6WD masofadan boshqariladigan barcha er usti roboti: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Men hozirgacha qurgan robotlarning ko'pchiligi yuk ko'tarish qobiliyati bir necha kilogramm bo'lgan 4 g'ildirakli robot edi. Bu safar men o'z yo'limdagi turli to'siqlarni osonlikcha engib o'tadigan va kamida o'n kilogramm yuk bilan harakatlana oladigan kattaroq robot yasashga qaror qildim. Men, shuningdek, robot qum, qor va moloz kabi qiyin sharoitlarda ham bardosh bera olishini taxmin qildim. Buni amalga oshirish uchun men 6 ta g'ildirakli shassi qurdim, u 6 ta yuqori quvvatli dvigatel va mos keladigan dvigatel haydovchisi va quvvat manbai bilan jihozlangan. Men robotimni uzoq masofadan boshqarishni xohlardim (kamida 200 metr), shuning uchun men 2,4 gigagertsli yaxshi sifatli uzatgich va qabul qilgichdan foydalanardim.

Yuqoridagi barcha talablar bajarilgach va birinchi sinovlar muvaffaqiyatli o'tgach, men manipulyator va ikkita kamera yordamida loyihani kengaytirishga qaror qildim. Kameradagi tasvir tufayli siz robotni ko'zdan uzoq bo'lsa ham boshqarishingiz mumkin. Bu xususiyat robot -operatorga kirish qiyin bo'lgan yoki odamlar uchun xavfli bo'lgan joylarda masofadan tekshirish vazifalarini bajarishga imkon beradi.

Loyihaning tavsifidan siz quyidagilarni o'rganasiz:

• kamida o'n kilogramm yuk tashishga qodir 6 g'ildirakli robot shassisini qurish

  • og'irroq narsalarni tashish imkonini beradi
  • faqat tijorat maqsadlarida foydalanish mumkin va o'yinchoq sifatida robot emas!

• bunday robotni uzoq masofadan boshqaring

  • qabul qilgich bilan 2,4 gigagertsli uzatgichni ulang
  • Arduino orqali 2,4 gigagertsli qabul qiluvchining buyruqlarini o'qing
  • robotning joylashishini nazorat qilish

• kompyuter yoki smartfon kameralaridan oldindan ko'rishni o'rnating

  5,8 gigagertsli simsiz uzoq masofali video uzatishni amalga oshirish

Robot parametrlari (asosiy versiya):

• Tashqi o'lchamlar (LxWxH): 405x340x120 mm
• Umumiy vazni: 5 kg
• Erdan tozalash: 45 mm

Kengaytirilgan versiya (manipulyator va kameralar bilan):

• Tashqi o'lchamlar (LxWxH): 405x340x220 mm (transport uchun tayyorlangan robot)
• Umumiy vazni: 6,5 kg

1 -qadam: ehtiyot qismlar va materiallar ro'yxati

Robot shassisi butunlay alyuminiy va duralumindan qilingan. Ushbu loyihada men 125 mm diametrli 6 ta Monster Truck g'ildiragidan foydalanardim, bu kichik to'siqlarni engib o'tishni osonlashtiradi. Robot 6 ta kuchli 12 V kuchlanishli doimiy dvigatel bilan boshqariladi (180 RPM, 27 kg-sm), metall tishli. Dvigatel haydovchisi sifatida siz har bir dvigatel uchun kamida 10A uzluksiz oqim bilan ta'minlaydigan har qanday haydovchidan foydalanishingiz mumkin, masalan: VNH2SP30, BTS7960B.

