PiCar: Կառուցելով ինքնավար մեքենայի հարթակ. 21 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Այս հրահանգը մանրամասնում է PiCar- ի ստեղծման համար անհրաժեշտ քայլերը

Ի՞նչ է PiCar- ը:

PiCar- ը բաց աղբյուրներով ինքնավար մեքենաների հարթակ է: Այն ինքնին ինքնավար չէ, բայց հեշտությամբ կարող եք սենսորներ ավելացնել մեքենան Arduino- ով կամ Raspberry Pi- ով կառավարելու համար:

Ինչու՞ օգտագործել PiCar- ը RC մեքենայի փոխարեն:

PiCar- ի օգտագործումը շատ նման է RC մեքենայի ՝ որպես հարթակ օգտագործելուն: Այնուամենայնիվ, PiCar- ը ձեզ ավելի շատ վերահսկողություն է տալիս և ավելի հեշտ է փոփոխել, քան RC մեքենան: PiCar- ի շասսին 3D տպագրված է, և անհրաժեշտության դեպքում կարող եք հեշտությամբ խմբագրել 3D մոդելը `մեքենայում ավելի շատ տարածք ավելացնելու համար: Բացի այդ, բոլոր մասերը կամ հեշտությամբ հասանելի են առցանց, կամ կարող են 3D տպագրվել:

Ո՞վ ստեղծեց PiCar- ը:

PiCar- ը նախագծվել է Վաշինգտոնի համալսարանում ՝ Սեն Լուիսում, Հումբերտո Գոնսալեսի և Սիլվիա Չժանի լաբորատորիայում: Մեքենան նախագծվել է 2017 թվականի մայիսին և հունիսին մասնակցում էր ռոբոտաշինության մրցույթին: PiCar- ը հայտնվել է Չինաստանի Սիան քաղաքի Սիան iaզյաոտոնգ համալսարանի Silk Road Robotics Innovations Competition մրցույթում 30+ միջազգային թիմերից լավագույն 10 -ում: Ահա հղում դեպի FlowBot- ի YouTube տեսանյութ:

Սա ուսանելի է միայն մանրամասնում, թե ինչպես կարելի է PiCar կառուցել: Եթե ցանկանում եք, որ ձեր PiCar- ի հետ օգտագործվի օրինակելի կոդը, խնդրում ենք անդրադառնալ մեր GitHub շտեմարանին `օրինակին և լրացուցիչ փաստաթղթերին ծանոթանալու համար:

Քայլ 1: Մասերի ցուցակ

Մասերի ցուցակ

• Անխոզանակ շարժիչ և ESC (32,77 դոլար)
• Մարտկոց ($ 10.23)
• Servo Motor (6.15 դոլար)
• Անիվներ ($ 28; ներդիրով և սոսնձված անիվին)
• Առանցք, 6 մմ (19,38 դոլար)
• Hex Wheel Adapters ($ 3.95)
• Large Gear (8.51 դոլար)
• Pinion Gear ($ 5.49)
• 3 մմ առանցքակալ, 8 մմ արտաքին տրամագիծ ($ 8.39)
• 2 մմ առանցքակալներ, 5 մմ արտաքին տրամագիծ ($ 9.98)
• Առանցքակալներ (30,68 դոլար)
• M3 և M2 պտուտակներ ($ 9.99)
• Մատչելիություն 3D տպիչին

Ընդհանուր `$ 176,00

Լրացուցիչ:

• ESC ծրագրավորման քարտ ($ 8.40)

  Turnigy TrackStar ESC ծրագրավորման քարտ

• Մարտկոցի լիցքավորիչ (24,50 դոլար)

  Turnigy P403 LiPoly / LiFe AC / DC մարտկոցի լիցքավորիչ (ԱՄՆ վարդակից)

• Ալան բանալիների հավաքածու ($ 9.12)

  https://www.amazon.com/TEKTON-Wrench-Metric-13-Pie…

• RC վերահսկիչ ընդունիչով ($ 22.58)

  https://hobbyking.com/hy_us/hobbyking-gt2e-afhds-2…

• Arduino ($ 10.9)

  https://www.amazon.com/Elegoo-Board-ATmega328P-ATM…

• Հացի տախտակ (6,99 դոլար)

  https://www.amazon.com/eBoot-Experiment-Solderless…

• Տարբեր լարեր ($ 6.99)

  https://www.amazon.com/GenBasic-Female-Solderless-…

Ընդհանուր `89,48 դոլար

Մասերը ընտրվել են երեք չափանիշների համաձայն.

