Araxnoid: 16 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Birinchidan, vaqt va e'tibor uchun sizga rahmat aytmoqchimiz. Mening sherigim Tio Marello va men, Cheyz Lich, loyiha ustida ishlash va u taqdim etgan qiyinchiliklarni yengib o'tishdan juda xursand bo'ldik. Biz hozirda Wilkes Barre Area School District S. T. E. M. Akademiya men kichikman, Tio esa ikkinchi kurs. Bizning loyihamiz, Araxnoid - bu to'rt o'lchovli robot, biz 3D printer, non taxtasi va Arduino MEGA 2560 R3 kartasi yordamida yaratdik. Loyihaning maqsadi to'rtburchaklar bilan yuradigan robot yaratish edi. Ko'p ish va sinovlardan so'ng biz muvaffaqiyatli ishlaydigan to'rtburchaklar robotini yaratdik. Biz sizga o'z loyihamizni - Araxnoidni taqdim etish imkoniyatidan xursandmiz va minnatdormiz.

1 -qadam: materiallar

To'rtburchak robot uchun biz ishlatgan materiallar: 3D printer, qo'llab -quvvatlash materiallari yuvish vositasi, 3D bosma tovoqlar, 3D bosma materiallari, sim kesgichlar, non paneli, batareya ushlagichlari, kompyuter, AA batareyalari, elektr tasmasi, skotch, MG90S minorasi. Pro Servo Motors, Crazy Glue, Arduino MEGA 2560 R3 taxtasi, o'tish simlari, Inventor 2018 dasturi va Arduino IDE dasturi. Biz kompyuterni ishlatgan dasturiy ta'minot va 3D printerni ishlatish uchun ishlatganmiz. Biz Inventor dasturidan asosan ehtiyot qismlarni loyihalash uchun foydalanganmiz, shuning uchun uni uyda hech kim yasashi shart emas, chunki biz yaratgan barcha qismli fayllar ushbu ko'rsatmaga kiritilgan. Arduino IDE dasturi robotni dasturlash uchun ishlatilgan, bu uni uyda ishlab chiqaradigan odamlar uchun ham kerak emas, chunki biz o'zimiz ishlatayotgan dasturni ham ta'minlaganmiz. 3D printer, qo'llab -quvvatlash materiallari yuvish vositasi, 3D bosma material va 3D bosma tovoqlar Arachnoid ishlab chiqarilgan qismlarni tayyorlash jarayonida ishlatilgan. Biz akkumulyator ushlagichlarini ishlatdik, AA batareyalari, o'tish simlari, elektr tasma va sim kesgichlar birgalikda akkumulyator to'plamini yaratdi. Batareyalar akkumulyator ushlagichlariga joylashtirildi va sim kesgichlar yordamida akkumulyator va o'tish simlarining uchlari kesildi, shunda ularni echib, bir -biriga burab, keyin elektr tasmasi bilan yopishtirish mumkin edi. Non paneli, o'tish simlari, batareya to'plami va Ardiuno dvigatellarni quvvat bilan ta'minlaydigan va ularni Arduino boshqaruv pimlariga ulagan sxemani yaratish uchun ishlatilgan. Crazy Glue robot qismlariga servo dvigatellarni ulash uchun ishlatilgan. Matkap va vintlar robotning boshqa elementlarini o'rnatish uchun ishlatilgan. Vintlar rasmdagi vintlardek bo'lishi kerak, lekin uning o'lchamiga qarab qaror qilish mumkin. Scotch lentasi va zip -rishtalari asosan simlarni boshqarish uchun ishlatilgan. Oxir -oqibat, bizda yo'q bo'lgan materiallarga jami 51,88 dollar sarfladik.