Loyihada zarur bo'ladigan qismlar:

1. Yuqori torkli redüktör DC Dvigatel 12V 180RPM x6
2. 6 mm Hex DC tishli dvigatel ulagichi x6
3. Favqulodda to'xtatish tugmasi x1
4. Zanglamaydigan po'latdan yasalgan tugmachali kalit x2
5. 7.4V 2700mAh 10C Lipo batareyasi x1
6. 11.1V 5500mAh 3S 45C Lipo batareyasi x1
7. Dvigatel haydovchisi, masalan: VNH2SP30 x6 yoki BTS7960B x2
8. Arduino mega 2560 x1
9. G'ildirak jantlari va shinalari HSP 1:10 Monster Truck x2
10. Micro USB platasi x1

Boshqaruv:

1. FrSky TARANIS Q X7 2.4GHz 7CH uzatuvchi x1
2. FrSky V8FR-II 2.4 gigagertsli qabul qiluvchi x1

Materiallar (shassi):

1. Qalinligi 2 mm bo'lgan duralumin varaq (LxW): 345x190 mm x2
2. Qalinligi 2 mm bo'lgan L shaklidagi alyuminiy burchakli qavs: 190x40x20 mm x2
3. Qalinligi 2 mm bo'lgan C shaklidagi alyuminiy burchakli qavs: 341x40x20 mm x2

4. Yong'oq va murvat:

   • M3 10 mm x 10
   • M2 6 mm x 8

Asboblar:

HILDA Electric Mini matkap

Kengaytirilgan versiya:

1. RunCam Split kamera x1
2. 2 o'qli gimbal x1
3. Robot qo'l x1
4. Robot metall ushlagich x1
5. VL53L0X lazer toF sensori x1

2 -qadam: Robot shassisini yig'ish

Robot shassisini yig'ish juda oson. Barcha qadamlar yuqoridagi fotosuratlarda ko'rsatilgan. Asosiy operatsiyalar tartibi quyidagicha:

1. Yon alyuminiy profillarda diametri 13 mm bo'lgan 3 teshikni burang (dvigatel milining teshiklari)
2. Yon alyumin profillarda diametri 3 mm bo'lgan 6 teshikni burang (dvigatellarni profilga mahkamlaydigan teshiklar)
3. DC motorlarini yon alyuminiy profillarga burab qo'ying
4. Yon alyuminiy profillarni doimiy dvigatellari bilan taglikka burab qo'ying
5. Old va orqa profilni taglikka mahkamlang
6. Kerakli quvvat kalitlarini va boshqa elektron komponentlarni o'rnating (keyingi bo'limga qarang).

3 -qadam: Elektron qismlarni ulash

Bu elektron tizimning asosiy boshqaruvchisi-Arduino Mega 2560. Oltita dvigatelni boshqarish uchun men ikkita BTS7960B dvigatel drayverini (H-ko'prigi) ishlatardim. Har bir tomondan uchta dvigatel bitta dvigatel haydovchisiga ulangan. Dvigatel haydovchilarining har biri 43A gacha bo'lgan yuk bilan yuklanishi mumkin, bu hatto qo'pol erlarda harakatlanadigan mobil robot uchun ham etarli quvvat chegarasini beradi. Elektron tizim ikkita quvvat manbai bilan jihozlangan. Ulardan biri shahar motorlari va servosini (LiPo batareyasi 11.1V, 5500 mAch), ikkinchisi Arduino, bluetooth modulini, fpv kamera va datchiklarni (LiPo batareyasi 7.4V, 2700 mA / soat) etkazib berish uchun.

Elektron modullarning ulanishi quyidagilar:

BTS7960 -> Arduino Mega 2560

• MotorRight_R_EN - 22
• MotorRight_L_TR - 23
• MotorLeft_R_EN - 26
• MotorLeft_L_EN - 27
• Rpwm1 - 2
• Lpwm1 - 3
• Tezlik 2 - 4
• Lpwm2 - 5
• VCC - 5V
• GND - GND

FrSky V8FR -II 2,4 gigagertsli qabul qilgich -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Aileron
• ch3 - 8 // Lift
• VCC - 5V
• GND - GND

