Կառուցեք շատ փոքր ռոբոտ. Ստեղծեք աշխարհի ամենափոքր անիվավոր ռոբոտը բռնակով: 9 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:53

Կառուցեք 1/20 խորանարդ դյույմանոց ռոբոտը բռնակով, որը կարող է վերցնել և տեղափոխել փոքր առարկաներ: Այն կառավարվում է Picaxe միկրոկոնտրոլերի կողմից: Believeամանակի այս պահին, ես կարծում եմ, որ սա կարող է լինել աշխարհի ամենափոքր անիվավոր ռոբոտը, որը բռնակ ունի: Դա, անկասկած, կփոխվի վաղը կամ մյուս շաբաթ, երբ ինչ -որ մեկը ավելի փոքր բան կկառուցի:

Իսկապես փոքր ռոբոտներ կառուցելու հիմնական խնդիրը նույնիսկ ամենափոքր շարժիչների և մարտկոցների համեմատաբար մեծ չափն է: Նրանք զբաղեցնում են միկրո ռոբոտի ծավալի մեծ մասը: Ես փորձեր եմ ձեռնարկում վերջապես ռոբոտներ պատրաստելու համար, որոնք իսկապես մանրադիտակ են: Որպես միջանկյալ քայլ, ես պատրաստեցի երեք փոքրիկ ռոբոտներին և այս հրահանգում նկարագրված վերահսկիչին: Կարծում եմ, որ փոփոխությունների դեպքում, ռոբոտների այս ապացույցը, կարելի է փոքրացնել մինչև մանրադիտակի չափ: Տարիներ շարունակ փոքր ռոբոտներ կառուցելուց հետո (տես այստեղ ՝ https://www.instructables.com/id/Building-Small-Robots-Making-One-Cubic-Inch-Micro/), ես որոշեցի ամենափոքր ռոբոտներին պատրաստելու միակ միջոցը: հնարավոր էր, որ շարժիչները, մարտկոցները և նույնիսկ Picaxe միկրոկոնտրոլերը արտաքին լինեն ռոբոտին: 1-ին նկարում R-20- ը ցույց է տալիս 1/20 խորանարդ դյույմանոց ռոբոտը մեկ լումայի վրա: 1b և 1c նկարները ցույց են տալիս ամենափոքր անիվավոր ռոբոտը, որը բարձրացնում և պահում է 8 փին IC- ն: ԿԱ ՎԻԴԵՈ 3 -րդ քայլում, որը ցույց է տալիս, որ ռոբոտը վերցնում է 8 փին IC- ն և տեղափոխում այն: Եվ մեկ այլ տեսանյութ 5 -րդ քայլում, որը ցույց է տալիս, թե ինչպես է ռոբոտը դառնում մի լումա:

Քայլ 1: Գործիքներ և նյութեր

18x Picaxe միկրոկառավարիչ Sparkfun- ից. արույր, կամ ֆոսֆորային բրոնզե թիթեղ Micromark2- ից 1/8 "x 1/16" նեոդիմի մագնիսներից 1-1 "x1" x1 "նեոդիմի մագնիս: Մագնիսները հասանելի են ՝ https://www.amazingmagnets.com/index.asp Տելեսկոպիկ պղնձե խողովակներ Micromark- ից ՝ https://www.micromark.com/ Walmart- ից պղնձե կապանքներ Walmart1/10 »ապակյա մանրաթելային տպատախտակի նյութից ՝ Electronic Goldmine- ից: https://www.goldmine-elec-products.com/ հստակ հինգ րոպեանոց էպոքսիդ Տարբեր ընկույզներ և պտուտակներ TOOLS ասեղնաձև բռնակով չամրացված մետաղից պատրաստված անպիտան ասեղով տափակաբերան աքցան Նկարում 2 պատկերված է օգտագործված Picaxe մոդուլը: Նկարում 2b- ը ցույց է տալիս Picaxe մոդուլի հետնամասը:

Քայլ 2. Կառուցեք 1/20 խորանարդ դյույմ ռոբոտ:

