Бокс роботының прототипі: 14 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Карнеги Меллон университетінде жобаға негізделген гуманоидтар сабағында мен қарапайым жеткізілім роботының дизайнын және прототипін таңдадым. Оны арзан және тез ойлап табу үшін дизайн қорапты және кішкентай болды. Лазерлік кескішпен қорап жасауды білгеннен кейін, сол принциптерді қолдана отырып, сіз жасай алатын басқа нәрселердің мүмкіндіктері шексіз болады. Бұл оқулық сізге денемді жобалау мен прототиплеу процесін біртіндеп жүргізеді, көптеген суреттер мен скриншоттар.

Бұл конструкцияда оқулықтар мен қағаз бумалары сияқты 8,5 дюймге жуық өлшемді заттарды сақтауға арналған 1 бөлім бар. Дизайнда кішкене қозғалатын бөлме бар, сондықтан ол тығыз орналаспауы керек. Бөлімнің астында электроникаға арналған орын бар. Бұл орын мотор контроллерлеріне, Arduino тақталарына, тақталарға, Bluetooth чиптеріне және т.б. сия алады. Бөлімнің оң жағындағы аймақ осы оқулықта қарастырылмайтын ашу механизмі үшін сақталады.

1 -қадам: бағдарламалық қамтамасыз ету, аппараттық құралдар және материалдар

Бағдарламалық қамтамасыз ету:

Бокс роботының прототипін жасау үшін сізге өзіңіз таңдаған CAD бағдарламасын қолдану қажет. Мен SolidWorks -ты қолдандым, себебі ол менің университетімде болды. Қол жетімділігі жоқ адамдар үшін тағы бір нұсқа - Autodesk Inventor, ол студенттер үшін.edu электрондық пошта мекенжайы үшін ақысыз.

SolidWorks

Autodesk өнертапқышы

Бұл оқу құралы SolidWorks -те орындалады, бірақ басқа АЖЖ бағдарламалары үшін оңай болуы керек.

Файлдарды лазерлік кесуге пішімдеу және жіберу үшін CorelDraw қолдандым.

CorelDraw

Көптеген басқа лазерлік кескіштермен үйлесімді басқа да көптеген бағдарламалар бар.

Жабдық:

Мен Epilog Legend 36EXT 50W лазерлік кескішті қолдандым. Көптеген басқа лазерлік кескіштер нарықта бар, бірақ бұл гравировка, жылдамдық және сапа бойынша менің қажеттіліктерімді қанағаттандырды.

Epilog Legend Tech ерекшеліктері

Материалдар:

• 2x акрил парағы (.1 «x24» x30 «)
• 4x тұрақты ток қозғалтқыштары
• 4x мотор бекітпелері
• 4x дөңгелектер
• Ыстық желім мылтығы
• Желім таяқшалары
• Ақ тақта маркері
• Картон қораптар (шағын және орта)
• USB флеш

Мен университеттің көркем дүкенінен тапқан OPTIX мөлдір акрил парақтарын қолдандым. Сіз оны Интернеттен сатып ала аласыз немесе кез келген басқа акрилді қолдана аласыз.

Мен Mecanum дөңгелектерін сүйемелденетін қозғалтқыштары мен моторлық қондырғылары бар RobotShop жинағынан алдым, ол қазір жоқ. Ұқсас (және әлдеқайда қымбат) жинақ әлі де бар. Кез келген дөңгелектер жұмыс істейді, Mecanum дөңгелектері менің мақсатыма тиімді қызмет етті.

2 -қадам: Бөлшектер

Мен сияқты қорапты роботтың прототипін жасау үшін сізге келесі бөліктер қажет:

• 1x доңғалақ базасы
• 1x жоғарғы
• 1x артқа
• 1x сол жақ
• 1x оң жағы
• 1x бөліктің төменгі жағы
• 1x бөлімнің жағы

Бұл бөліктер бір -біріне ілгектер мен тесіктер арқылы қосылады. Бұл ілгектер материалдың қалыңдығының ені болуы керек. Менің жағдайда мен.1 «акрилді қолдандым, сондықтан менің қойындылар мен тесіктердің ені.1» болды. Егер қойындылар мен тесіктердің өлшемі дұрыс болмаса, онда сіздің бөліктер бір -біріне сәйкес келмейді!