Biz qo'lda bo'lgan materiallar

1. (Miqdor: 1) 3D printer
2. (Miqdor: 1) Qo'llab -quvvatlovchi material yuvish vositasi
3. (Miqdor: 5) 3D bosma tovoqlar
4. (Miqdor:^27.39^3) 3D bosma material
5. (Miqdor: 1) Tel kesgichlar
6. (Miqdor: 1) Matkap
7. (Miqdori: 24) Vintlar
8. (Miqdor: 1) Non paneli
9. (Miqdor: 4) Batareya ushlagichlari
10. (Miqdor: 1) Kompyuter
11. (Miqdori: 8) AA batareyalari
12. (Miqdori: 4) Fermuar bog'lamlari
13. (Miqdor: 1) Elektr tasmasi
14. (Miqdor: 1) Skotch tasmasi

Biz sotib olgan materiallar

1. (Miqdor: 8) MG90S Tower Pro Servo Motors (Umumiy qiymati: $ 23,99)
2. (Miqdor: 2) Crazy Glue (Umumiy qiymati: $ 7.98)
3. (Miqdor: 1) Arduino MEGA 2560 R3 taxtasi (Umumiy qiymati: $ 12.95)
4. (Miqdor: 38) Jumper simlari (Umumiy qiymati: $ 6,96)

Dasturiy ta'minot talab qilinadi

1. Ixtirochi 2018
2. Arduino integratsiyalashgan rivojlanish muhiti

2 -qadam: yig'ilishga sarflangan soatlar

Biz to'rt soatlik robotimizni yaratishga bir necha soat sarfladik, lekin biz ishlatgan eng katta vaqt araxnoidni dasturlash uchun sarflangan. Robotni dasturlash uchun taxminan 68 soat kerak bo'ldi, 57 soat bosib chiqarish, 48 soat loyihalash, 40 soat yig'ish va 20 soat sinov.

3 -qadam: STEM ilovalari

Ilm

Loyihamizning ilmiy jihati servo dvigatellarni quvvatlantirish uchun ishlatilgan sxemani yaratishda o'z aksini topadi. Biz sxemalar haqidagi tushunchamizni, aniqrog'i parallel zanjirlarning xususiyatini qo'lladik. Bu xususiyat shundaki, parallel zanjirlar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan barcha komponentlariga bir xil kuchlanishni beradi.

Texnologiya

Bizning texnologiyadan foydalanishimiz araxnoidni loyihalash, yig'ish va dasturlash jarayonida juda muhim edi. Biz to'rtta robotli robotni yaratish uchun Inventor kompyuter dasturiy ta'minotidan foydalanganmiz: tanasi, qopqog'i, sonlari va buzoqlari. Dizaynning barcha qismlari 3D printerda chop etilgan. Arduino ID -dan foydalanish dasturiy ta'minot, biz Arduino va servo dvigatellardan Arachnoid yurishida foydalana oldik.

Muhandislik

Loyihamizning muhandislik jihati - bu to'rtburchak robot uchun ishlab chiqarilgan qismlarni loyihalashda ishlatiladigan takrorlanuvchi jarayon. Biz dvigatellarni biriktirish va Arduino va non taxtasini joylashtirish usullarini o'rganishimiz kerak edi. Loyihaning dasturiy tomoni, shuningdek, biz duch kelgan muammolarning mumkin bo'lgan echimlari haqida ijodiy o'ylashni talab qildi. Oxir -oqibat, biz qo'llagan usul samarali bo'ldi va bizga robotni kerakli tarzda harakatlanishiga yordam berdi.

Matematika

Loyihamizning matematik jihati - Ohm qonunini qo'llashni talab qiladigan dvigatelni quvvatlantirish uchun zarur bo'lgan kuchlanish va oqim miqdorini hisoblash uchun tenglamalardan foydalanish. Biz robot uchun yaratilgan alohida qismlarning hajmini hisoblash uchun matematikadan ham foydalanganmiz.

