Un robot pratique : 11 étapes (avec photos)

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

Je l'appelle un robot pratique pour un certain nombre de raisons. Il peut être fabriqué en utilisant des outils de tous les jours que la plupart des personnes qui travaillent à la maison auraient. En utilisant de nombreux articles excédentaires, le coût est réduit. Le bras du robot peut soulever un objet de 2 lb du sol à 3 pi 4 po dans les airs, de sorte que le bras peut placer des objets sur les tables. Donc, si vous en avez assez de lire sur les robots qui ne peuvent soulever une balle de ping-pong que de quelques centimètres dans les airs, lisez la suite. Dans ce tutoriel, j'espère vous donner des conseils qui peuvent également être utilisés sur d'autres projets de robots.

La plupart des pièces utilisées dans ce robot provenaient de l'aspirateur robotique "Lentek". Cet aspirateur était une mine d'or de pièces robotiques. J'ai une batterie de 14,4 volts, des moteurs avec boîte de vitesses, des roues motrices, un transformateur de puissance, une télécommande, des ponts en H, I. R. leds, phototransistors et etc.

Étape 1: Test du Vac

Les objectifs du robot étaient de pouvoir ramasser des objets pesant jusqu'à 2 livres. du sol et les poser sur une table par télécommande et de manière autonome.

La première chose que j'ai faite a été de voir si l'aspirateur "Lentek" était assez puissant pour le robot que je voulais construire. J'ai mis un poids de 5 lb sur l'aspirateur et j'ai vu s'il pouvait fonctionner et allumer un tapis; ça faisait. Quelques notes ici; même sans poids, l'aspirateur ne pourrait pas passer de la surface du sol au tapis, alors n'essayez pas de construire sur la base de l'aspirateur lui-même. Lorsque je donne des mesures de bois dans le reste de ce didacticiel, il s'agira de mesures réelles et non de mesures stockées. Par exemple, j'utiliserai un morceau de bois de 4" par 1" à de nombreux endroits dans ce projet. Les vraies mesures sont 3 3/4" par 3/4".

Étape 2: Regardons à l'intérieur du moteur

Démontez l'aspirateur et retirez les moteurs d'entraînement. En les regardant, vous pouvez voir qu'il n'y a pas de roue codeuse optique. Ce que fait une roue codeuse optique, c'est de briser un faisceau lumineux lorsque le moteur y tourne en donnant une quantité X d'impulsions pour 1 tour de roue. Construisons-en un pour le moteur. La roue codeuse est en carton. Le carton sera utilisé à plusieurs endroits dans ce projet. D'où ai-je eu le carton ? Boîtes de céréales. L'arbre de la roue codeuse est un "clou à panneau", le type de clou utilisé pour mettre en place des panneaux de bois dans une maison. La longueur utilisée ici est de 1 5/8". J'ai utilisé une boussole pour tracer un cercle sur le carton qui est un peu plus petit que la largeur du corps du boîtier du moteur. J'ai utilisé un outil de perforation de papier pour mettre les trous dans la roue. Utilisez le petit trou qui est fait par la pointe de la boussole pour trouver le centre de la roue pour passer l'axe (clou) à travers. Mettez un peu de colle sur la tête du clou pour tenir la roue de l'encodeur, laissez sécher. L'arbre ira dans le trou central de la vis sans fin. Limez d'abord un peu de la paroi du boîtier du moteur afin que l'arbre ne touche pas les parois du boîtier du moteur. Mettez un peu de colle sur le bout de la roue de l'encodeur arbre (clou) et poussez-le dans le trou central de la vis sans fin. Laissez sécher et remettez le boîtier sur le moteur. Je n'entrerai pas dans les détails sur la partie électrique du robot dans ce tutoriel. Je dirai que nous allons utiliser la led IR et les phototransistors trouvés dans l'aspirateur comme faisceau lumineux et que nous alimenterons la sortie vers l'entrée du comparateur sur une puce "PIC". Je fais plus de tutoriels au fil du temps. Passez par mon site Web à: https://robotics.scienceontheweb.netVous devrez faire le changement à 2 moteurs. Un moteur modifié sera utilisé dans la base du robot et l'autre dans son bras. Cela signifie que vous devrez acheter 2 aspirateurs. et vous aurez une batterie de rechange et une télécommande ainsi que d'autres types de moteurs.