• Ֆունկցիոնալություն
• Մատչելիություն
• Տվյալների թերթիկի առկայություն

Մասերը պետք է լավ գործեն, որպեսզի նրանք կատարեն ըստ ցանկության և երկար ծառայեն: Նրանք պետք է հեշտությամբ գնվեն առցանց, որպեսզի այլ մարդիկ կարողանան կրկնօրինակել PiCar- ը: Սա կարևոր է, քանի որ ապագայում մեր լաբորատորիան ավելի շատ մեքենաներ է պատրաստելու, և քանի որ մենք ցանկանում ենք, որ մեքենան հասանելի լինի ամբողջ երկրի մարդկանց: Մասերը պետք է ունենան տվյալների թերթեր, քանի որ մենք փորձեր ենք կատարելու PiCar- ի հետ: Ակադեմիական փորձեր կատարելիս կարևոր է հստակ իմանալ, թե ինչ է կատարվում ձեր օգտագործած սարքավորման մեջ: Տվյալների թերթիկների առկայությունը փորձը դարձնում է կրկնվող:

Քայլ 2: Մուտք գործեք 3D մոդելների վրա

Ինչպես մուտք գործել Onshape- ում տեղակայված CAD ֆայլեր.

1. Գնացեք

2. Եթե ձեզ տրվել են հաշվի տվյալները, մուտքագրելու համար օգտագործեք այդ հավատարմագրերը:

3. Հակառակ դեպքում, ստեղծեք նոր հաշիվ: Երբ ձեր հաշիվը կազմաձևվի և մուտք գործեք, գնացեք ՝ https://cad.onshape.com/documents/79e37a701364950… ՝ Pi ավտոմեքենայի վեհաժողով մուտք գործելու համար:

4. Հղումը բացելը ձեզ կտանի դեպի Pi Car Assembly ֆայլի, ինչպես երևում է վերը նշված պատկերներում: Եթե դուք օգտագործում եք տրամադրված հավատարմագրերը, դուք կունենաք «խմբագրելու» մուտք դեպի այս հավաքածուն և բոլոր մասի ֆայլերը: Եթե դուք օգտագործում եք նոր օգտվողի հաշիվ, կարող եք ստեղծել ժողովի պատճենը և խմբագրել այն այդ կերպ:

5. Onshape- ը սովորելու համար այցելեք

6. Վերոնշյալ պատկերը ցույց է տալիս, թե ինչպես մուտք գործել յուրաքանչյուր մաս, հավաքույթ, ենթահավաք կամ նկար:

7. Չափերը (մասերի միջև հեռավորությունը կամ անկյունը) ստուգելու լավագույն միջոցը համապատասխան մասի կամ հավաքածուի գծապատկերին գնալն է: Չափերը ստուգելուց առաջ համոզվեք, որ նկարը համաժամեցրեք դրա համապատասխան հավաքածուի կամ մասի հետ ՝ կտտացնելով թարմացման կոճակին, ինչպես երևում է վերը նկարում:

8. Որոշակի հարթություն ստուգելու համար օգտագործեք կետ առ կետ, կետ առ տող, տող առ տող, անկյուն և այլն չափման գործիքը և կտտացրեք մի զույգ կետերի/գծերի վրա, ինչպես ցույց է տրված վերևում պատկեր

Քայլ 3: Ներբեռնեք 3D մոդելները

Այժմ, երբ ձեզ հասանելի են 3D մոդելները, դրանք պետք է ներբեռնեք 3D տպման համար

Ներբեռնելու համար անհրաժեշտ է 9 մաս

• Շասսիի եզրափակիչ
• Ackermann բազային հղում
• Ackermann servo horn

• Անիվի վեցանկյուն 12 մմ

  (x2) Երկու կողմերն էլ նույնական մասեր են

• Ակերմանի արմ

  (x2) Թե՛ ձախ, թե՛ աջ կողմեր; այս ֆայլերը միմյանց հայելային պատկերներ են

• Ackermann pin հղում

  (x2) Երկու կողմերն էլ նույնական մասեր են

1. Վերոնշյալ մասերը ներբեռնելու համար անցեք OnShape- ի հիմնական PiCar վեհաժողովին
2. Աջ սեղմեք այն հատվածի վրա, որը ցանկանում եք ներբեռնել
3. Կտտացրեք արտահանում
4. Պահպանեք ֆայլը որպես.stl ֆայլ
5. Կրկնեք այս քայլերը ՝ բոլոր 9 ֆայլերը որպես.stl ֆայլեր պահելու համար