4 -qadam: 2 -takrorlash to'rtburchaklar robot qopqog'i

Araxnoid qopqog'i pastki qismida to'rtta qoziq bilan ishlangan bo'lib, ular o'lchamlari korpusda qilingan teshiklar ichiga joylashtirilgan. Bu qoziqlar Crazy Glue yordamida robot korpusiga qopqog'ini yopishtirib olishdi. Bu qism Ardiunoni himoya qilish va robotga tugallangan ko'rinish berish uchun yaratilgan. Biz hozirgi dizayn bilan oldinga siljishga qaror qildik, lekin u tanlanmasidan oldin dizayn ikki marta takrorlangan.

5 -qadam: To'rtburchakli robot korpusining ikkinchi takrorlanishi

Bu qism son qismlarini, Arduino va non taxtalarini harakatlantirish uchun ishlatiladigan to'rtta dvigatelni joylashtirish uchun yaratilgan. Korpusning yon tomonidagi bo'linmalar, biz hozirda loyiha uchun ishlatadigan dvigatellardan kattaroq qilib qo'yilgan. Bu dizayn, oxir -oqibat, etarli darajada issiqlik tarqalishiga imkon berdi va dvigatellarni vintlar yordamida, tanaga shikast etkazmasdan, qayta bosib chiqarishga ancha vaqt ketishi mumkin edi. Old qismidagi teshiklar va korpusning orqasida devor yo'qligi maqsadga muvofiq qilingan, shuning uchun simlar Arduino va non taxtasiga o'tkazilishi mumkin edi. Tananing o'rtasidagi bo'sh joy Arduino, non paneli va batareyalar uchun mo'ljallangan edi. Qismning pastki qismida servo dvigatellar simlari orqali o'tishi uchun mo'ljallangan to'rt teshik bor. robotning orqa tomoni. Bu qism eng muhim qismlardan biri hisoblanadi, chunki u har bir qismi uchun mo'ljallangan asos bo'lib xizmat qiladi. Ko'rsatilgan variant haqida qaror qabul qilishdan oldin, biz ikkita takrorlashdan o'tdik.

6 -qadam: 2 -marta takrorlanadigan servo motor oralig'i

Servo dvigatel ajratgichi araxnoid tanasining yon tomonlaridagi bo'linmalar uchun maxsus mo'ljallangan. Bu bo'shliqlar tananing yon tomonidagi har qanday burg'ulash xavfli bo'lishi va bizni katta qismini qayta chop etish uchun vaqt va material sarflashimizga olib kelishi mumkinligi inobatga olingan holda yaratilgan. Shuning uchun biz o'rniga biz bu muammoni hal qilibgina qolmay, balki haddan tashqari qizib ketishning oldini oladigan dvigatellar uchun kengroq joy yaratishga imkon beruvchi ajratgich bilan bordik. Spacer ikkita takrorlashdan o'tdi. Asl g'oyani o'z ichiga oladi: har ikki tomonning ikkinchi oralig'iga ulangan ikkita ingichka devor. Bu g'oya bekor qilindi, chunki biz har bir tomonni alohida -alohida burg'ulash osonroq bo'lardi, shuning uchun agar biri shikastlangan bo'lsa, ikkinchisini tashlab yuborishning hojati yo'q edi. Biz korpusdagi dvigatel bo'linmasining yuqori va pastki qismiga yopishtirish uchun yetarli bo'lgan 8 donani chop etdik. Keyin biz bo'lakning uzun tomoniga markazlashtirilgan matkapni ishlatib, uchuvchi teshikni yaratdik, u keyinchalik dvigatelning har ikki tomonidagi vint uchun o'rnatildi.