3 -қадам: Доңғалақ базасы CAD

Қозғалтқыш қондырғылары мен электр саңылауларының орналасуы мен өлшемдері сізде бар қозғалтқыштар мен қозғалтқыштардың түріне байланысты өзгереді. Сондықтан олар бұл сызбаларда берілмеген.

Электр сымдарының саңылаулары мотор сымдарын электроника орналасқан бөліктің астына жылжытуға мүмкіндік береді. Осылайша сіз электрониканы жерге сүйремей қозғалтқышты басқара аласыз.

Есіңізде болсын, егер сіздің материалыңыз қалыңдығы 1 дюйм болмаса, өлшемдеріңіз бірдей болмайды!

4 -қадам: Жоғарғы АЖЖ

Есіңізде болсын, егер сіздің материалыңыз қалыңдығы 1 дюйм болмаса, өлшемдеріңіз бірдей болмайды!

5 -қадам: АЖЖ -ны қайтару

Есіңізде болсын, егер сіздің материалыңыз қалыңдығы 1 дюйм болмаса, өлшемдеріңіз бірдей болмайды!

6 -қадам: Сол жақтағы АЖЖ

Есіңізде болсын, егер сіздің материалыңыз қалыңдығы 1 дюйм болмаса, өлшемдеріңіз бірдей болмайды!

7 -қадам: Оң жақтағы АЖЖ

Есіңізде болсын, егер сіздің материалыңыз қалыңдығы 1 дюйм болмаса, өлшемдеріңіз бірдей болмайды!

8 -қадам: АЖЖ астындағы бөлім

Есіңізде болсын, егер сіздің материалыңыз қалыңдығы 1 дюйм болмаса, өлшемдеріңіз бірдей болмайды!

9 -қадам: АЖЖ бөлімі

Есіңізде болсын, егер сіздің материалыңыз қалыңдығы 1 дюйм болмаса, өлшемдеріңіз бірдей болмайды!

10 -қадам: DXF құру

Бұл қадамға өтпес бұрын, сіздің өлшемдеріңіздің дұрыстығына және сіздің бөліктеріңіздің сәйкес келуіне көз жеткізу үшін SolidWorks құрастыруын жасау пайдалы болуы мүмкін.

Енді сізде барлық САПР файлдары бар, оларды лазермен кесуге дайындау керек. Көптеген лазерлік кескіштер.dxf файлын қолданады, ол векторлық мәліметтерді қамтитын файл. Лазерлік кескіш сіздің бөлшектеріңізді кесу үшін осы векторларға сүйенеді. Көбінесе лазерлік кескіштер шектеулі функционалдығы бар дербес компьютерлерге қосылады. Бұл компьютерлерден кіру үшін DXF файлдарын USB дискісіне сақтау пайдалы немесе тіпті қажет болуы мүмкін.

Әр бөлік үшін келесі қадамдарды қайталаңыз:

• «Файл» түймесін басыңыз
• «Басқаша сақтау» түймесін басыңыз
• USB тағайындалған жерге өтіңіз
• «Түр ретінде сақтау» түймесін басыңыз
• «Dxf (*.dxf)» түймесін басыңыз
• «Сақтау» түймесін басыңыз
• «Бағдарды қарау» түймесін басыңыз (1)
• Лазермен кескіңіз келетін бөліктің бетін басыңыз (2)
• «Ағымдағы» құсбелгісін қойыңыз (3)
• Жасыл құсбелгіні басыңыз (4)
• «Сақтау» түймесін басыңыз

Мен төменде DXF файлдарын тіркедім.

11 -қадам: CorelDraw -те пішімдеу

CorelDraw бағдарламасын ашыңыз. Ашылатын экранда «Файл», содан кейін «Жаңа» түймесін басыңыз. Пайда болған терезеде CorelDraw файлына атау беріңіз. Мен файлымды қорапты робот1 деп атадым, себебі мен әр акрил парағы үшін бір файл жасаймын, мен оны кесуім керек. «Ені» мен «Биіктігі» өрістерін акрил парағыңыздың дұрыс өлшемдеріне орнатыңыз және бірліктердің дюймде екеніне көз жеткізіңіз. «OK» түймесін басыңыз.

