De BucketBot: een robot op basis van nano-ITX - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:20

Dit is een eenvoudig te maken mobiele robotbasis. Het gebruikt een Nano-ITX-computerbord, maar een Mini-ITX kan worden gebruikt, evenals een van de computers met één bord zoals de Raspberry Pi, BeagleBone of zelfs een Arduino.

Zorg ervoor dat u de nieuwste versie van deze robot bekijkt.

Het ontwerp van deze robot was bedoeld om de problemen met een robot van het stapeltype weg te nemen. In dit ontwerp hebt u toegang tot alle onderdelen zonder lagen te verwijderen. Ook is het handvat aan de bovenkant met aan / uit-schakelaars een belangrijk kenmerk voor elke mobiele robot, omdat ze de neiging hebben om op je weg te rennen.:-) De naam "Bucket Bot" komt van de gemakkelijke transportmethode - hij past precies in een emmer van 5 gallon!

Deze robot heeft een eenvoudige en goedkope constructie met behulp van multiplex en eenvoudige bevestigingsmiddelen en hardware voor thuiswinkels. Een nieuwere die gebruik maakt van metaal en nieuwere componenten wordt ontwikkeld en zal over een paar maanden worden geplaatst.

Stap 1: Motoren en wielen

De wielen en motorsteunen voor de Bucket Bot zijn zelfgemaakt en zijn gemaakt voordat dit soort onderdelen op grotere schaal beschikbaar waren. De volgende rev van dit project zal hiervoor waarschijnlijk standaard onderdelen gebruiken. De volgende aanpak werkte echter goed en kon wat geld besparen. De motoren kwamen van Jameco, maar ze zijn nu ook op veel plaatsen verkrijgbaar, zoals Lynxmotion. Het maakt gebruik van 12v DC-borstelmotoren, ongeveer 200 tpm, maar u kunt een combinatie van spanning/snelheid/vermogen kiezen die bij uw toepassing past. De motormontagebeugels zijn gemaakt van hoekaluminium - het was het lastigste om die drie motormontagegaten op een rij te krijgen. Een kartonnen sjabloon is daarvoor handig. De aluminium hoek was 2"x2" en werd gesneden tot 2" breed. Deze werden gebouwd voor een andere robot, maar voor deze zitten de wielen onder het platform, dus ze hebben een 1/8" spacer nodig (gemaakt van plastic dat was in de buurt). De banden zijn Dubro R / C-vliegtuigwielen en het middengedeelte is uitgeboord om een grote oude 3/4 "-kraan te gebruiken om dat gat te rijgen. Gebruik vervolgens een 3/4 "-bout en boor een gat voor de as langs de lengte van de bout vanaf de kop naar binnen. Dat recht en gecentreerd krijgen is de sleutel. De bouten van hogere kwaliteit hebben markeringen op de kop die helpen het midden te vinden, en een boormachine werd gebruikt om dat gat te maken. Aan de zijkant is een gat geboord voor de stelschroef. Er werd op getikt met zoiets als een #6 maat kraan. Vervolgens schroeft u de bout in het wiel en markeert u waar de bout aan de andere kant van het wiel uitsteekt, verwijdert u deze en snijdt u de bout af met een Dremel-gereedschap om het overtollige te verwijderen. De bout past dan in het wiel en de stelschroef houdt hem op de motoras. De wrijving van het wiel op de grote bout was voldoende om te voorkomen dat het wegglijdt.

Stap 2: De basis

Het belangrijkste idee bij de basis was om alle onderdelen toegankelijk te maken. Door onderdelen verticaal te laten monteren, kunt u beide zijden van de verticale plank gebruiken. De basis is 8 "x 8" en de bovenkant is 7 "x 8". Het is gemaakt van 1/4" (misschien een beetje dunner) multiplex. 1/8" polycarbonaat is geprobeerd, maar het lijkt te flexibel - een dikker plastic zou prima werken. Pas echter op voor acryl - het heeft de neiging gemakkelijk te barsten. Maar met de hout- en messingkleurige hoekbeugels heeft dit ontwerp een vleugje steampunk.:-) De verbinding tussen de basis en de zijkant wordt gemaakt met eenvoudige hoekbeugels - schroeven met platte kop werden gebruikt om ze te monteren met een ring en een borgring aan de houtzijde. Als je ze aan de randen van de 7"-kant plaatst, eindigen ze mooi aan elke kant van de batterij. Er werd een standaard zwenkwiel gebruikt, met enkele draadstangen (2" lang) om het ver genoeg uit te schuiven om bij de wielen te passen. Omdat de wielen niet in het midden staan, was een tweede zwenkwiel aan de andere kant niet nodig.

Stap 3: Batterijmontage

Om de batterij te monteren, gebruikt u een stuk aluminium staaf en #8 draadstangen om een klem te maken. Hoekaluminium zou hier ook goed kunnen werken.