7 -qadam: To'rt sonli robot oyog'ining son qismining 2 -chi takrorlanishi

Bu qism son yoki robot oyog'ining yuqori yarmidir. U bizning robot uchun o'zgartirilgan dvigatel bilan birga kelgan armatura uchun maxsus tayyorlangan qismning ichki qismida teshik bilan yaratilgan. Biz, shuningdek, oyoqning pastki yarmini siljitish uchun dvigatel uchun mo'ljallangan qismning pastki qismiga uyani qo'shdik. Bu qism oyoqning asosiy harakatining ko'p qismini boshqaradi. Biz foydalanayotgan bu qismning hozirgi iteratsiyasi ikkinchi, chunki biz birinchisining dizaynini keraksiz deb topdik.

8 -qadam: To'rtburchakli robot tizzasining 5 -chi takrorlanishi

Tiz qo'shma qismi dizayndagi eng murakkab qismlardan biri edi. Bu bir nechta hisob -kitoblar va sinovlarni talab qildi, lekin hozirgi dizayn juda yaxshi ishlaydi. Bu qism dvigatelning harakatini buzoq yoki pastki oyog'idagi harakatga samarali o'tkazish uchun dvigatelni aylanib o'tishga mo'ljallangan. Yaratish uchun dizayn va dizaynning beshta takrorlanishi kerak edi, lekin teshiklar atrofida yaratilgan o'ziga xos shakl, mumkin bo'lgan harakat darajasini maksimal darajada oshirdi va biz talab qilgan kuchni yo'qotmadi. Biz, shuningdek, dvigatellarni yon tomonidagi teshiklarga to'g'ri keladigan va dvigatelga juda mos keladigan armatura yordamida biriktirdik, bu esa o'z o'rnida ushlab turish uchun vintlarni ishlatishga imkon beradi. Parchaning pastki qismidagi uchuvchi teshik burg'ulash va shikastlanishdan saqlanish imkonini berdi.

9 -qadam: Uchinchi takrorlash to'rt oyoqli robot oyoqli buzoq

Robot oyog'ining ikkinchi yarmi shunday yaratilganki, robot qanday qilib oyog'ini pastga qo'ymasin, u doimo bir xil tortish kuchini saqlab qoladi. Bu yarim doira shaklidagi oyoq va ko'pikli yostiq tufayli biz kesib tashladik va pastga yopishtirdik. Oxir -oqibat, bu maqsadga xizmat qiladi, bu esa robotning erga tegishiga va yurishiga imkon beradi. Biz ushbu dizayn bilan uchta yinelemadan o'tdik, ular asosan uzunlik va oyoq dizaynidagi o'zgarishlarni o'z ichiga oladi.

10 -qadam: Parcha ixtirochi fayllari uchun yuklamalar

Bu fayllar Inventor -dan. Ular, ayniqsa, biz ushbu loyiha uchun tayyorlagan barcha tayyor qismlar uchun qismli fayllar.

11 -qadam: yig'ish

Biz taqdim etgan videoda araxnoidni qanday yig'ishimiz tushuntiriladi, lekin unda aytilmagan bir nuqta shundaki, siz dvigatelning har ikki tarafidan plastik qavsni oldingisiga kesib, silliqlab olib tashlashingiz kerak bo'ladi.. Boshqa fotosuratlar yig'ilish paytida olingan.

12 -qadam: dasturlash

Arduiono dasturlash tili C dasturlash tiliga asoslangan. Arduino kod tahrirlovchisi ichida u bizga ikkita funktsiyani beradi.

• void setup (): Bu funktsiya ichidagi barcha kodlar boshida bir marta ishlaydi
• void loop (): funktsiya ichidagi kod tugamaydi.

Kod haqida qo'shimcha ma'lumotni ko'rish uchun to'q sariq havolani bosish orqali pastda tekshiring!