Экранда бос құжат пайда болады. «Файл», содан кейін «Ашу» түймесін басыңыз. Осы жоба үшін жасаған барлық DXF файлдарын таңдап, «Ашу» түймесін басыңыз. Әр файл үшін қосымша терезе ашылады. «Бірліктерден» барлық терезелер үшін «ағылшын тілін», содан кейін «жарайды» таңдаңыз. Енді сіздің барлық бөліктеріңіз бөлек қойындыларда ашылады.

Сіз әр бөліктің төменгі жағында SolidWorks брендингі бар екенін байқайсыз. Мұны жою үшін мәтін ұяларының бірін шертіңіз, пернетақтадағы «Shift» пернесін басып тұрыңыз, ал басқа мәтіндік өрісті басыңыз. Тұтқалар бұрыштарда пайда болуы керек. «Жою» түймесін басыңыз, сонда олар жойылады. Мұны сіздің барлық бөліктеріңіз үшін жасаңыз.

SolidWorks бренді жойылғаннан кейін бірінші DXF файлына оралыңыз. Бөліктің жоғарғы сол жақ бұрышынан бастап тінтуірді шертіп, оны төменгі оң жақ бұрыштан сыртқа сүйреңіз. Сіз тышқанды сүйреп апарған кезде оның артынан сызықшалы жолақ шығады. Бұл таңдау құралы. Қорапта сіздің бөлігіңіздің барлық сызықтары толығымен қоршалғанына көз жеткізіңіз. Егер сіз қателесеңіз, таңдауды алып тастау үшін «Escape» пернесін басып, әрекетті қайталаңыз.

Бүкіл бөлік таңдалғаннан кейін сіз әр жолдың айналасында көптеген тұтқаларды байқайсыз. Бұл жолдарды бөлек жылжыту мен пішімдеуді болдырмау үшін жоғарғы таспадағы «Топтау» түймесін басыңыз. Бұл барлық сызықтарды бірден апаруға мүмкіндік береді.

Сіз бөлікті таңдаған кезде оны көшіріңіз. Содан кейін бос бокс робот1 файлына оралыңыз және оны қойыңыз. Оны сол жақ жоғарғы бұрышқа кемінде 1/8 дюйм жиектермен орналастырыңыз. Бұл процесті акрилдің бірінші парағына сәйкес келетін бөліктермен қайталаңыз. Бөліктердің кемінде 1/8 дюймдік жиектері бар екеніне көз жеткізіңіз. барлық жағынан.

Құжаттың барлық бөліктерін таңдаңыз. Жоғарғы таспада жолдың салмағын ашатын мәзірді таңдап, «Шаш сызығын» таңдаңыз. Бұл лазерлік кескішке сызықтарды гравировкадан гөрі қиып алғыңыз келетінін айтады.

Барлық қалған бөліктерді екінші акрил парағына бекіту үшін дәл осы процедураны қолданыңыз.

12 -қадам: лазерлік кескіштің параметрлері

«Файл», содан кейін «Басып шығару» түймесін басыңыз. Бұл қалыпты Word құжатын басып шығаруға ұқсас диалогтық терезені ашады. Сіз оң жақ жоғарғы қойындыда «1 шығарылым» деген хабарлама бар екенін байқайсыз. Лазерлік кескіштің параметрлерін дұрыс орнатқаннан кейін, бұл мәселе шешілуі керек және «Мәселе жоқ» деп айту керек.

Принтер ретінде лазерлік кескішті таңдаңыз. Содан кейін оның жанындағы «Параметрлер» түймесін басыңыз.

Келесі терезе - Epilog бағдарламалық жасақтамасы. Мұнда бірнеше қадамдар бар, бірақ тәртіп маңызды емес. Тек олардың барлығына сенімді болыңыз!

• «Параметрлер» бөлімінде «Автофокус» құсбелгісін қойыңыз
• «Жұмыс түрлері» бөлімінде «Векторды» таңдаңыз («растр» гравировкаға арналған)
• «Дана өлшемі» бөлімінде «Ені» мен «Биіктігі» өрістерін орнатыңыз
• «Жылдамдықты» 15% орнатыңыз
• «Қуатты» 100% орнатыңыз
• «Жиілікті» 5000 Гц -ге орнатыңыз

Жылдамдық, қуат және жиілік параметрлері лазерлік кескіш нұсқаулығында 1/8 дюймдік қалың акрил үшін ұсынылады. Басқа қалыңдықтар мен басқа материалдар бар.

Эпилогқа арналған нұсқаулықтар

«OK» түймесін басыңыз. Сізді басып шығару терезесіне қайтару керек. Жоғарғы оң жақ қойындыда енді «Мәселе жоқ» деп айту керек. Егер ол әлі де мәселелерді тізімдейтін болса, өз қалауыңызды қайтадан тексеріңіз. Ақау табылмаса, «Басып шығару» түймесін басыңыз.

13 -қадам: кесу процесі

Мен фотосуреттер үшін басқа жобаның ағашы мен конструкциясын қолдандым, себебі мөлдір акрил лазерлік кескіштің шыны қақпағының астында іс жүзінде көрінбейді.

Құжатты «Басып шығару» түймесін басу арқылы лазерлік кескішке жібергеннен кейін, лазерлік кескішке өтіңіз. Сығылған ауа клапанын табыңыз және оның қосулы екеніне көз жеткізіңіз. Сонымен қатар, лазерлік кескіштің қосылғанын тексеріңіз. Қақпақты ашып, акрилді жоғарғы сол жақ бұрышқа қойыңыз. Бұл лазерлік кескіш аймағының шығу тегі немесе (0, 0) нүктесі. Лазерлік кескіштің қақпағын жабыңыз. Кішкене алдыңғы экранда сіз жұмыс нөмірі мен атауды көресіз. Жұмыс атауы сіз жіберген CorelDraw құжат атауына сәйкес келуі керек. Егер атаулар сәйкес келмесе, лазерлік кескіштің компьютерге дұрыс қосылғанын тексеріп, басып шығару процесін қайталаңыз. Сіз экранда дұрыс жұмыс бар екенін растағаннан кейін жасыл «Өту» түймесін басыңыз. Лазер сіздің материалды және автофокусты жылжытуы керек. Фокусталғаннан кейін ол бірінші орынға көшіп, кесуді бастайды. Лазерлік кескішті қараусыз қалдырмаңыз.

Лазерлік кескіштердегі Жылдамдық, Қуат және Жиілік мәндері тек ұсынылғандықтан, материалды толығымен кесу үшін сізге бірнеше рет кесу қажет болуы мүмкін. CorelDraw -те материалды жылжытпау немесе ешқандай жолды жылжытпау өте маңызды. Егер сіз мұны жасасаңыз, кесу бұзылуы мүмкін! Жылдамдық пен қуат параметрлерін өзгерту қажет. Бастапқы кесуден кейін сіз тезірек және күшті емес пас бергіңіз келеді.

Кейінгі өту үшін жылдамдықты 10% -ға арттырыңыз және қуатты 10% -ға азайтыңыз. Барлық кесілген бөліктеріңіз «құлап» немесе «құлап кеткенін» көрмейінше өтуді жалғастырыңыз. Бұл барлық бөлшектердің толық кесілгенін және оларды алып тастауда қиындық болмайтынын көрсетеді. Толығымен кесілген кесік кесілмеген бөліктер деңгейінен сәл төмен түседі.

Материалды кесіп өту кезінде лазер ойып алу аймағына тигенде, ол ұшқындарды немесе жарқылдарды жіберуі мүмкін екенін біліңіз. Шок болмаңыз, бірақ егер материал тез тұтанатын болса, лазерлік кескішті кідіртуге дайын болыңыз, себебі ол өртеніп кетуі мүмкін. Лазерлік кескішті тоқтатудың екі әдісі бар. Қызыл түйме кесуді тоқтатады және лазерді өшіреді, бірақ орнында қалады. Жасыл түймені басу арқылы жұмысты жалғастыруға болады. Қалпына келтіру түймесі кесуді тоқтатады, лазерді өшіреді және жұмысты толығымен тоқтатады. Бұл лазердің бастапқы орнына оралатынын білдіреді және сіз кесуді толығымен қайта бастауыңыз керек.

Бөлшектер толық кесілгеніне сенімді болғаннан кейін, оларды лазерлік кескіштен алып тастаңыз және барлық бөлшектер кесілгенше қажет болған жағдайда қайталаңыз.

14 -қадам: құрастыру

Бұл бөлшектерді құрастыру сәл басқатырғыш жасауға ұқсайды! Ыстық желімді мылтықты қыздырмас бұрын мен пайдалы деп тапқан нәрсе - бұл тақтаның маркері қай бөліктің қайсы және қай жағы жоғары немесе төмен екенін белгілеу үшін. Содан кейін мен барлық бөлшектерді желімсіз еркін жинадым, барлығы дұрыс сәйкес келетінін екі рет тексеру үшін.

Ыстық желімді қолданған кезде құрбандыққа арналған материалмен жұмыс жасайтындығыңызға сенімді болыңыз: картон немесе ағаш сынықтары. Ыстық желім кілем, үстел матасы немесе үстел беттері сияқты көптеген беттерді бүлдіруі мүмкін.

Оң және артқы жағынан бастаңыз. Оң жақ бөліктің артқы тесіктеріне ыстық желімді аздап итеріңіз. Артқы бөліктегі оң жақ ілгектерді оң жақтағы тесіктерге итеріңіз. Олардың дұрыс бұрышта екеніне көз жеткізу үшін картон қорапшаны қолданыңыз және желімді құрғатыңыз.

Содан кейін сол жақ бөлікті қолданыңыз және сол процедураны сол жақ тесіктермен және артқы сол жақ ілгектермен қайталаңыз. Бөлшектердің дұрыс бұрышта екеніне көз жеткізу үшін тағы да картон қорапты қолданыңыз.

Содан кейін бөлімнің түбін алыңыз. Ыстық желімді сол жақ орталық тесіктер мен артқы орталық тесіктерге аздап жайыңыз. Бөлімнің төменгі ілгектерін осы тесіктерге итеріңіз. Картон қораптағы бөліктің төменгі жағын жоғары көтеріп, оның тегіс екеніне көз жеткізіңіз. Ыстық желімді құрғатыңыз.

Бітуге сәл қалды бітейін деп қалдым! Купе жағын алыңыз да, ыстық желімді бөлменің астыңғы тесіктеріне және артқы жағындағы тік тесіктерге аздап итеріңіз. Бөлімнің жағын тиісті тесіктер мен ілгектерге салыңыз және ыстық желімді құрғатыңыз.

Соңында, жоғарғы бөлікті алыңыз. Ыстық желімді жоғарғы бөліктегі барлық тесіктерге аздап жайыңыз. Жоғарғы бөлікті бекіткіш ілгектерге итеріп, ыстық желімді құрғатыңыз.

Дөңгелектерге, қозғалтқыштар мен моторларға арналған құрастыру нұсқауларын бөлек орындаңыз. Жиналған бөліктерді доңғалақ базасына бекітіңіз.

Дөңгелектерге немесе қозғалтқыштарға ыстық желім түспеуін қадағалап, доңғалақ базасындағы барлық тесіктерге ыстық желімді итеріңіз. Жиналған солға, оңға, артқа, үстіңгі және бөлікті алып, оны доңғалақ базасының тесіктеріне итеріңіз.

Енді сіздің жеке роботыңыз бар!

Міне, моторларды Arduino көмегімен қуаттандыру және жүргізу арқылы осы жобаны жалғастыру бойынша бірнеше пайдалы оқулықтар:

Arduino көмегімен тұрақты ток қозғалтқышын басқарыңыз

Arduino бар мотор контроллері

Оқығаныңыз үшін рахмет! Сізде туындауы мүмкін сұрақтар мен кеңестерді жіберіңіз және қызықты болыңыз!