2,4 gigagertsli qabul qilgich va Arduino o'rtasidagi simli ulanishlar yuqoridagi simlar sxemasida ko'rsatilgan. Arduino -dan 5V va GND quvvat simlarini qabul qilgichning pinlariga mos ravishda + (VCC) va - (GND) ulang. Bundan tashqari, ishlatilgan qabul qiluvchi kanallarni (ch2 va ch3) Arduino raqamli pinlariga ulashingiz kerak (masalan, dasturdagi kabi 7 va 8). Agar siz elektronikani o'rganishni endigina boshlayotgan bo'lsangiz va siz quvvat manbai, kalit va motor drayverini qanday ulashni bilmasangiz, mening shunga o'xshash loyihamdagi simlar sxemasi foydali bo'ladi. Robotni boshqarishni 2,4 gigagertsli Taranis Q X7 2,4 gigagertsli uzatgichdan boshlashdan oldin, siz avval uzatgichni qabul qilgich bilan bog'lab qo'yishingiz kerak. Bog'lanish tartibi mening videomda batafsil tasvirlangan.

4 -qadam: Arduino Mega kodi

Men quyidagi namuna Arduino dasturlarini tayyorladim:

• RC 2,4 gigagertsli qabul qilgichni sinab ko'rish
• 6WD robot nazorati

Birinchi "RC 2.4GHz Receiver Test" dasturi Arduino -ga ulangan 2,4 gigagertsli qabul qilgichni osongina ishga tushirish va tekshirish imkonini beradi, ikkinchi "6WD Robot Control" robotning harakatini boshqarishga imkon beradi. Namuna dasturini tuzishdan va yuklashdan oldin, yuqorida ko'rsatilgan maqsadli platforma sifatida "Arduino Mega 2560" ni tanlaganingizga ishonch hosil qiling (Arduino IDE -> Asboblar -> Kengash -> Arduino Mega yoki Mega 2560). Taranis Q X7 2,4 gigagertsli uzatgichdan buyruqlar qabul qiluvchiga yuboriladi. Qabul qiluvchining 2 va 3 -kanallari mos ravishda Arduino 7 va 8 raqamli pinlariga ulangan. Arduino standart kutubxonasida biz puls uzunligini mikrosaniyalarda qaytaradigan "pulseIn ()" funktsiyasini topa olamiz, biz uni qabul qiluvchidan PWM (Pulse Width Modulation) signalini o'qish uchun ishlatamiz, bu transmitterning egilishiga mos keladi. boshqaruv tayog'i. PulseIn () funktsiyasi uchta argumentni oladi (pin, qiymat va vaqt tugashi):

• pin (int) - pulsni o'qishni xohlagan pin raqami
• qiymat (int) - o'qiladigan puls turi: YO'Q yoki past
• taymout (int) - puls tugashini kutish uchun ixtiyoriy mikrosaniyalar soni

Keyin o'qilgan puls uzunligining qiymati -255 dan 255 gacha bo'lgan qiymatga moslashtiriladi, u oldinga/orqaga ("moveValue") yoki o'ngga/chapga ("turnValue") tezligini bildiradi. Masalan, agar biz boshqaruv tayog'ini to'liq oldinga sursak, "moveValue" = 255 va to'liq orqaga surish "moveValue" = -255 ni olishimiz kerak. Bu turdagi boshqaruv tufayli biz robotning harakatlanish tezligini to'liq diapazonda tartibga solishimiz mumkin.

5 -qadam: Mobil robotni sinovdan o'tkazish

Bu videolarda oldingi qismdagi dastur asosida mobil robotning sinovlari ko'rsatilgan (Arduino Mega Code). Birinchi videoda mening xonamda 6WD robotining sinovlari ko'rsatilgan. Bu robot bir necha kilogramm yukni juda oson ko'taradi, videoda 12 kg ga teng 8 shisha suv tashiladi. Robot, shuningdek, ikkinchi videoda ko'rganingizdek, to'xtash joyidagi yo'l chetidagi to'siqlarni osonlikcha engib o'tishi mumkin. Ushbu yo'riqnomaning boshida siz qiyin erlarda qanchalik yaxshi dosh berayotganini ko'rishingiz mumkin.

6 -qadam: Dizaynni yaxshilashga misollar

Siz ushbu loyihani qo'shimcha komponentlar bilan kengaytira olasiz, masalan:

• robot tutuvchi
• robot qo'l (bu yo'riqnomada tasvirlangan)
• kamera bilan gimbal

Yuqorida siz yuqorida ko'rsatilgan yaxshilanishlarni aks ettiruvchi ikkita videoni topasiz. Birinchi videoda Taranis Q X7 2,4 gigagertsli transmitter va FrSky V8FR-II qabul qilgichi yordamida pan-tiltli kamera va robot ushlagichni qanday boshqarish kerakligi ko'rsatilgan. Keyingi videoda 2,4 gigagertsli bir xil uzatuvchi va qabul qilgich yordamida 2 o'qli gimbalni qanday ulash va boshqarish haqida tezkor ko'rsatma berilgan.

7 -qadam: Robot qo'llarini sozlash

Men ilgari robot qo'lini yasaganman va uni bu yo'riqnomada tasvirlab berganman. Biroq, men asl loyihani biroz o'zgartirishga qaror qildim va boshqa erkinlik darajasini (wirst) va FPV kamerasini qo'shishga qaror qildim. Robotda hozirda 4 ta aylanma bo'g'in bor:

• Wirst
• Tirsak
• Yelka
• Baza

4 o'qda aylanish robotning ish joyidagi narsalarni oson ushlash va boshqarishga imkon beradi. Bilak rolini bajaradigan aylanadigan tutqich har xil burchaklarga joylashtirilgan narsalarni olish imkonini beradi. U quyidagi qismlardan yasalgan:

• LF 20MG 20 KG raqamli Servo x1
• Servo qavs x1
• Qalinligi 4 mm va diametri 50 mm bo'lgan duralumin silindr
• Duralumin varaq 36x44 mm va qalinligi 2 mm
• Boltlar va yong'oqlar M3 x4
• FPV kamera - RunCam OWL Plus x1

Kamera operatorning hatto kichik narsalarni ham ushlab olishini osonlashtirish uchun to'g'ridan -to'g'ri ushlagichning tepasida joylashgan.

8 -qadam: Robot holatini tekshirish va transportga tayyorgarlik

Robot qo'li va kamera stendi katlanmış, bu robotni tashishni ancha osonlashtiradi. Robotning orqa paneli 3 ta LED bilan jihozlangan. Ulardan ikkitasi elektronika, motorlar va servolarning quvvat holatini ko'rsatadi (yoqish yoki o'chirish). Uchinchi RGB LED batareyaning holati va nosozligini ko'rsatadi. Dasturlashni osonlashtirish uchun robot mikro USB port bilan jihozlangan. Bu yechim robot korpusini olib tashlamasdan sinovni ancha osonlashtiradi.

9 -qadam: Wi -Fi va Fpv kameralaridan oldindan ko'rishni tekshirish

Robotga ikkita kamera o'rnatilgan. Wifi kamerasi robotning orqa qismidagi sozlanishi alyuminiy ushlagichga joylashtirilgan. Kichkina fpv kamera robot ushlagichining tepasiga joylashtirilgan.

Ushbu testda ishlatiladigan kameralar:

• RunCam OWL Plus
• XiaoMi YI Wifi kamerasi

Birinchi videoda ikkala kameraning sinovlari ko'rsatilgan. Wi -Fi kamerasining ko'rinishi smartfonda va noutbukdagi fpv kamerasining ko'rinishi. Videoda ko'rib turganimizdek, oldindan ko'rish kechikishi kichik va Wi -Fi kamerasi uchun bu kechikish biroz kattaroq.

Ikkinchi videoda men sizning kompyuteringizda 5,8 gigagertsli chastotali fpv kameradan qanday qilib oldindan ko'rishni asta -sekin ko'rsatdim. Kameradagi tasvir transmitterdan 5,8 gigagertsli qabul qilgichga yuboriladi. Keyin u usb port orqali noutbukga ulangan video ushlagichga o'tadi va nihoyat VLC pleerida ko'rsatiladi.