Étape 3: Fabrication de la base principale et de la base du moteur du robot

J'ai fait la base en contreplaqué. J'ai utilisé du contreplaqué car il est facile à travailler et vous pouvez y enfoncer la tête d'une vis pour qu'il soit à plat avec la surface du bois. Plusieurs fois, des morceaux de contreplaqué peuvent avoir un trou dans l'une des couches à cause d'un nœud dans le bois. J'utilise un pistolet à colle chaude pour remplir le trou. Si vous n'avez pas de pistolet à colle chaude, vous devriez en acheter un. Ils sont parfaits pour maintenir les fils, combler les lacunes, etc. Vous pouvez les obtenir dans de nombreux magasins à un dollar. Les mêmes magasins vendront les bâtons de colle pour aussi peu que 25 bâtons par dollar.

Lors de la fabrication de la base, vous voulez que la taille soit suffisamment petite pour passer à travers les portes et pouvoir tourner dans les couloirs. N'oubliez pas que le bras dépassera également de la base; vous ne voulez donc pas que la base soit si petite qu'elle bascule. J'ai donc fait la base de 11 3/4" par 17 3/4". Pourquoi pas un même 12 ", demandez-vous? Eh bien, la surface du contreplaqué sera recouverte de carton. Oui, vous l'avez deviné, du carton d'une boîte de céréales. Une note ici, je n'ai pas utilisé de papier contact sur le carton mais il n'y a aucune raison que vous Donc, si vous voulez l'habiller davantage, allez-y. Pour monter les moteurs sur la base principale, vous devrez fabriquer une petite base de moteur. Chaque base de moteur a été fabriquée à partir de deux morceaux de bois de 1/2" d'épaisseur. Avec la roulette de taille que j'ai utilisée, j'avais besoin du moteur à 1 pouce de haut de la base principale. Donc, si vous avez un morceau de bois de 1" d'épaisseur, il vous suffit de couper un morceau de bois par moteur de base. La taille de la base du moteur est de 2 1/4" par 4" J'ai utilisé un foret de 5/8" pour le trou dans la base du moteur. Le trou rond au trou carré est d'environ 1 19/32" du trou central au trou central. Le trou le plus long a été fait en perçant des trous puis en utilisant une lime pour les façonner. Une meilleure façon serait d'utiliser une lame de scie pour façonner le long trou.

Étape 4: Travailler sur le bas de la base principale

N'oubliez pas que la base principale contiendra un moteur modifié et un moteur inchangé. Sur la photo, le moteur avec la petite boîte à côté est le moteur modifié. La boîte sert à recouvrir la roue codeuse, I. R. led et photo transistor. Clouez et collez la base du moteur à la base principale. Encore une fois, j'ai utilisé des clous à panneau de 1 5/8 po. De l'autre côté de la base principale, coupez l'extrémité des clous qui dépassent.

Je sais que dans la plupart des robots, la roulette arrière est une petite chose qui peut même ne pas pivoter. N'UTILISEZ PAS CE TYPE ! Je suis tout à fait pour économiser de l'argent lors de la construction d'un robot, mais ne le faites pas sur cette partie. Le robot ne pourra pas passer de la surface du sol en bois au tapis. Il ne tournera pas bien et prendra plus de puissance. J'ai utilisé une roulette pivotante à roulement à billes de 3 pouces. Montez la roulette de sorte que lorsque la roulette tourne, elle ne dépasse pas l'arrière de la base. J'ai monté le mien à 1 6/16 po de l'arrière. Le type de vis que j'ai utilisé était une "vis à cloison sèche" n°6. Coupez à nouveau l'extrémité des vis qui dépassent.

Étape 5: Travailler sur le dessus de la base principale

Il est maintenant temps de coller le carton sur le dessus de la base principale. Ouvrez la grande boîte de céréales et collez le côté brillant vers le bas à l'aide de "Contact Cement". Attendez qu'il soit sec puis taillez.

Vérifiez si votre grande boîte de céréales correspond à la taille de la boîte de céréales que j'utilise, sinon vous devrez utiliser d'autres matériaux. Le petit côté de la boîte mesure 3 1/4" de large, le grand côté mesure 11 10/16" de long. VEUILLEZ VOIR LES PHOTOS AVANT DE COMMENCER CETTE PARTIE. Ouvrez deux grandes boîtes de céréales. Coupez les rabats inférieur et supérieur des boîtes de céréales. Coupez le long des coutures d'une boîte de céréales. Collez ces morceaux sur l'autre côté brillant de la boîte de céréales face au côté brillant. Attendez de sécher avant d'utiliser. Coupez 2 morceaux de bois de 3/4" d'épaisseur 8 3/16" par 3 2/16". Nous utiliserons ce bois comme 2 murs de la boîte que nous construisons sur le dessus de la base principale. Placez et collez un morceau au milieu de la base, à 14/16" de l'arrière de la base. La 2ème pièce va à 10 2/16" de la 1ère pièce. Cela va former la boîte qui mesure 10 2/16" de long à l'intérieur. Lorsque la colle est sèche, clouez les 2 morceaux de bois en place à partir du bas de la base à l'aide de "Clou à panneau". J'aime percer un petit pilote pour le clou 1er. Maintenant, prenez le carton que nous avons collé ensemble et utilisé comme longs murs et dessus de la boîte. Collez un côté aux extrémités des deux morceaux de bois et à la base principale. L'autre côté doit être coupé afin qu'il puisse se plier pour former l'autre côté de la longue paroi de la boîte. NE PAS COLLER CE CTÉ.

Étape 6: Comment fonctionne le bras

Ce bras ne fonctionne pas comme la plupart des bras robotiques. Cela fonctionne plus comme un chariot élévateur. La main montera et descendra sur un rail en bois. Cela permettra au robot de soulever un objet à 3' 4 du sol en utilisant peu de couple.

Pour qu'un bras robotique normal soulève un objet à 40" du sol, le bras devrait mesurer 20" de long. Un objet de 2 lb prendrait 640 oz. in. de couple à soulever. L'utilisation d'une roue de 1" pour soulever l'objet de 2 lb ne prendrait que 16 oz. de couple. Les calculs utilisés pour trouver l'objet dans l'espace 3D sont également plus faciles.

Étape 7: Montage du rail sur la base principale

Le bois utilisé pour le rail est appelé une fourrure. À Lowe's, il serait répertorié comme suit: fourrure traitée de 1" par 2" par 8' #201999. Il mesure environ 1 5/16" de large et environ 9/16 d'épaisseur. J'ai utilisé ce type de bois car il semble avoir le moins de chaîne et d'arc. Coupez un morceau de 48" de long. Coupez un morceau de bois de 1 1/2" d'épaisseur 3 3/16" par 3 3/16" Vous pouvez couper une encoche dans le bois pour maintenir le rail en place, puis percer un trou à travers le rail et le bloc de bois. Utilisez une vis à cloison sèche n ° 6 pour maintenir le rail en place. Si vous ne voulez pas faire l'encoche dans le bloc de bois, vous devrez utiliser 2 vis supplémentaires des deux côtés du rail pour le maintenir en place.

Placez le bloc de sorte que le rail soit au milieu de la base et que le bloc de bois soit à 1/2 de l'avant de la base. À partir du bas de la base, utilisez deux vis à cloison sèche pour maintenir le bloc de bois au socle principal.

Étape 8: Travailler sur le bras

Dévissez le rail de la base, nous l'utiliserons dans cette étape.

À l'aide d'une lame à trou circulaire de 1 1/2", découpez un trou dans un morceau de bois de 3/4" d'épaisseur. Retirez le bois (voir photo) de la lame. Celui-ci servira de rouleau. Faites quatre de ces rouleaux. Un clou « 5D 2 pouces commun » deviendra l'arbre du rouleau. Coupez deux morceaux de bois de 3/4" d'épaisseur 3 1/2" par 5 7/16". Placez un rouleau près de l'arrière du bois, mais ne laissez pas le rouleau dépasser le bord du bois. Enfoncez le clou le centre du rouleau mais pas trop loin car vous les tirerez plus tard. Placez le rail sur le bois, assurez-vous que le rail est bien droit et serré contre le 1er rouleau (voir photo). Placez le reste des rouleaux bien serrés contre le rail et clouez en place. Retirez le rail, puis retirez les quatre clous du bois. En utilisant les trous des clous comme guide, percez quatre trous pilotes dans le bois. Prenez le 2ème morceau de bois que vous avez coupé et fixez-le sur le 1er pièce. Maintenant, percez les quatre trous à travers le 2ème morceau de bois également. Clouez les quatre clous communs 5D dans les quatre trous d'un morceau de bois. Maintenant, vous voulez percer quatre trous pilotes dans le chemin du rail. Vissez quatre # 6 vis à cloison sèche mais laissez les têtes à environ 2/16" au-dessus du bois. Vous devrez les ajuster plus tard. Remettez les quatre rouleaux et le rail en place. Les quatre vis vous permettront de régler n'importe quel arc dans le bois. Ajustez les quatre vis de manière à ce que le rail soit au même niveau que le haut des quatre rouleaux. Les vis peuvent être nécessaires pour être ajustées à nouveau plus tard. Prenez le 2ème morceau de bois et martelez-le en place sur le 1er morceau de bois. Vous devrez jouer un peu avec le 2ème morceau de bois jusqu'à ce qu'il soit près des rouleaux mais pourtant les rouleaux peuvent tourner librement. Vous devrez peut-être également ajuster les quatre vis afin que le rail ne soit pas trop serré contre le côté du bois. Faites glisser le rail. Coupez un autre morceau de bois de 3/4" d'épaisseur 3 1/2" par 9". Clouez la section du rouleau au milieu supérieur de ce morceau de bois. Coupez un autre morceau de bois (environ 3 1/2" par 2 1/4 ") qui couvrira l'autre côté de la section du rouleau et clouez en place. Maintenant, coupez toutes les extrémités des vis et des clous qui dépassent. Faites glisser le rail dans la section du rouleau. Il y aura des points qui se lieront contre soit le À l'aide de papier de verre (mieux si le papier de verre est monté sur un bloc de bois), poncez les endroits sur le rail en bois où il est lié.

Étape 9: fabrication de la bobine

À l'aide d'une lame à trou circulaire de 2", découpez un trou dans un morceau de bois de 1/2" d'épaisseur. Retirez le bois de la lame. Cela fera partie d'une bobine. Faites-en un autre. Serrez les deux roues ensemble. Percez quatre trous pilotes autour des roues. Desserrez les roues et faites les quatre trous pilotes dans une roue de 0,140 "de sorte que la vis à cloison sèche n° 6 de 2" puisse passer à travers le trou. Ouvrez et équarrissez les trous centraux de la roue afin qu'ils puissent s'adapter sur l'arbre carré du moteur. À l'aide des quatre vis à cloison sèche de 2" n° 6, vissez les deux roues ensemble de sorte qu'il y ait un écart de 13/16" entre les deux roues. Attachez un fil monofilament de 54" de long (fil de coupe-herbe) à l'une des vis.

Étape 10: Montage des moteurs sur le rail

Coupez un morceau de bois de 3/4" d'épaisseur 4 11/16" par 3 14/16" J'ai utilisé un foret de 5/8" pour les trous dans la base du moteur. Le trou le plus long a été réalisé en perçant des trous puis en utilisant une lime pour les façonner. Une meilleure façon serait d'utiliser une lame de scie pour façonner le trou. Les trous ronds sont espacés de 3 2/16" du trou central au trou central. Le trou rond au trou carré est d'environ 1 19/32" du trou central au trou central.

Fixez l'enrouleur aux moteurs (un moteur est modifié) et les moteurs à la base du moteur. Branchez les moteurs (n'oubliez pas d'inverser les fils d'un moteur) à une batterie de 6 volts juste pour tester que tout fonctionne. Retirez maintenant la bobine et les moteurs de la base du moteur. Ensuite, coupez un morceau de bois de 1 1/2" d'épaisseur 3 3/16" par 3 14/16". À l'aide de deux vis à cloison sèche # 6, fixez le bloc de bois au dessous de la base du moteur à 1/2" du bord gauche. Percez deux trous pilotes à travers le rail dans le bloc. Fixez le rail au bloc à l'aide de deux vis à cloison sèche n° 6. Remettez maintenant la bobine et les moteurs mais cette fois collez les moteurs à la base du moteur. Prenez la ligne monofilament et assurez-vous que la ligne passe devant la bobine. Tirez-le vers le bas jusqu'à l'ensemble de rouleaux qui se trouve sur le rail. Là où la ligne touche l'assemblage du rouleau, percez un trou à travers le côté et vissez une vis à cloison sèche de 2" n° 6. Attachez la ligne à cette vis.

Étape 11: Faire la main

Quiconque possède un ensemble "VEX" reconnaîtra ces pièces. Je ne crois pas qu'il serait rentable d'acheter des pièces VEX juste pour construire cette main. Cette main n'est qu'un des nombreux prototypes sur lesquels j'ai travaillé. Je donnerai des détails sur les autres mains sur mon site Web à l'adresse: https://robotics.scienceontheweb.net au cours des prochains mois. Voici le mais. Mais si vous avez déjà les pièces VEX, essayez-le. Vous pouvez utiliser n'importe quel moteur de boîte de vitesses si vous pouvez faire en sorte que l'engrenage vex reste sur l'arbre du moteur. Le moteur que j'ai utilisé ici provenait d'un autre projet. Une note que vous devez savoir à propos de ce moteur est que le capuchon marron se visse sur la plaque du moteur que le moteur fait tourner. Percez un trou central à travers le capuchon pour qu'une vis #8-32 par 1 3/4" s'adapte. Prenez la tête de la vis et rectifiez un peu les deux côtés de sorte que la tête soit maintenant un rectangle avec deux extrémités courbes. Il est plus difficile pour la vis de se desserrer lorsqu'elle est collée. Placez la vis à travers le capuchon avec la tête dirigée vers la plaque du moteur. Mettez l'écrou et serrez. Selon le moteur de la boîte de vitesses que vous utilisez, la taille du bois peut être différente. Couper deux morceaux de bois de 3/4" d'épaisseur 7" par 2 2/16". L'une de ces pièces deviendra la base du rail, l'autre la plaque arrière du boîtier moteur de la main. Coupez deux morceaux de bois de 3/4" d'épaisseur 1 10/16 par 2 2/16" ce seront les côtés de la boîte du moteur de la main. Si vous regardez sur les photos, vous verrez deux supports en forme de L. Ils mesurent 1 7/16" par 1 7/16" avec une extrémité formée pour s'adapter à la crémaillère. Ceux-ci ont été fabriqués à partir d'un ancien cadre de lit. Que pouvez-vous trouver qui fonctionnera? Ceux-ci ont été coupés à l'aide d'une scie avec un disque à tronçonner utilisé pour couper le métal. Aucun outil sophistiqué n'a été utilisé pour fabriquer ce robot. Percez deux trous à travers le support et à travers le côté de la crémaillère. Montez le support sur la crémaillère à l'aide de deux vis avec des écrous. Les pièces métalliques VEX doivent être coupées. Il est préférable d'utiliser une lame de scie à métaux car un disque coupé emporte trop de métal avec lui. Pour ceux qui ne connaissent rien à VEX. Les pièces métalliques sont livrées avec une petite coupe de départ pour montrer où vous pouvez couper. Nous utiliserons la plus petite partie, alors coupez-la. Nous en utiliserons deux. À l'aide des vis fournies avec la crémaillère, vissez-la dans la fente métallique à l'aide de deux vis avec deux rondelles métalliques. Maintenant, voici un problème; si vous serrez les vis à fond, la crémaillère ne peut pas bouger. Si vous ne serrez pas les vis, elles se desserreront en un rien de temps. La solution est; en utilisant du papier d'aluminium de tous les jours, faites de minuscules petites boules et poussez-les dans les trous de la vis. Prenez la crémaillère, revissez-la dans la fente métallique. Si la crémaillère se coince toujours, recommencez. Lorsque vous faites glisser la crémaillère à droite, retirez les vis et mettez un peu de colle dans les trous des vis. Remettez les vis et laissez sécher. Prenez l'ensemble de crémaillère et vissez-le sur la base du rail. Je n'ai PAS utilisé de vis à cloison sèche ici. Vous souhaitez utiliser une vis à tête plate pour que l'assemblage du rail puisse être légèrement ajusté. Prenez l'autre ensemble de rails et espacez-le de la largeur du pignon en plaçant le pignon entre les deux crémaillères. Maintenant, vissez le 2e ensemble de crémaillère. Sortez l'engrenage et placez les engrenages à crémaillère dans des directions opposées. Remettez l'engrenage au centre et marquez où se trouve l'engrenage. Percez un trou assez grand pour que la vis #8-32 de 1 3/4" puisse passer à travers sans se coincer. Retirez l'assemblage du rail de la base du rail. Coupez la base du rail du haut vers le trou suffisamment large pour que la vis soit latéralement à travers la fente. Mettez l'engrenage sur la vis. C'est un ajustement très serré. J'ai utilisé une pince de verrouillage de canal pour maintenir l'engrenage pendant que je tournais la vis. Tournez l'engrenage sur la vis jusqu'à ce que l'engrenage arrive même à l'endroit où l'engrenage à crémaillère est avec le capuchon près de la base du rail mais sans y attacher. Quand tout semble ok, coupez ce qui n'est pas nécessaire de la vis #8-32. Mettez de la colle sur la tête de la vis qui se trouve à l'intérieur du capuchon et laissez sécher. Mettez de la colle sur l'écrou et autour de la base de l'engrenage. Quand tout est sec, revissez le capuchon sur le moteur. Placez l'ensemble moteur-engrenage à travers la fente jusqu'à ce qu'il touche le trou. À l'aide d'un pistolet à colle chaude, scellez la fente. Mettez Coupez un morceau de bois de 3/4" d'épaisseur 1 9/16 par 1 9/16. Ce sera la base du moteur. Placez le moteur sur cette base. Voir si le moteur est parallèle à la base du rail. Si cela semble bon, vissez la base du moteur à la base du rail. Collez le moteur à la base du moteur. Clouer les côtés sur la base du rail. Vous remarquerez que l'arbre arrière du moteur dépasse. Marquez puis percez cet endroit sur la plaque arrière afin que l'arbre arrière ait un endroit où aller. Vissez la plaque arrière. Les deux doigts de la main sont faits de deux morceaux de bois de 3/4" d'épaisseur 3 1/16" par 1 11/16". Vous pouvez faire une encoche dans le bois où il sera vissé dans le support. permet à la main d'ouvrir complètement 3" et vous pouvez couvrir le support et les têtes de vis avec du carton. Percez deux trous dans chaque support qui permettront aux vis que vous utilisez de passer à travers les trous du support. Marquez et percez des avant-trous sur les doigts. Montez maintenant les deux doigts et vissez-les en place. À l'aide de deux vis à cloison sèche de 1 1/2 po n° 6, fixez cet assemblage manuel au bas de l'assemblage du rouleau. L'EXTRÉMITÉ