Stap 4: De handgreep en aan/uit-schakelaars

Alle goede robots hebben een handvat voor als ze in een onverwachte richting opstijgen! De motorschakelaar bovenop helpt ook. Er zijn veel manieren om een handvat te maken - deze is gewoon samengesteld uit materiaal in het laboratorium (ook bekend als de garage), maar het komt allemaal uit je favoriete thuiswinkel. Deze is eigenlijk best goed gelukt en was makkelijk te maken. Het grootste deel is een kanaal van aluminium - 3/4 "x 1/2" kanaal. Het is 12,5" lang - elke zijde is 3" en de bovenkant is 6,5". Om de hoofdbochten te maken, knipt u de zijkanten af en vouwt u deze vervolgens. Er werden enkele gaten geboord in de hoeken en popnagels werden gebruikt om wat extra sterkte toe te voegen, hoewel die stap waarschijnlijk niet vereist is. Een mooiere grip kan worden gemaakt met een PVC-buis van 1 "(3,75" lang) - als u dat toevoegt, plaatst u de PVC-buis voordat u het metaal buigt. Een paar dunne schroeven kunnen worden gebruikt om vast te houden het op zijn plaats als u wilt dat het niet draait terwijl u het vasthoudt. Verwijder vervolgens, voor de verbinding met het hout, 1,5 "van het middengedeelte van het kanaal en plaats de laatste 0,5" daarvan in de bankschroef om die lipjes te krijgen dichter bij elkaar - de 1 "materiaal tussen hoeken mooi dan van het handvat naar het hout. Boor gaten voor de stroom- en motorschakelaar aan elke kant van het handvat - een stappenboor maakt deze grote gaten veel gemakkelijker om te doen. Het is fijn om de schakelaars bovenop te hebben in geval van nood, en aangezien deze robot een 12v-batterij gebruikt, zijn verlichte autoschakelaars een leuke en praktische toets.

Stap 5: bedrading en elektronische componenten

Het computerbord is gemonteerd met de connectoren naar boven gericht om het aansluiten van een monitor enz. te vergemakkelijken. Voor de stroomverbindingen werd een Europese klemmenstrook met 4 rijen gebruikt - dat was voldoende voor zowel de computer als de motorstroomschakelaars. De computer gebruikte een 12v voeding, dus het was handig dat de computer en motoren dezelfde spanning gebruikten. Voor het opladen van de batterij werden een microfoonstekker en -aansluiting gebruikt - ze lijken goed te werken en zijn gecodeerd om te voorkomen dat ze achteruit worden aangesloten. De batterij is een 7 ampère 12v gelcel. Een oplader voor die batterij is aangepast met de microfoonstekker. Op de foto's kunt u zien hoe de harde schijf is gemonteerd. Naast de harde schijf bevindt zich de seriële servobesturingskaart. In dit geval was het er een van Parallax, die wordt ondersteund door RoboRealm, de software waarmee deze robot is geprogrammeerd. Onder het platform werd een Dimension Engineering Sabertooh 2x5 gebruikt met R/C-besturing afkomstig van de Parallax SSC.

Stap 6: De camera

Deze robot gebruikt slechts één sensor: een standaard USB-webcamera. De Phillips-camera werkt goed omdat hij een goede gevoeligheid heeft bij weinig licht, waardoor de framesnelheid hoog blijft. Veel webcams vertragen de framesnelheid bij weinig licht, omdat het langer duurt om een afbeelding te krijgen. Een ander leuk kenmerk van de Phillips-camera is de 1/4 -montage, zodat deze gemakkelijk kan worden bevestigd. De camera kan ook worden verplaatst, zelfs als deze is gemonteerd, zodat u hem naar behoefte naar beneden of naar voren kunt richten. Bevestig hem met een 1/ 4-20 x 2,5 inch schroef.

Stap 7: Opstartnotities voor software en besturingssysteem

Ik heb nu een oudere versie van Windows (2000) op de BucketBot, dus een opmerking hier dat ik het heb ingesteld om de gebruiker automatisch in te loggen en RoboRealm op te starten wanneer het opstart. Op die manier kan ik de robot opstarten zonder dat ik een toetsenbord, muis of monitor nodig heb. Ik heb de demo voor het volgen van ballen gebruikt om het systeem te testen en het werkte thuis prima met een blauwe bal, maar niet zo geweldig op school, waar de kinderen allemaal blauwe shirts hadden!:-) Achteraf gezien is groen een betere kleur - rood is echt slecht vanwege huidskleuren en blauw is een te zachte kleur om betrouwbaar te detecteren. Ik heb dat RoboRealm-configuratiebestand nu niet, maar de volgende versie van dit project zal de volledige code bevatten. U kunt ook een draadloze connector toevoegen (de Nano-ITX heeft een secundaire USB-connector) en remote desktop enz. gebruiken om de machine op afstand te beheren. Dit project was een geweldige stap in een reeks van vele kartonnen visualisatiemodellen naar deze, naar de nieuwste die ik binnenkort zal posten!