Кішкентай робот жасаңыз: ұстағышпен әлемдегі ең кішкентай дөңгелекті робот жасаңыз.: 9 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:28

Кішкене заттарды алып, жылжыта алатын 1/20 текше дюймдік робот жасаңыз. Оны Picaxe микроконтроллері басқарады. Қазіргі уақытта бұл менің ойымша, бұл әлемдегі ең кішкентай доңғалақты робот болуы мүмкін. Бұл ертең немесе келесі аптада біреу кішігірім нәрсе салғанда өзгеретіні сөзсіз.

Шағын роботтарды құрудағы басты мәселе - тіпті ең кішкентай қозғалтқыштар мен аккумуляторлардың салыстырмалы түрде үлкен мөлшері. Олар микро робот көлемінің көп бөлігін алады. Мен нағыз микроскопиялық роботтарды жасаудың әдістерін қолданамын. Уақытша қадам ретінде мен осы нұсқаулықта сипатталған үш кішкентай робот пен контроллерді жасадым. Менің ойымша, роботтардың тұжырымдамасын модификациялаумен микроскопиялық өлшемге дейін төмендетуге болады. Кішкентай роботтар жасағаннан кейін (мұнда қараңыз: https://www.instructables.com/id/Building-Small-Robots-Making-One-Cubic-Inch-Micro/), мен ең кішкентай роботтарды жасаудың жалғыз жолын шештім. моторлар, батареялар, тіпті роботтан тыс Picaxe микроконтроллері болуы мүмкін. 1-суретте R-20 1/20 текше дюймдік робот тиынға көрсетілген. 1b және 1c суреттерінде 8 істікшелі IC көтеретін және ұстайтын ең кішкентай доңғалақты робот көрсетілген. 3 -қадамда роботтың 8 істікшелі IC алып, оны жылжытатынын көрсететін ВИДЕО бар. Және 5 -қадамдағы роботтың тиын қосқанын көрсететін тағы бір бейне.

1 -қадам: құралдар мен материалдар

18x Sparkfun -дан Picaxe микроконтроллері: https://www.sparkfun.com/Mikro сериялық серво контроллері Polulu -дан қол жетімді: https://www.pololu.com/2 Polulu2 стандартты серводардан Polulu.oo5 дюймдік қалың мыстан жоғары серпінді серво. жез немесе фосфорлы қола қаңылтыр Micromark2- 1/8 «x 1/16» неодимий магниттері1- 1 «x1» x1 «неодимий магниті. Магниттерді мына жерден алуға болады: https://www.amazingmagnets.com/index.asp https://www.goldmine-elec-products.com/clear бес минуттық эпоксиАрнақты гайкалар мен болттар TOOLSneedletin snipssoldering irondrillmetal dessessle ине мұрын қысқыштары 2-сурет Picaxe модулін көрсетеді. 2b суреті Picaxe модулінің артқы жағын көрсетеді.

2 -қадам: 1/20 текше дюймдік робот жасаңыз

.40 «x.50» x.46 «дюймінде Magbot R-20 роботының көлемі текше дюймнің 1/20 бөлігінен сәл аз. Ол магнитті емес қаңылтырдың 3 қорапты конструкциясын жинау арқылы жасалған. Ең кіші ішкі қорап ұстағыштың сол жақ саусағына дәнекерленген, тік білікке эпоксидтендірілген, ол қысқыштың оң саусағын еркін айналдырады, дәл осы екі магнит сыртқы қозғалатын айналмалы және айналмалы магнитпен басқарылады. Мен роботты барлық қуатпен қамтамасыз ететін өріс. Мен қораптың құрылымы үшін.005 дюймдік қалың фосфорлы қола қаңылтырды қолдандым, себебі оны дәнекерлеуге және тотықтыруға немесе ластауға болмайды. Мыс немесе жезді де қолдануға болады. Мен бастапқыда айналмалы сым біліктеріне арналған қаңылтырдағы тірек тесіктерін бұрғылау үшін ұсақ бұрғыларды қолдандым. Бұрғылау қондырғысында олардың бірнешеуін сындырғаннан кейін, мен үлкен инемен тесіктерді тесіп, металға балғамен соқтым. Бұл конус тәрізді тесік жасайды, оны тегіс етіп қоюға болады. Тесіктердің дәл өлшемі немесе тіпті мінсіз орналасуы міндетті емес. Бұл шағын масштабта үйкеліс күштері өте аз, ал егер сіз суреттерге мұқият қарасаңыз, онда мен біліктер мен ұстағыш саусақтары үшін ұзындығы 1 дюймдік стандартты ұзын түйреуіштерді қолданғанымды көресіз. Мыс сымын да қолдануға болады. Шыны моншақ дөңгелектері роботтың төменгі жағына эпоксидті жезден жасалған түйреуіштерге бекітілген, конструкция үшін магнитті емес материалдарды қолдану маңызды, әйтпесе роботтың қуаты мен бақылауына теріс әсер етеді.

3 -қадам: робот -магниттік қозғалтқыш

Роботтың төрт дәрежелі еркіндігі бар. Ол алға және артқа қарай жүре алады, солға немесе оңға бұрыла алады, ұстағышты жоғары және төмен жылжытады, ұстағышты ашады және жабады. екі осьтік гимбалда. Екі 1/8 «x1/8» x1/16 «магниті сымның тік білігіне эпоксидтенеді, ол ұстағыштың бір саусағын қалыптастыру үшін бүктелген. Екі магнит бір магнит ретінде жұмыс істейді және бір магнитті қозғалтқыш жасайды Бұл басқа саусақпен дәнекерленген ең кішкентай қорапқа орнатылған, ұстағыш қорабы гимбалдың екінші горизонталь осіне 000 жез бұранда мен гайкамен бекітілген, мен оны оңай ажырату үшін бұранданы қолдандым. Сыртқы магнит өрісі CNC типті машинада орнатылған, ол магниттік фильді x және y осінің бойымен сырғытып, көлденең және тігінен айналдыра алады, бұл электр магниттің көмегімен жасалуы мүмкін еді, бірақ мен оны қолдануды жөн көрдім. текше дюймдік неодимдік тұрақты магнит, себебі бұл үлкен көлемдегі магнит өрісін құрудың ең оңай және жылдам әдісі. 4c-сурет, сондықтан роботтағы кішкентай магниттің солтүстік ұшы магниттің үлкен оңтүстік шетіне қарайды. оның астында робот -магнит мотивті мұқият қадағалайды Сыртқы магниттік өрістің роботтары. 8 істікшелі IC алатын роботтың қысқаша бейнесін мына жерден қараңыз: https://www.youtube.com/embed/uFh9SrXJ1EAНемесе төмендегі бейнені басыңыз.

4 -қадам: CNC типті робот контроллері

5 -суретте CNC типті робот контроллері көрсетілген. Төрт серво бір текше дюймдік неодим магнитінің қозғалысын қамтамасыз етеді, оны роботтағы гимбал бекітілген магнит жалғастырады. X және Y осі үшін шыны талшықты платформаға шкив пен балық аулау жетекшісі бар жоғары моментті серво тартылады. Бұлақ қозғалысқа қарсы. Платформа сызықты бағыттаушы ретінде қызмет ететін екі телескоптық жезден жасалған құбырларға сүйенеді. Пластикалық мойынтіректер пластикалық кесу тақтасынан, сызықтық бағыттаушылардың екі жағында, платформаның деңгейін сақтайды, бұл робот контроллерінің бірнеше текше дюймдік шектеулі диапазоны бар. Бұл ақырында бірнеше текше сантиметр диапазонын қажет ететін нағыз микроскопиялық роботтарды басқаруға жеткілікті дәрежеде дәлелденуі керек.

5 -қадам: магниттік роботтар тізбегі

Робот -контроллер Picaxe микроконтроллерінен тұрады, ол роботқа қозғалыстар тізбегін қамтамасыз етуге арналған. Мен Picaxe -ді қосу мен бағдарламалаудың ең қарапайым және жылдам микроконтроллері деп білемін. Бұл стандартты Pic Micro немесе Arduino -ға қарағанда баяу болғанымен, ол көптеген эксперименттік роботтар үшін жеткілікті жылдам. Басқа Picaxe жобаларын мына жерден қараңыз: https://www.inklesspress.com/picaxe_projects.htmАл мына жерде: https://www.instructables.com/id/Building-Small-Robots-Making-One-Cubic-Inch-Micro/ Picaxe роботты Polulu микро сериялық серво контроллеріне тізбектей жіберу арқылы басқарады. Polulu контроллері өте кішкентай және олар 8 приводты кез келген күйде ұстай алады. Picaxe -дің қарапайым командалары сервалардың орнын, жылдамдығын және бағытын оңай басқаруға мүмкіндік береді. Мен бұл контроллерді сервоға негізделген роботтардың барлық түрлеріне ұсынар едім. Схемада төрт серво қалай қосылғанын көрсетеді. 0 және 1 серверлері 1 дюймдік магнитті X және Y осі бойынша бағыттайды. Серво 2 - магнитті 360 градустан жоғары айналдыра алатын үздіксіз айналмалы серво. Серво 3 ұстағышты төмендету және көтеру үшін магнитті сәл алға және артқа еңкейтеді. Роботтың бір тиын қосатыны туралы қысқаша бейне, мына жерден қараңыз: https://www.youtube.com/embed/wwT0wW-srYgO немесе төмендегі бейнені басыңыз:

6 -қадам: Роботты басқару құралдары

Міне, Picaxe микроконтроллеріне арналған бағдарлама. Ол роботты басқару үшін магнитті 3d кеңістікте жылжытатын Polulu servo контроллеріне алдын ала бағдарламаланған тізбектерді жібереді. Кішкене өзгертулермен оны негізгі марканың екеуін бағдарламалау үшін де қолдануға болады. Picaxe бағдарламалау үшін мен түйреуіш 3 (сериялық шығыс) серво контроллерінен ажыратуды қажет деп таптым. Әйтпесе, бағдарлама компьютерден жүктелмейді. Сондай -ақ, тізбектерді қосқанда, серво контроллерінің құлыпталуын болдырмау үшін үш түйреуішті серво контроллерінен ажырату қажет деп таптым. Содан кейін бір секундтан кейін мен 3-пинді қайта қостым. 'R-20 магроботтарын алу кезегіне арналған бағдарлама polulu servo контроллерінің көмегімен 3' сериялық шығыс 7000 'жоғары сериялы шығыс 7000' 3 позицияға 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 35, 127) позициясы s1 13-24-35 сағат тіліне қарсы 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) позициясы s0 c-clockpause 7000 'деңгей магниті 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 23, 127) 'позиция орташа үзіліс 1000' ұзын серво1серу 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 21, 127), $ 04, 3, 26, 127) 'позицияның тоқтауы 2000' жабу 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) 'баяу жылдамдықтағы сағаттық үзіліс 50серу 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'servo 2 stop -роута 700' алға қарай жылжытыңыз 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 13, 127) 'позицияның сағаттық үзілісі 1000' ілініс 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 23, 127) 'позиция орташа нүктесі 700' оңға бұрылу 90серу 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) 'баяу жылдамдықтағы сағаттық үзіліс 470серу 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'серво тоқтату 2 айналу кідірісі 1000' алға қарай 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 13, 12) 'позиция s0 кідірту 1500' ұстау downserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 25, 12) 'позиция 2000 ортасы' жабу 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) 'сағаты баяу c сағаты 50серу 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'servo 2 ротациясын тоқтату 400' резервтік көшіру 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) 's0 сағатты тоқтату 700' ұстау upserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 22, 12) 'позиция орташа үзіліс 1000 пауза 6000' 0 позицияға орнатылды 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 35, 127) 'позиция s1 13- 24-35 c-clockserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) 's0 c-clockloop позициясы: goto циклы

7 -қадам: сенсорларды қосу

Бұл роботта сенсорлар жоқ. Кішігірім объектілердің робот -манипуляторы ретінде шынымен пайдалы болу үшін әр түрлі нақты әлемдік датчиктерден микроконтроллерге кері байланыс циклы болса артықшылық болар еді. Қуат көзіне қосылмау үшін жарық датчиктерін қолдануға болады. Лазер немесе инфрақызыл сәуле роботтың жоғарғы жағына бағытталуы мүмкін, ал механикалық рефлекторлар немесе блокаторлар сенсорлық сенсорларға, қысым датчиктеріне немесе температура сенсорларына және фотоэлементтермен немесе бейнекамерамен оқылатын айнымалы шағылысуға қосылуы мүмкін. Басқа мүмкіндік - RFID технологиясын қолдану. роботтағы электрониканы сәйкестендіру нөмірінің орнына қайтуына импульсті жіберіңіз, ол байланыстағы өзгерістерді немесе басқа датчиктерді білдіретін биттер тізбегін береді.

8 -қадам: Басқа магниттік қуатты роботтар

Әр түрлі типтегі магнит өрісімен басқарылатын роботтар жаңалық емес. Олардың кейбіреулері микроскопиялық, ал кейбіреулері үлкен, сондықтан оларды адам ағзасына медициналық түрде орналастыруға болады. Кейбіреулер компьютермен басқарылатын электромагниттерді, ал кейбіреулері жылжымалы тұрақты магниттерді пайдаланады. Зерттеушілер жұмыс істейтін ең жақсы және ең кішкентай эксперименттік магниттік роботтардың кейбір сілтемелері бар, олар магнитті роботқа тиынға ұшады, бірақ ол ұшпаса да, ол компьютермен басқарылатын магнит өрісінде, мысалы, жердің кіші глобусы. Сондай -ақ, оны ұстағыш бар, ол лазермен қыздырғанда кеңейеді, сосын салқындаған кезде ұстайды. Өкінішке орай, роботтардың магниттік солтүстік пен оңтүстік шеттері тік, сондықтан тұтқышты дәл бағыттау үшін айналмалы айналуды басқаруға ешқандай мүмкіндік жоқ. Ол 9-қадамда көрсетілген мен жасаған ең кішкентай роботтан сәл үлкенірек. -76.htmlЖүзу магнит роботы Шынында микроскопиялық робот, ол бір жағында магниті бар спираль. Сыртқы айналмалы және айналмалы магнит өрісінің көмегімен оны кез келген бағытқа бағыттауға және су астында жүзуге болады. spectrum.ieee.org/aug08/6469Медициналық роботтар.https://www.medindia.net/news/view_news_main.asp? x = 5464 Магнитпен басқарылатын камера. /Controlled_pill_camera_is_created/UPI-60051212691495/Мұнда химиялық немесе жылуды қосуға болатын бірнеше микроскопиялық магниттік басқарылатын ұстағыштар бар. басып алу Сондықтан олар микроскопиялық аюға арналған тұзаққа қарағанда, толық жұмыс істейтін ұстағышқа ұқсайды. /13010901.asppic 10-да Magbots R-19, R-20 және R-21 көрсетілген, бұл эксперименттерге мен жасаған үш робот. Ең кішісі бір айналу мен дөңгелектерді жою арқылы кішірейтілді. Сым құйрығы оны артқа қарай құлап кетуден сақтайды.

9 -қадам: одан да кіші роботтар жасау

11-суретте магнитпен жұмыс істейтін ең кішкентай робот Magbot R-21 көрсетілген, мен осы уақытқа дейін функционалды ұстағышпен жұмыс жасадым..22 «x.20» x.25 «кезінде бұл текше дюймнің 1/100 шамасында. Дөңгелектер мен бір бұрылу нүктесін (гимбал) алып тастау арқылы робот дөңгелекті нұсқаға қарағанда әлдеқайда кіші. Ол металлға сырғып өтеді. Дөңгелегі бар жақтаулар біркелкі емес. Сымның құйрығы роботқа тұтқаны көтеруге мүмкіндік береді. Мұндай конфигурация микроскопиялық өлшемді робот жасау үшін пайдаланылуы мүмкін. Бұл кездегі мәселе - әдеттегі IC пайдалану. Жіңішке пленкалы механикалық құрылымдарды жасау технологиясы немесе микроскопиялық құрылымдарды құрудың басқа баламасын ойлап табу. Мен бұл роботтармен жұмыс жасаймын. Бұл кішкентай роботтар кішкентай кеңістікте көп қозғалысты алудың ең оңай әдістерінің бірі болып табылады. борттағы магниттер мен өте қызықты роботтар шығара алатын сыртқы магниттік өрістердің мүмкін болатын басқа конфигурациялары. Мысалы, роботта үш немесе одан да көп айналатын немесе айналатын магниттерді қолдану еркіндіктің жоғарылауына және ұстағыштың дәлірек манипуляциясына әкелуі мүмкін.

Қалталы сайыстың бірінші жүлдесі