Bu yurish uchun kod

#qo'shing

classServoManager {

ommaviy:

FrontRightThigh Servo;

FrontRightKnee xizmat ko'rsatish tizimi;

Qayta ishlash huquqi orqaga;

Qayta ishlash orqaga burilish;

FrontLeftThigh servo;

FrontLeftKnee xizmat ko'rsatish tizimi;

Orqa chapga - yuqori servo;

Orqa chap chap tizza;

voidsetup () {

FrontRightThigh.attach (2);

BackRightThigh.attach (3);

FrontLeftThigh.attach (4);

BackLeftThigh.attach (5);

FrontRightKnee.attach (8);

BackRightKnee.attach (9);

FrontLeftKnee.attach (10);

BackLeftKnee.attach (11);

}

voidwriteLegs (int FRT, int BRT, int FLT, int BLT,

int FRK, int BRK, int FLK, int BLK) {

FrontRightThigh.write (FRT);

BackRightThigh.write (BRT);

FrontLeftThigh.write (FLT);

BackLeftThigh.write (BLT);

FrontRightKnee.write (FRK);

BackRightKnee.write (BRK);

FrontLeftKnee.write (FLK);

BackLeftKnee.write (BLK);

}

};

ServoManager menejeri;

voidsetup () {

Manager.setup ();

}

voidloop () {

Manager.writeLegs (90, 90, 90, 90, 90+30, 90-35, 90-30, 90+35);

kechikish (1000);

Manager.writeLegs (60, 90, 110, 90, 90+15, 90-35, 90-30, 90+35);

kechikish (5000);

Manager.writeLegs (90, 60, 110, 90, 90+30, 90-65, 90-30, 90+35);

kechikish (1000);

Manager.writeLegs (70, 60, 110, 90, 90+30, 90-65, 90-30, 90+35);

kechikish (1000);

Manager.writeLegs (70, 60, 110, 120, 90+30, 90-65, 90-30, 90+35);

kechikish (1000);

Manager.writeLegs (90, 90, 90, 90, 90+30, 90-35, 90-30, 90+35);

kechikish (1000);

}

GitHub tomonidan ❤ bilan boshqariladigan rawQuad.ino -ni ko'rish

13 -qadam: sinov

Bu erda qo'shilgan videolar bizni araxnoidni sinovdan o'tkazadi. Uning yurishini ko'rgan joylar biroz qisqa, lekin biz ishonamizki, bu sizga to'rtburchak robotning yurishi qanday amalga oshirilgani haqida tasavvur beradi. Loyihamiz oxirida biz yurishga muvaffaq bo'ldik, lekin asta -sekin maqsadimizga erishdik. Undan oldingi videolar bizni oyoqning yuqori qismiga biriktirilgan motorlarni sinovdan o'tkazadi.

14 -qadam: Dizayn va bosib chiqarish jarayonida

Bu erda qo'shilgan videolar, asosan, biz tayyorlagan qismlarni loyihalash va chop etish jarayonini tekshirish.

15 -qadam: Mumkin bo'lgan yaxshilanishlar

Agar biz Arachnoid bilan ko'proq vaqtimiz bo'lsa va qandaydir g'oyalar bilan chiqsak, qanday qilib oldinga siljishimiz haqida o'ylashga vaqt ajratdik. Biz Arachnoidni quvvatlantirishning yaxshiroq usulini qidirardik, shu jumladan: zaryadlash mumkin bo'lgan yaxshiroq, engilroq batareya to'plamini topish. Biz yaratgan qismni qayta loyihalash orqali servo dvigatellarni oyoqning yuqori yarmiga mahkamlashning yaxshiroq yo'lini qidirardik. Biz ko'rib chiqqan yana bir nuqta - bu kameraga odamlarning qo'li yetmaydigan joylarga kirish uchun robotni ulash. Robotni loyihalash va yig'ish jarayonida bu fikrlarning hammasi xayolimizdan o'tgan edi, lekin vaqt cheklanganligi sababli ularni ta'qib qila olmadik.

16 -qadam: yakuniy dizayn

Oxir -oqibat, biz yakuniy dizaynimizdan juda mamnunmiz va umid qilamizki, siz ham xuddi shunday his qilasiz. Vaqtingiz va e'tiboringiz uchun tashakkur.