.40 "x.50" x.46 "ռոբոտի ծավալը Magbot R-20- ը փոքր-ինչ փոքր է խորանարդ դյույմի 1/20-ից: Այն պատրաստված է ոչ մագնիսական թիթեղից 3 տուփի կառույցներ ծալելով: Ամենափոքր ներքինը արկղը կպցված է բռնիչի ձախ մատին: երկու փոքր մագնիսներ էպոքսիդացված են ուղղահայաց լիսեռի վրա, որը թեքվում է ՝ ձևավորելով բռնիչի աջ մատը, որն ազատ պտտվում է: Հենց այս երկու մագնիսներն են վերահսկվում արտաքին շարժվող պտտվող և պտտվող մագնիսական ուժերով: դաշտ, որն ապահովում է ռոբոտին ամբողջ ուժը: Ես տուփի կառուցվածքների համար օգտագործել եմ.005 "հաստ ֆոսֆորային բրոնզե թիթեղ, քանի որ այն կարող է եռակցվել և հեշտությամբ օքսիդացվել կամ մթագնել: Կարող է օգտագործվել նաև պղինձ կամ արույր: Ես ի սկզբանե օգտագործել եմ փոքր փորվածքներ պտտվող մետաղալարերի առանցքների համար թիթեղների կրող անցքերը հորատելու համար: Դրանցից մի քանիսը փորված մամլիչում կոտրելուց հետո ես վերջացրեցի պարզապես մեծ ասեղով և մուրճով անցքեր բացել մետաղի թիթեղի մեջ: Սա ստեղծում է կոնաձև անցք, որն այնուհետև կարող է հարթ հարթվել: Պարտադիր չէ, որ անցքերը լինեն ճշգրիտ չափի կամ նույնիսկ կատարյալ տեղադրված: Այս փոքր մասշտաբի դեպքում շփման ուժերը փոքր են, և եթե ուշադիր նայեք նկարներին, կտեսնեք, որ ես օգտագործել եմ երկար.1 "երկար ստանդարտ երկար վերնագրերի քառակուսիներ` առանցքների և բռնակով մատների համար: Կարելի է օգտագործել նաև պղնձե մետաղալարեր: Ապակե ուլունքների անիվները տեղադրված էին ռոբոտի ներքևի մասում էպոքսիդ ունեցող պղնձե կապում: Կարևոր է շինարարության համար օգտագործել ոչ մագնիսական նյութեր, կամ ռոբոտի հզորությունն ու կառավարումը բացասաբար կազդեն:

Քայլ 3. Ռոբոտի մագնիսական շարժիչ

Ռոբոտը ունի չորս աստիճանի ազատություն: Այն կարող է առաջ և հետ գնալ, պտտել ձախ կամ աջ, բռունցքը շարժել վեր ու վար և բացել և փակել բռնակիչը: Լուսանկար 4: Ես չորս շարժիչով տեղափոխեցի շարժիչով շարժիչներ, որոնք սովորաբար կպահանջվեին դա անելու համար `պարզապես մագնիսը հորիզոնական կախելով: երկու առանցքի գիմբալի վրա: Երկու 1/8 "x1/8" x1/16 "մագնիսներ էպոքսիդացված են մետաղալարերի ուղղահայաց լիսեռի վրա, որը թեքված է բռունցքի մեկ մատը ձևավորելու համար: Երկու մագնիսները շարված են մեկ մագնիսի դեր կատարելու և մեկ մագնիսական շարժիչ ստեղծելու համար: Սա տեղադրված է ամենափոքր տուփի մեջ, որի վրա ամրացված է մյուս բռունցքի մատը: Բռնակի տուփը տեղադրված է գիմբալի երկրորդ հորիզոնական առանցքի վրա `000 փողային պտուտակով և ընկույզով: Ես օգտագործել եմ պտուտակը, որպեսզի հեշտությամբ կարողանամ հեռացնել այն: ճշգրտումների համար. Արտաքին մագնիսական դաշտը տեղադրված է CNC տիպի մեքենայի վրա, որը կարող է սահեցնել մագնիսական օղակը x և y առանցքի երկայնքով և պտտել այն հորիզոնական և ուղղահայաց: Դա կարող էր արվել էլեկտրամագնիսով, բայց ես ընտրեցի օգտագործել մեկը խորանարդ դյույմ նեոդիմիումի մշտական մագնիս, քանի որ դա փոքր ծավալով մեծ մագնիսական դաշտ ստեղծելու ամենահեշտ և ամենաարագ միջոցն է: Լուսանկար 4c- Այսպիսով, ռոբոտի փոքրիկ մագնիսի հյուսիսային ծայրով ՝ դեպի մագնիսի ավելի մեծ արտաքին հարավային ծայրը դրա տակ ռոբոտ -մագնիսը բավականին մոտիկից հետևում է շարժմանը ns արտաքին մագնիսական դաշտ. Ռոբոտի կարճ տեսագրության համար, որը վերցնում է 8 փին IC, տես այստեղ ՝ https://www.youtube.com/embed/uFh9SrXJ1EA Կամ կտտացրեք ստորև բերված տեսանյութին:

Քայլ 4: CNC Type Robot Controller

Նկար 5 -ը ցույց է տալիս CNC տիպի ռոբոտների վերահսկիչ: Չորս սերվո շարժումներ են տալիս մեկ խորանարդ դյույմանոց նեոդիմի մագնիսին, որին հետևում է ռոբոտի մեջ գիմբալ տեղադրված մագնիսը: X և Y առանցքների համար բարձր ոլորող մոմենտ սերվո ՝ ճախարակով և ձկնորսական առաջատարով ձգում է ապակեպլաստե հարթակը: Springսպանակը դեմ է շարժմանը: Հարթակը հենվում է երկու աստղադիտակի փողային խողովակների վրա, որոնք գործում են որպես գծային ուղեցույց: Պլաստմասե առանցքակալները, որոնք պատրաստված են պլաստիկ կտրող տախտակից, գծային ուղեցույցների երկու կողմերում, պահում են հարթակի մակարդակը: Այս կոնկրետ ռոբոտ -վերահսկիչը մի քանի խորանարդ դյույմի սահմանափակ տիրույթ ունի: Սա, ի վերջո, պետք է ավելի քան բավարար համարվի իսկապես մանրադիտակային ռոբոտներին կառավարելու համար, որոնց համար կարող է պահանջվել ընդամենը մի քանի խորանարդ սանտիմետր տարածություն:

Քայլ 5: Մագնիսական ռոբոտների միացում

Ռոբոտի վերահսկիչը բաղկացած է Picaxe միկրոկառավարիչից, որը ծրագրված է ռոբոտին շարժումների հաջորդականություն ապահովելու համար: Ես գտնում եմ, որ Picaxe- ը ամենահեշտ և ամենաարագ միկրոկոնտրոլերն է `միանալու և ծրագրավորելու համար: Չնայած այն ավելի դանդաղ է, քան սովորական Pic Micro- ն կամ Arduino- ն, այն ավելի քան արագ է բավական փորձարարական ռոբոտների համար: Picaxe- ի այլ նախագծերի համար տե՛ս այստեղ ՝ https://www.inklesspress.com/picaxe_projects.htm Եվ այստեղ ՝ https://www.instructables.com/id/Building-Small-Robots-Making-One-Cubic-Inch-Micro/ Picaxe- ը վերահսկում է ռոբոտին `հերթականությամբ հրամաններ ուղարկելով Polulu միկրո սերիական servo վերահսկիչին: Պոլուլուի վերահսկիչը շատ փոքր է և շարունակաբար պահում է մինչև 8 սերվո, ինչ դիրքում էլ որ դրանք տեղադրվեն: Picaxe- ի պարզ հրամանները թույլ են տալիս հեշտությամբ վերահսկել սերվերի դիրքը, արագությունը և ուղղությունը: Ես բարձր խորհուրդ կտայի այս վերահսկիչը բոլոր տեսակի սերվոյի վրա հիմնված ռոբոտների համար: Սխեմատիկան ցույց է տալիս, թե ինչպես են միացված չորս սերվերը: Servo 0 -ը և 1 -ն ուղղում են 1 մագնիսը X և Y առանցքի երկայնքով: Servo 2 -ը շարունակական պտտվող սերվո է, որը կարող է մագնիսը պտտել ավելի քան 360 աստիճան: Servo 3 -ը մագնիսը փոքր -ինչ թեքում է առաջ և ետ` բռնակն իջեցնելու և բարձրացնելու համար: կարճ ռոբոտի մի դրամի միացման տեսանյութը, տես այստեղ ՝ https://www.youtube.com/embed/wwT0wW-srYg Կամ կտտացրեք ստորև ներկայացված տեսանյութին.

Քայլ 6: Robot Controller Software

Ահա Picaxe միկրոկառավարիչի ծրագրային ապահովման ծրագիրը: Այն ուղարկում է նախապես ծրագրավորված հաջորդականություններ Պոլուլուի սերվո վերահսկիչին, որը մագնիսը տեղափոխում է եռաչափ տարածք ՝ ռոբոտին կառավարելու համար: Փոքր փոփոխություններով այն կարող է օգտագործվել նաև հիմնական դրոշմակնիք երկու ծրագրավորելու համար: Picaxe- ը ծրագրելու համար անհրաժեշտ համարեցի անջատել Pin 3 -ը (սերիական ելք) servo վերահսկիչից: Հակառակ դեպքում ծրագիրը չի ներբեռնվի համակարգչից: Ես նաև անհրաժեշտ համարեցի անջատել երեք կապը servo վերահսկիչից, երբ միացնում եմ սխեմաները, որպեսզի կանխվի servo վերահսկիչի կողպումը: Այնուհետև երկրորդ վայրկյանից հետո ես նորից միացրի 3-րդ կապը: Rրագիր R-20 magrobot- ի հավաքման հաջորդականության համար `օգտագործելով polulu servo վերահսկիչ բարձր 3 'սերիայի ելքային pinpause 7000' 0-ի սահմանում 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 35, 127) 'position s1 13-24-35 counter-clockwiseserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) դիրքը s0 գ-ժամացույցը դադար 7000 մակարդակի magnetserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 23, 127) «դիրքի միջին ընդմիջում 1000» առաջ շարժվել երկար servo1serout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 21, 127) 'դիրքորոշման ժամացույց ՝ ընդմիջում 1500' բռնակ ներքևից 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 26, 127) 'position downpause 2000' փակել gripserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) 'դանդաղ արագությամբ ժամացույցի դադար 50serout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'stop servo 2 rotatepause 700' առաջ շարժվել shortserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 13, 127) 'դիրքի ժամացույցի դադար 1000' բռնակ upserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 23, 127) «դիրքորոշման միջին դադար 700» թեքվեք աջ 90serout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) 'դանդաղ արագությամբ ժամացույց 470serout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'կանգառ սերվո 2 ռոտացիա դադար' 1000 'առաջ 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 13, 12) դիրքի s0 դադար 1500 բռնակ downserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 25, 12) 'դիրքը midpause 2000' փակել gripserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) 'դանդաղ արագությամբ գ-ժամացույց ընդմիջում 50serout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'կանգառ սերվո 2 պտույտ դադար 400 400 կրկնօրինակում 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) դիրքի s0 գ-ժամացույցի դադար 700' բռնակ upserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 22, 12) 'դիրքի միջանկյալ դադար 1000pause 6000' սահմանվել է 0 դիրքի'ր 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 35, 127) 'դիրք s1 13- 24-35 c-clockserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) դիրքը s0 c-clockloop: goto loop

Քայլ 7: Սենսորների ավելացում

Այս ռոբոտը սենսորներ չունի: Որպես փոքր օբյեկտների ռոբոտ -մանիպուլյատոր իսկապես օգտակար լինելու համար առավելություն կլինի իրական աշխարհի տարբեր սենսորների միկրոկոնտրոլերի հետադարձ կապը: Էլեկտրաէներգիայի մատակարարումը նավի վրա դնելուց խուսափելու համար կարող են օգտագործվել լույսի տվիչներ: Լազերային կամ ինֆրակարմիր լույսը կարող է ուղղված լինել ռոբոտի վերևին, իսկ մեխանիկական անդրադարձիչները կամ արգելափակիչները կարող են միացված լինել հպման տվիչներին, ճնշման սենսորներին կամ ջերմաստիճանի տվիչներին և փոփոխական անդրադարձունակությանը, որը կարդում են ֆոտոխցիկները կամ տեսախցիկը: Մեկ այլ հնարավորություն է `օգտագործել RFID տեխնոլոգիան փոխանցել զարկերակ, որը ռոբոտի էլեկտրոնիկային ստիպում է վերադառնալ նույնականացման համարի փոխարեն, բիթերի հաջորդականություն, որոնք ներկայացնում են հպման կամ այլ տվիչների տատանումները:

Քայլ 8. Մագնիսական ուժ ունեցող այլ ռոբոտներ

Ռոբոտները, որոնք վերահսկվում են տարբեր տեսակի մագնիսական դաշտերով, նորություն չեն: Նրանցից ոմանք մանրադիտակ են, իսկ ոմանք ավելի մեծ են, որպեսզի դրանք բժշկական տեսանկյունից տեղակայվեն մարդու մարմնում: Ոմանք օգտագործում են համակարգչով կառավարվող էլեկտրամագնիսներ, իսկ ոմանք ՝ շարժական մշտական մագնիսներ: Ահա որոշ լավագույն և ամենափոքր փորձարարական մագնիսական ռոբոտների մի քանի հղումներ, որոնց վրա աշխատում են հետազոտողները: Թռչող մագնիս ռոբոտը մեկ կոպեկի վրա: Թեև իրականում այն չի թռչում, այն սավառնում է համակարգչով վերահսկվող մագնիսական դաշտում, ինչպես այն խաղալիքները, որոնք կասեցնում են երկրի փոքր գլոբուս: Այն ունի նաև բռնակ, որն ընդլայնվում է լազերային տաքացմամբ, իսկ հետո սառչում: Unfortunatelyավոք, հյուսիսային և հարավային ծայրերի մագնիսական ռոբոտները ուղղահայաց են, ուստի ոչ մի կերպ հնարավոր չէ վերահսկել պտտվող պտույտը բռնակին ճշգրիտ կողմնորոշելու համար: Այն մի փոքր ավելի մեծ է, քան իմ պատրաստած ամենափոքր ռոբոտը, որը ցույց է տրված 9-րդ քայլում: -76.html Լողի մագնիս ռոբոտ Իսկապես մանրադիտակային ռոբոտ, որը պարույր է ՝ մի ծայրում մագնիսով: Արտաքին պտտվող և պտտվող մագնիսական դաշտով այն կարող է ուղղված լինել ցանկացած ուղղությամբ և լողալ ջրի տակ: spectrum.ieee.org/aug08/6469 Բժշկական ռոբոտներ. /Controlled_pill_camera_is_created/UPI-60051212691495/Ահա մի քանի մանրադիտակային մագնիսական վերահսկիչ բռնակներ, որոնք կարող են քիմիապես կամ ջերմությամբ ակտիվանալ: https://www.sciencedaily.com/releases/200901-01-0914210651.htm գրավել Այսպիսով, նրանք ավելի շատ նման են արջի մանրադիտակին, քան լիովին ֆունկցիոնալ բռնակին: /13010901.asppic 10-ը ցույց է տալիս Magbots R-19, R-20 և R-21, երեք ռոբոտները, որոնք ես պատրաստել եմ այս փորձերի համար: Ամենափոքրը փոքրացվեց ՝ վերացնելով մեկ առանցքն ու անիվները: Մետաղական պոչը թույլ չի տալիս այն հետ շրջվել:

Քայլ 9. Կառուցեք նույնիսկ ավելի փոքր ռոբոտներ

Նկարում 11-ը ցույց է տալիս Magbot R-21- ը ՝ մագնիսական հզորությամբ ամենափոքր ռոբոտը, որը մինչ այժմ պատրաստածս ֆունկցիոնալ բռնակով է:.22 "x.20" x.25 "չափով այն կազմում է 1 1/1 խորանարդ դյույմ: Անիվները և մեկ առանցքային կետը (գիմբալ) վերացնելով ՝ ռոբոտը շատ փոքր է անիվային տարբերակից: Այն սահում է մետաղի վրա: շրջանակն այնքան էլ սահուն չէ, որքան անիվներով: Հաղորդալարերի պոչը թույլ է տալիս ռոբոտին թռչել ետ `բռնակն բարձրացնելու համար: Նման կոնֆիգուրացիան կարող է օգտագործվել մանրադիտակային չափի ռոբոտ ստեղծելու համար: Խնդիրն այս պահին կամ սովորական IC- ի օգտագործումն է: բարակ ֆիլմերի մեխանիկական կառույցներ ստեղծելու կամ մանրադիտակային կառույցներ ստեղծելու այլ տարբերակ գտնելու տեխնոլոգիա: Ես աշխատում եմ դրա վրա: Այս փոքր ռոբոտները ներկայացնում են փոքր տարածքում շատ շարժումներ կատարելու ամենահեշտ տարբերակներից մեկը: Ինքնաթիռի մագնիսների և արտաքին մագնիսական դաշտերի այլ հնարավոր կազմաձևեր, որոնք կարող են արտադրել շատ հետաքրքիր ռոբոտներ: Օրինակ ՝ ռոբոտի վրա ավելի քան երեք կամ ավելի պտտվող կամ պտտվող մագնիսների օգտագործումը կարող է հանգեցնել ավելի շատ ազատության աստիճանի և բռնակին ավելի ճշգրիտ շահարկելուն:

Գրպանի չափի մրցույթի առաջին մրցանակ