Եթե բախվում եք խնդրի հետ, որտեղ ֆայլերը չեն կարող ներբեռնել, կարող եք գտնել քայլային ֆայլերը կամ stl ֆայլերը մեր GitHub- ում: Հիմնական էջից կտտացրեք hw, chassis և վերջապես stl_files կամ step_files:

Քայլ 4. 3D տպեք. STL ֆայլերը

Օգտագործեք ձեր նախընտրած 3D տպիչը `բոլոր stl ֆայլերը տպելու համար:

Տպումների մեծ մասը պետք է տպագրվեն հենարաններով, բայց ես գտա, որ դրանցից մի քանիսը ավելի լավ են տպում առանց դրանց: Ես խորհուրդ եմ տալիս տպել Ackermann servo եղջյուրը, Wheel hex 12mm և Ackermann թևերի կտորները առանձին տպագրությամբ և առանց հենարանների: Սա կնվազեցնի տպման ընդհանուր ժամանակը և կբարձրացնի տպումների որակը:

Ես տպել եմ բոլոր մասերը 100% լցվածով, բայց սա անձնական ընտրություն էր: Եթե ցանկանաք, կարող եք իջնել մինչև 20%: Ես որոշեցի տպել նման բարձր լցվածությամբ `փորձելով մեծացնել մասերի ամրությունը:

Իմ տպագրությունները դրվեցին 0,1 մմ շերտի բարձրության վրա: Այս որոշումը կայացրեցի, քանի որ 0.1 մմ -ը իմ 3D տպիչի կանխադրված պարամետրն է: Խորհուրդ կտամ հատվածները տպել 0.1 մմ -ից 0.2 մմ շերտի բարձրության միջև:

Քայլ 5. Տեղադրեք առանցքակալները դեպի 3D տպված առջևի ղեկային համակարգ

3 մմ առանցքակալը մտնում է Ackermann Arm եռաչափ տպված երկու մասերում:

Դուք պետք է կարողանաք մատները օգտագործելիս սեղմել առանցքակալները: Այնուամենայնիվ, եթե ավելի շատ ուժ է պահանջվում, ես խորհուրդ եմ տալիս սեղմել հարթ առարկան կրողին, որպեսզի կարողանաք ավելի մեծ ուժով մղել: Փորձեք չօգտագործել սուր առարկա կամ կտրուկ հարվածել կրողին:

Երկու մմ մմ երկու առանցքակալներ սեղմեք Ակերմանի թևի երկու մասերի մեջ:

Սեղմեք 2 մմ առանցքակալ Ackermann Pin Link- ի երկու մասերի մեջ:

Խնդրում ենք անդրադառնալ լուսանկարներին `հասկանալու համար, թե ուր են գնում բոլոր առանցքակալները: Դա պետք է հեշտ լինի ասել, քանի որ առանցքակալները միայն ճիշտ չափի փոս կմտնեն:

Քայլ 6. Պտուտակ Ackermann Servo Horn Onto Servo

Սեղմեք Ackermann Servo Horn- ի 3D տպված հատվածը սերվոյի վերևում:

Ackermann Servo Horn- ը պետք է անմիջապես ներս մտնի: Եթե դա այդպես չէ, կարող եք կտրել սերվոյի ծայրը: Ինչպես տեսնում եք առաջին լուսանկարում, ես կտրեցի իմ սերվոյի ծայրը, որպեսզի ցույց տամ, թե ինչ տեսք կունենա դա:

Օգտագործեք պտուտակներից մեկը, որն ուղեկցվել է ձեր servo- ով, Ackermann Servo Horn- ը սերվոյի վրա պտուտակելու համար:

Այս քայլը բավականին ուղիղ առաջ է ընթանում: Պտուտակը կապահովի մասերի հուսալի միացումը:

Քայլ 7. 3D տպված առջևի անիվի միացում

Միացրեք Ackermann Arm- ի երկու մասերը Ackermann Base Link- ի վրա երկու M2 պտուտակով և ընկույզով:

Այս քայլի համար օգտագործեք կենտրոնական առանցքակալը: Խնդրում ենք անդրադառնալ լուսանկարներին `տեսնելու, թե որտեղ ամրացնել Ackermann Arm- ի մասերը: Երկու կողմերը պետք է լինեն միմյանց հայելային պատկեր:

Միացրեք Ackermann Pin Link- ի երկու մասերը Ackermann Arm- ի մասերի վրա `օգտագործելով երկու M2 պտուտակ և ընկույզ:

Ackermann Pin Link- ի վերջը, որը ՉԻ կրող, այն վերջն է, որը դուք օգտագործում եք Ackermann Arm- ը ամրացնելու համար: Մասերի կողմնորոշումը ճիշտ տեսնելու համար դիմեք լուսանկարներին:

ԿԱՐԵՎՈՐ. Ackermann Pin Link- ի ձախ և աջ մասերը շրջված են միմյանց նկատմամբ:

Սա նշանակում է, որ մեկ կրող ծայրը պետք է լողա մյուսից վեր, ինչպես երևում է լուսանկարներում:

Քայլ 8. Servo- ն ամրացրեք առջևի անիվի հավաքույթին

M2 պտուտակով և ընկույզով միացրեք սերվերը առջևի անիվի հավաքածուին:

Ackermann servo եղջյուրը անցնում է Ackermann Pink Link- ի երկու մասերի միջև: Անդրադարձեք լուսանկարներին, որպեսզի մասերի կողմնորոշումը ճիշտ ստանաք:

Քայլ 9. Անիվները միացրեք առջևի անիվի հավաքույթին

Տեղադրեք Wheel Hex 12 մմ 3D տպված երկու մասերը երկու անիվների մեջ:

Այս 3D տպված հատվածը գործում է որպես անիվի և մեքենայի միջև հեռավորություն: Սա թույլ է տալիս անվադողերը հնարավորինս մոտ լինել շասսիին, մինչդեռ դեռ չեն դիպչում:

Օգտագործեք երկու M3 պտուտակներ և ընկույզներ ՝ երկու անիվները առջևի անիվների հավաքածուին ամրացնելու համար:

Պտուտակի գլուխը գնում է անիվի դրսից, իսկ ընկույզը `ներսից: Սա ավարտում է առջևի անիվի հավաքումը:

Քայլ 10: Տեղադրեք պտուտակավոր շարժիչ դեպի շարժիչի լիսեռ

Պինիոն հանդերձանքը պետք է խփել շարժիչի լիսեռի վրա

Խորհուրդ եմ տալիս օգտագործել պլաստմասե մուրճ, որպեսզի չվնասեք մասերը: Պահեք պտուտակավոր սարքը լիսեռի եզրին մոտ, ինչպես երևում է լուսանկարում:

Քայլ 11: Կտրեք առանցքը մինչև երկարություն

Կտրեք առանցքը մինչև 69 մմ

6 մմ տրամագծով առանցքը 200 մմ երկարություն ունի, երբ այն ժամանում է McMaster Carr- ից: Այս կառուցվածքի համար առանցքը պետք է կտրվի մինչև 69 մմ:

Ես խորհուրդ եմ տալիս օգտագործել Dremel- ը պտտվող սկավառակի սրող կցորդով: Քանի որ առանցքը պատրաստված է չժանգոտվող պողպատից, դրա երկարությունը կտրելու համար կպահանջվի մի քանի րոպե հղկում: Այս կառուցվածքի համար իմ առանցքը կտրելու համար ինձանից պահանջվեց ընդամենը 5 րոպե: Ես խորհուրդ եմ տալիս օգտագործել Dremel- ը ՝ չամֆը առանցքի ծայրին կտրելու համար: Սա թույլ կտա տեղադրված առանցքակալներին և շարժիչ հանդերձանքին ավելի հեշտ սահել:

Քայլ 12. Սահեցրեք առանցքակալները դեպի առանցք

Տեղադրված առանցքակալները պետք է սահել առանցքի վրա:

Սա սկսում է կառուցել հետևի անիվի ժողովը:

Քայլ 13: Mount Spur Gear Onto Axle

Սահեցրեք շարժիչը դեպի առանցքի աջ կողմը:

Համոզվեք, որ կողպեքի պտուտակը հանդերձի ներքին կողմում է:

Օգտագործելով տրամադրված ալենի բանալին, պտուտակեք կողպեքի պտուտակը, մինչև այն ամուր ամրացվի առանցքին:

Լավ կլինի, որ առայժմ կողպեքի պտուտակն արձակված լինի և հետագայում այն ամբողջովին սեղմվի: Սա կապահովի, որ շարժիչի ատամները լավ համակցվեն պտուտակավոր հանդերձի հետ:

Քայլ 14. Կցեք վեցանկյուն ադապտերներ 2 անիվների վրա

Պտուտակացրեք երկու վեցանկյուն անիվի ադապտերները անիվների վրա `օգտագործելով տրված պտուտակները:

Համոզվեք, որ պտուտակները լիովին ամրացված են:

Քայլ 15. Անիվները և բարձի կողպեքի առանցքակալները ամրացրեք առանցքին

Անիվները սահեցրեք առանցքի երկու ծայրերի վրա:

Ամրացրեք կողպեքի պտուտակները, որպեսզի անիվները ամրացվեն տեղում:

Քայլ 16. Mount Brushless Motor շարժիչ դեպի շասսի

Տեղադրեք շարժիչը շասսիին ՝ օգտագործելով երեք M2 պտուտակ:

Հետագայում օգտակար կլինի, եթե լարերը այնպես կողմնորոշեք, որ դրանք ուղղված լինեն դեպի շասսիի ներսը:

Քայլ 17. Տեղադրեք անիվի հավաքում դեպի շասսի

Տեղադրեք հետևի անիվի հավաքածուն շասսիին ՝ օգտագործելով չորս M3 պտուտակներ և ընկույզներ:

Համոզվեք, որ խարիսխը և պտուտակավոր հանդերձանքը հավասարեցված են, և որ ատամները լավ են համակցված:

Եթե ատամները լավ չեն համակցվում, ապա թուլացրեք կողպեքի պտուտակը պտուտակով: Տեղափոխեք շարժիչի շարժիչը առանցքի երկայնքով, մինչև այն միաձուլվի պտուտակավոր հանդերձի հետ:

Քայլ 18. Կցեք առջևի անիվի վահանակը շասսիին

Տեղադրեք առջևի անիվի հավաքածուն շասսիին ՝ օգտագործելով չորս M3 պտուտակներ և ընկույզներ:

Տեղադրեք servo- ն շասսիի ուղղանկյուն servo տուփի մեջ:

Քայլ 19. Միացրեք ESC- ն Brushless Motor- ին

Շարժիչի նույն գույնի լարերը միացրեք ESC- ի լարերին:

Այս լարերը ապահովում են շարժիչի հզորությունը: Շարժիչը առանց խոզանակի շարժիչ է, ինչը նշանակում է, որ այն շարժվում է փոփոխական հոսանքով երեք կծիկներով: ESC- ն որոշում է, թե երբ փոխել հոսանքը `կախված pwm ազդանշանից, որը ստանում է իր տեղեկատվական մալուխից:

Քայլ 20. Միացրեք ESC և շարժիչի տեղեկատվական մալուխները ընդունիչին

Համոզվեք, որ դրականն ու հիմքը ձեր ստացողի ճիշտ տեղում են: Շատ կարևոր է, որ դրական (կարմիր) լարերը բոլորը նույն շարքում են:

Դիտեք ձեր RC վերահսկիչի օգտագործողի ձեռնարկը `որոշելու, թե որ մալուխներից յուրաքանչյուրն ինչ վայր պետք է անցնի: Իմ վերահսկիչի համար servo մալուխը գտնվում է առաջին ալիքում, իսկ ESC մալուխը `երկրորդ ալիքում:

Քայլ 21. Միացրեք ամեն ինչ LiPo մարտկոցով և փորձարկեք RC վերահսկիչով

Միացրեք LiPo մարտկոցը ESC- ին ՝ ամբողջ համակարգը սնուցելու համար: Այժմ կարող եք մեքենան կառավարել ձեր RC վերահսկիչով: Ստուգեք, որ ամբողջ համակարգը գործում է ըստ նախատեսվածի:

Հնարավոր է, անհրաժեշտ լինի կարգավորել սերվոն այնպես, որ մեքենան ուղիղ քշի: RC կարգավորիչների մեծ մասը թույլ է տալիս կարգավորել այս անկյունը: Կարող եք նաև կարգավորել, թե որքան հեռու եք շրջում անիվը, մինչև մեքենան սկսի շարժվել: Ես խորհուրդ եմ տալիս կարդալ ձեր սեփականատիրոջ ձեռնարկը ձեր RC վերահսկիչի համար, որպեսզի հասկանաք դրա տարբեր գործառույթները: