Robot TiggerBot II : 26 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

TiggerBot II est une petite plate-forme robotique sur chenilles. Des instructions pour la construction de la plate-forme en plastique et une carte de circuit imprimé personnalisée contenant un microcontrôleur et des capteurs sonar sont incluses. Il s'agit d'un projet relativement compliqué qui en est encore au stade avancé du prototype. Tout a été fait pour que la construction reste simple, mais bon, les robots sont difficiles. De plus, ce projet vous coûtera entre 150 $ et 250 $, selon l'endroit où vous achetez les pièces. Continuez à vos risques et périls. Spécifications:> matériau du châssis: acrylique découpé au laser cnc> moteurs d'entraînement: 2x servomoteurs rc à rotation continue> batterie: 2,2 Ah 9.6v rechargeable NiMH> capteurs de navigation: sonar à ultrasons 5 voies> processeur: AVR Mega32, 16MHz > programmation: bootloader du port série RS-232 > code: écrit en c, compilé avec gcc-avr > port d'extension: 5v/1A, gnd, 2x adc, i2c pour les dernières nouvelles voir

Étape 1: Contexte

C'était mon premier robot, construit en 2002 quand j'étais en première année à l'université. Je l'ai nommé TiggerBot parce qu'il était noir, orange et stupide. Il était défectueux de plusieurs manières importantes. TiggerBot II est une refonte substantielle; il utilise le même kit de marches mais est supérieur à tous les autres égards. Vous trouverez ci-dessous le TiggerBot original, plusieurs prototypes obsolètes du TIggerBot II et le prototype actuel.

Étape 2: Concevoir

Les principaux composants de TiggerBot II sont tous conçus par ordinateur et fabriqués sur mesure.

Les composants plastiques sont conçus en qcad. Ils sont ensuite séparés, dupliqués, regroupés pour plus d'efficacité et imprimés au format eps 1:1. Ceci est envoyé à un fabricant de plastique pour être découpé dans de l'acrylique. Le circuit imprimé est conçu en eagle cad et fabriqué par un fournisseur de prototypes de circuits imprimés.

Étape 3: Fabrication

J'ai les circuits imprimés fabriqués par Gold Phoenix PCB en Chine et l'acrylique découpé par Canal Plastics à Chinatown NYC. Coïncidence, vraiment. Les délais d'exécution sont d'environ 9 jours et d'environ 3 heures, respectivement, ce qui explique probablement pourquoi j'ai effectué beaucoup plus de révisions de cadres. Les cartes coûtent 140 $ pour 13, soit environ 11 $ chacune. Les cadres coûtent 59 $ chez canal, ou apparemment 78 $ pour 3, ou 26 $ chacun, chez ponoko, même si je n'ai jamais commandé chez eux. En tout cas Ponoko ne semble pas avoir teinté l'acrylique transparent en 6mm. C'est l'eps du plastique:

Étape 4: choses dont vous avez besoin

châssis: 1 kit plastique moteurs: 2 HS-425BB marches: kit Tamiya 70100. batterie: 8 cellules AA pack de fixations (mcmaster carr): entretoises: 4 (3/4" 6-32 entretoise), 8 (6-32 x 3/8 " vis) arbres: 8 (vis 4-40 x 1 1/8"), 16 (écrou (4-40), 8 (entretoise) suspension: 6 (vis 4-40 x 1 1/2"), 6 (4 -40 écrou), 6 (entretoise de bride en nylon), 6 (équerre d'équerre), 6 (ressorts) servos: 4 (vis 4-40 x 1/2"), 4 (4-40 écrou) pignons d'entraînement: 4 (4 -40 x vis 1/2 "), 8 (4-40 écrou) montage pcb: 5 (3/4" 6-32 entretoise), 10 (vis 6-32 x 3/8") Voici une pièce plus complète liste:

Étape 5: Outils dont vous avez besoin

Ce sont les outils dont vous avez besoin pour les pièces mécaniques. Les pinces à étau servent à tenir des objets afin que vous puissiez utiliser un étau à la place. Vous aurez besoin de plus d'outils pour la partie électronique.

Étape 6: Modifier les servos RC pour une rotation continue

La première étape consiste à préparer les servos. Un servo RC se compose d'un petit moteur à courant continu et d'un train d'engrenages, d'un potentiomètre pour le retour de position et d'une électronique pour fermer la boucle de contrôle. Les modifier pour qu'elles tournent en continu nécessite deux choses: d'abord, que les contraintes physiques empêchant la rotation continue soient supprimées; deuxièmement, que la position de rétroaction soit fixée en position centrale.

Étape 7: Ouvrez le boîtier du servo

À l'aide d'un tournevis cruciforme, retirez les quatre vis qui maintiennent le boîtier ensemble.

Étape 8: Supprimer le potentiomètre de rétroaction

A l'intérieur, vous verrez l'arrière d'un potentiomètre maintenu en place avec une vis. Retirez la vis. Retirez le potentiomètre d'un coup sec.

Étape 9: Retirez l'onglet de l'engrenage de sortie

Maintenant, avant de remettre les choses en place, portez votre attention sur l'autre côté du servo. Retirez le haut pour voir les engrenages. Retirez la roue de sortie en dévissant la vis cruciforme noire au milieu et en tirant dessus. Cela permet de retirer le pignon de sortie. Notez la petite languette sur le côté de l'engrenage. Saisissez l'engrenage avec des pinces-étau (doucement pour ne pas endommager les dents !) et coupez la languette avec un cutter. Vous voudrez utiliser un mouvement de bascule avec la base de la lame. Vous aurez besoin de tous vos doigts pour les étapes ultérieures, alors assurez-vous de ne pas les couper accidentellement.

Étape 10: Coupez l'encoche pour les fils de potentiomètre

À l'aide d'un cutter, découpez une encoche sous l'endroit où les câbles ont initialement quitté l'emballage. Ceci afin de permettre aux câbles du potentiomètre de sortir du boîtier.

Étape 11: Remontez le boîtier du servo

Remettez le tout en place et vissez le tout. Lorsque vous remettez la carte de circuit imprimé, assurez-vous de ne pas pincer les fils entre la carte et le boîtier.

Étape 12: Notez les pièces supplémentaires

La vis utilisée pour maintenir le potentiomètre. La petite pièce en plastique reliait l'armature du potentiomètre à l'engrenage de sortie; il est peut-être tombé mais n'a pas vraiment d'importance de toute façon.

Étape 13: Répétez avec un autre servo

Répétez les dernières étapes avec l'autre servo. Cela devrait ressembler à ceci lorsque vous avez terminé.

Étape 14: Démonter le kit de marches

Il est maintenant temps d'ouvrir votre kit de bande de roulement Tamiya. Vous aurez besoin de toutes les sections de la bande de roulement - découpez-les avec un cutter ou de petits couteaux diagonaux. Du plastique orange, vous aurez besoin des deux grands pignons d'entraînement, des deux grandes roues folles et des six grandes roues de route. Assemblez les pièces de la bande de roulement en deux grandes boucles, en veillant à ce qu'elles sortent de la même longueur.

Étape 15: percez les pignons d'entraînement

Les trous sur les côtés des pignons d'entraînement correspondent aux trous de la roue d'asservissement. Malheureusement, les pignons sont conçus pour un arbre hexagonal et le moyeu de l'arbre gênera. Nous avons des moyens de gérer de telles choses. Le centre de chaque pignon doit être percé. La façon la plus simple de le faire est d'utiliser quelques forets de plus en plus gros jusqu'à 5/16. Notez que sur la dernière photo avec les plus gros forets, je tiens en fait le plastique * vers le bas * avec la pince.

Étape 16: Percer les roues d'asservissement

A l'aide d'une perceuse 7/64, agrandissez les deux trous spécifiques de chaque servo-roue, comme indiqué.

Étape 17: Fixez les pignons d'entraînement aux roues servo

Retirez les roues d'asservissement. Placez deux vis 4-40 x 1/2 , de l'arrière, à travers les trous agrandis. Fixez deux écrous 4-40 à l'avant. Insérez deux vis saillantes à travers deux trous dans le pignon d'entraînement et fixez-le avec deux autres 4 -40 écrous. Remettez la roue du servo. Répétez l'opération pour l'autre servo.

Étape 18: Ouvrez votre plastique

Voici à quoi ressemblent les pièces en plastique si vous les obtenez auprès de Canal Plastics à New York. Les petits morceaux sont ce que vous obtenez au lieu de copeaux lorsque vous percez des trous avec un laser. Vous devrez décoller tout le papier. Avant le peeling, si vous êtes narcissique, vous voudrez peut-être aller vous laver les mains avec du savon afin que votre robot n'ait pas de traces de doigts graisseuses partout lorsque vous avez terminé.

Étape 19: Fixez les roues

Construisez six des assemblages suivants. De droite à gauche, vis à métaux 4-40 x 1 1/8 , roue de route, entretoise, écrou 4-40, jambe de force, écrou 4-40. Serrez les écrous de manière à ce que la roue tourne librement mais glisse le moins possible Assemblez les supports avant avec les roues plus grandes en utilisant la même combinaison de fixations.

Étape 20: Montez les servos dans les supports

Insérez chaque servo dans son support. Cela se fait plus facilement en tirant d'abord les fils, en insérant le bord supérieur avec les fils, en le tirant aussi près que possible du support et en forçant le bord inférieur à travers. Fixez avec deux vis 4-40 x 1/2 et deux écrous 4-40 dans les coins opposés. Il y a de la place pour quatre vis mais deux suffisent. Assurez-vous de placer la roue de sortie du servo à l'extrémité du support près de la saillie et de construire un côté gauche et un côté droit.

Étape 21: Assembler les ponts

Fixez quatre entretoises en aluminium 3/4" 6-32 au pont inférieur (le plus petit) à l'aide de quatre vis 6-32 x 3/8". Placez les deux servos dans les supports et les ensembles de roues avant dans les découpes comme indiqué. Placez le pont supérieur et assurez-vous que toutes les languettes sont correctement insérées dans les découpes. Fixez le pont supérieur aux entretoises à l'aide de quatre autres vis 6-32 x 3/8".

La couleur est différente car il s'agit d'un prototype plus récent que celui des photos précédentes.

Étape 22: Installez les ressorts de suspension

Dans chacun des six trous le long des côtés des ponts, installez le boulon de suspension, le support, le collier et le ressort. Commencez par insérer un boulon de 4-40 x 1 1/2 vers le haut à travers le pont inférieur. Placez le côté non taraudé d'un support d'angle sur la vis avec l'autre extrémité pointant vers le haut. Placez un collier de bride en plastique sur la vis. Placez un ressort sur le collier. Pressez soigneusement le ressort sous le pont supérieur et alignez-le avec le trou supérieur. Poussez le boulon à travers le trou et fixez-le avec un écrou 4-40. Insérez une jambe de suspension vers le haut avec la roue tournée vers l'extérieur. Alignez le trou de la jambe de force avec le trou taraudé de l'équerre. Fixez avec une vis 6-32 x 5/16.

Étape 23: Mettez des marches

Étirez les bandes de roulement sur les roues.

Étape 24: À moitié fait

Vous avez maintenant terminé la plate-forme d'entraînement.

Vient ensuite les instructions pour construire le circuit imprimé illustré ci-dessous. Alternativement, vous pouvez utiliser la base avec votre propre électronique.

Étape 25: Assembler le circuit imprimé

Le circuit imprimé illustré ici est la dernière révision et comporte plusieurs erreurs. Une nouvelle révision, qui devrait corriger la plupart des erreurs et améliorer considérablement les performances du sonar, est actuellement en cours de fabrication. Si vous envisagez d'en construire un, je vous recommande fortement d'attendre que j'aie l'occasion de tester la nouvelle version (illustrée sous forme cad ci-dessous) et de l'utiliser à la place. Ils se ressemblent pourtant beaucoup.

Le circuit imprimé ici est conçu avec un microcontrôleur avr, une gestion de l'alimentation et un sonar à cinq canaux. Il a tout ce qu'il faut pour faire des choses simples comme le suivi de mur et l'évitement d'obstacles. Il est entièrement conçu avec des composants traversants, il n'est donc pas particulièrement difficile à souder. Il existe déjà un nombre suffisant de guides pratiques sur la soudure sur Internet, donc les couvrir ici serait redondant. La figure 2 montre un gros plan de plusieurs styles de soudure parmi lesquels vous pouvez choisir, selon que vous construisez la version « robot » ou « presse-papier ». Les composants (voir la liste des pièces) vont là où ils sont marqués. Ce n'est pas sorcier. Si vous le souhaitez, vous pouvez tout souder en une seule fois. Sinon, vous pouvez d'abord construire l'alimentation et vérifier que vous obtenez une sortie 5v, puis construire le port avr et série et vous assurer que vous pouvez le programmer, puis construire le sonar.

Étape 26: Vous avez terminé

Vous êtes maintenant en possession de l'un des robots faits maison les plus en vogue. Pas de fils lâches laids qui traînent ici. Allez-y et mettez-le dans votre bagage à main. La TSA ne vous tirera pas dessus pour avoir transporté ça, ils vous supplieront de savoir où vous l'avez eu. Et maintenant, une vidéo de mes TiggerBot II roulant au coin de ma cuisine: The End.