظرًا لأنني أقوم بتشغيل محركاتي عند 12 فولت (ويتم تصنيف المرحلات فقط على 12 فولت) قمت بتوصيل بطارياتي بالتوازي. هذا ضروري أيضًا لأنني أقوم بتخفيض جهد محركي 24 فولت ؛ لا تستطيع بطارية واحدة إخراج تيار كافٍ لتدوير كلا المحركين. ميزات الأمان نظرًا لأننا نتعامل مع بطاريات عالية التيار وروبوت كبير ، يجب تنفيذ بعض ميزات الأمان. أولاً ، يجب إضافة فتيل بين البطارية الطرفية +12 فولت والمرحلات. سوف يحميك المصهر ويحميك البطاريات في حالة محاولة المحركات سحب الكثير من التيار. يجب أن يكون فتيل 30 أمبير كافيًا. طريقة سهلة لإضافة مصهر هي شراء مقبس فتيل مضمن. البطاريات التي استخدمتها (التي تم إنقاذها من محاكاة Segway تم التبرع بها إلى CMU Robotics Club) تأتي مع مقبس فتيل مضمن ، والذي أعدت استخدامه على الروبوت الخاص بي. التوقف في حالات الطوارئ ربما يكون هذا هو أهم عنصر في الروبوت. إن الإنسان الآلي بهذا الحجم والقوة قادر على إلحاق بعض الضرر الجسيم إذا خرج عن نطاق السيطرة. لإنشاء توقف طارئ ، أضف مفتاح تشغيل / إيقاف تشغيل تيار عالي متسلسل مع خروج السلك من طرف +12 فولت بين المصهر والمرحلات. مع وجود هذا المفتاح في مكانه ، يمكنك قطع الطاقة على الفور عن المحركات إذا خرج الروبوت عن السيطرة. قم بتثبيته على الروبوت في وضع يمكنك من خلاله إيقاف تشغيله بسهولة بيد واحدة - يجب عليك تثبيته على شيء متصل بالإطار يرتفع بمقدار قدم واحد على الأقل فوق الجزء العلوي من ساقي الروبوت. لا يجب عليك ، تحت أي ظرف من الظروف ، تشغيل الروبوت الخاص بك دون تثبيت توقف طارئ.

الخطوة 20: قم بتوجيه الأسلاك

بمجرد أن تكون البطاريات والصمامات والتوقف في حالات الطوارئ في مكانها الصحيح ، قم بتوجيه جميع الأسلاك. النظافة مهمة! مرر الأسلاك على طول الإطار واستخدم روابط مضغوطة لتأمينها.

الخطوة 21: أنت جاهز لموسيقى الروك

في هذه المرحلة ، يكون الروبوت جاهزًا للتحرك! ما عليك سوى تحميل بعض التعليمات البرمجية إلى وحدة التحكم الدقيقة ، وأنت على ما يرام. إذا كنت تقوم بالتشغيل لأول مرة ، اترك الروبوت الخاص بك على صندوق الحليب / الدعامات بحيث تكون أرجله بعيدة عن الأرض. لا بد أن يكون هناك خطأ ما في المرة الأولى التي تبدأ فيها تشغيله ، ويعد وجود الروبوت المتحرك على الأرض طريقة مؤكدة لجعل الأمور أسوأ وأقل أمانًا. استكشاف الأخطاء وإصلاحها ، وإجراء التعديلات حسب الضرورة.

يتوفر رمز التحكم الخاص بي للروبوت للتنزيل في ملف.txt أدناه. بالطبع ، الروبوت رائع الآن ، لكن ألن يكون أكثر برودة إذا كان بإمكانك ركوبه؟

الخطوة 22: أضف كرسي

لجعل الروبوت أكثر قابلية للقيادة ، أضف كرسيًا! لم أتمكن إلا من العثور على المقعد البلاستيكي للكرسي ، لذلك كان علي أن ألحم إطارًا به. لست مضطرًا بالتأكيد إلى صنع إطارك الخاص إذا كان هناك بالفعل إطار مثبت بالمقعد. أردت أن أجعل كرسيي قابلاً للإزالة بسهولة حتى يكون الروبوت أكثر قابلية للاستخدام إذا أردت استخدامه لسحب الأشياء الكبيرة. لتحقيق ذلك ، قمت بإنشاء نظام تثبيت باستخدام أسطوانات من الألومنيوم تتناسب بإحكام مع الأنابيب الفولاذية المربعة 1 "× 1". يتم تثبيت اثنين من الأوتاد على الإطار ، واثنان على الكرسي. يتم إدخالها في المقاطع العرضية المقابلة على الكرسي والإطار. يتطلب الأمر بعض الجهد لتشغيله وإيقافه ، ولكنه يتصاعد بشكل آمن ، وهو أمر مهم لأن حركة الروبوت قاسية إلى حد ما.

الخطوة 23: أضف عصا التحكم

عندما تجلس على الروبوت الخاص بك ، قد ترغب في الحصول على بعض وسائل التحكم. تعمل عصا التحكم بشكل رائع لهذا الغرض ، لقد قمت بتركيب عصا التحكم الخاصة بي في صندوق صغير مصنوع من الصفائح المعدنية وبعض الألواح البلاستيكية. يتم أيضًا تثبيت مفتاح إيقاف الطوارئ في هذا الصندوق. لإرفاق عصا التحكم على ارتفاع مريح للمشغل الجالس ، استخدمت قطعة من أنابيب الألومنيوم المربعة. يتم ربط الأنبوب بالإطار ، ويتم تغذية الأسلاك الخاصة بعصا التحكم وإيقاف الطوارئ من خلال الأنبوب الداخلي. يتم تثبيت صندوق عصا التحكم في الجزء العلوي من أنبوب الألمنيوم ببضعة مسامير.

الخطوة 24: الهيمنة على العالم

انت انتهيت! أطلق العنان لـ Hexabot على العالم!

الخطوة 25: الخاتمة

لقد تعلمت الكثير في عملية بناء (وتوثيق) هذا الروبوت. إنه بالتأكيد الإنجاز الأكثر فخرًا في حياتي المهنية في بناء الروبوت. بعض الملاحظات بعد ركوب وتشغيل Hexabot: - تؤثر مرحلة الدوران بين المحركين على قدرة الروبوت على التحرك. يبدو أن إضافة المشفرات إلى المحركات سيسمح بتحكم أفضل في المشية. - الأرجل الخشبية تحمي الأرضيات ، لكنها ليست مثالية. تميل إلى أن يكون هناك قدر مناسب من الانزلاق على الأسطح التي اختبرتها عليها حتى الآن (أرضية خشبية وأرضية خرسانية ناعمة وأرضيات مشمع). - قد يحتاج الروبوت إلى أقدام بمساحة سطح أكبر للمشي على العشب / الأوساخ الأسطح. على الرغم من أنني لم أختبرها على هذه الأسطح حتى الآن ، يبدو أنه نظرًا لكتلتها ، قد تميل إلى الغرق في الأرض بسبب مساحة سطح القدم الصغيرة. - مع البطاريات لدي (2 12V 17Ah الرصاص أحماض سلكية بالتوازي) يبدو أن وقت تشغيل الروبوت يبلغ حوالي 2.5 إلى 3 ساعات من الاستخدام المتقطع. - مع المحركات التي أمتلكها ، أقدر أن قدرة الروبوت تبلغ حوالي 200 رطل.

الخطوة 26: الاعتمادات

لم يكن هذا المشروع ممكنًا بدون مساعدة الأفراد والمنظمات التالية: مارك جروس أستاذ التصميم الحسابي في كلية الهندسة المعمارية بجامعة كارنيجي ميلون ، شكرًا لمارك لتعليمي البرمجة والإلكترونيات وقبل كل شيء ، شجعني على القيام بهذا المشروع بن كارتر مشرف متجر المشهد ، قسم الدراما في جامعة كارتر ، كان بن مدربًا لي في فصل اللحام الذي درسته في الفصل الدراسي الماضي (خريف 2008). كما أنه كان قادرًا أيضًا على تزويدي بكل الأنابيب الفولاذية التي أحتاجها مجانًا! Austin Buchan CMU Robotics Club 2008-2009 نائب الرئيس أوستن هو خبير الهندسة الكهربائية المقيم في CMU Robotics Club. لقد صمم دائرة التحكم في محرك h-bridge وكان دائمًا على استعداد للإجابة على استفساراتي المتعلقة بالكهرباء. لا يقتصر الأمر على امتلاكهم لمتجر آلات مجهز بالكامل ، ومنضدة للإلكترونيات ، وثلاجة ، بل لديهم أيضًا وفرة من الأعضاء المستعدين دائمًا لمشاركة خبراتهم في موضوع ما ، سواء كان ذلك في البرمجة أو تصميم مكونات الماكينة. لقد قمت بمعظم أعمال المشروع في نادي الروبوتات. محركات وبطاريات Hexabot (كلاهما مكونان باهظ الثمن) جاءت بفضل وفرة النادي في أجزاء المشروع العشوائية.

الوصيف في ورشة الحرفيين في مسابقة المستقبل