Ndërtoni një robot shumë të vogël: Bëni robotin më të vogël në botë me rrota me një kapëse .: 9 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:33

Ndërtoni një robot 1/20 inç kub me një kapëse që mund të marrë dhe lëvizë objekte të vogla. Ajo kontrollohet nga një mikrokontrollues Picaxe. Në këtë moment në kohë, besoj se ky mund të jetë roboti më i vogël me rrota në botë me një kapëse. Kjo pa dyshim do të ndryshojë, nesër ose javën tjetër, kur dikush të ndërtojë diçka më të vogël.

Problemi kryesor me ndërtimin e robotëve vërtet të vegjël është madhësia relativisht e madhe e motorëve dhe baterive më të vogla. Ata marrin pjesën më të madhe të vëllimit të një mikro roboti. Unë jam duke eksperimentuar me mënyrat për të bërë përfundimisht robotë që janë vërtet mikroskopikë. Si një hap i përkohshëm, bëra tre robotët e vegjël dhe kontrolluesin e përshkruar në këtë udhëzues. Unë besoj se me modifikimet, këto prova të konceptit të robotëve, mund të zvogëlohen në madhësi mikroskopike. Pas viteve të ndërtimit të robotëve të vegjël (shiko këtu: https://www.instructables.com/id/Building-Small-Robots-Making-One-Cubic-Inch-Micro/), vendosa mënyrën e vetme për të bërë robotët më të vegjël e mundur, ishte që motorët, bateritë dhe madje edhe mikrokontrolluesi Picaxe të ishin jashtë robotit. figura 1 tregon R-20 një robot 1/20 inç kub në një monedhë. figura 1b dhe 1c tregon robotin më të vogël me rrota që ngre dhe mban një IC me 8 kunja. KA NJ VIDEO në hapin 3 që tregon robotin të marrë një IC me 8 kunja dhe ta lëvizë atë. Dhe një video tjetër në hapin 5 që tregon robotin që ndizet një monedhë.

Hapi 1: Mjetet dhe materialet

Mikrokontrollues 18x Picaxe nga Sparkfun: https://www.sparkfun.com/ Servo kontrolluesi servo serik i disponueshëm nga Polulu: https://www.pololu.com/2 servos me çift rrotullues të lartë nga servua standarde Polulu2 nga Polulu.oo5 "bakër i trashë, fletë metalike prej bronzi bronzi, ose fosfor nga Micromark2- magnet neodymium 1/8 "x 1/16" 1- 1 magnet neodymium 1 "x1" x1 ". Magnet në dispozicion nga: https://www.amazingmagnets.com/index.aspTeleskopimi i tubave prej bronzi nga Micromark: https://www.micromark.com/ Kunjat prej bronzi nga WalmartGruaza prej Walmart1/10 "materiali i pllakës së tekstil me fije qelqi nga Electronic Goldmine: https://www.goldmine-elec-products.com/qëlloj epoksi pesë minutore Arra dhe bulona të ndryshëm MJETE Ngjarje me thikë pincë hundë me gjilpërë të palidhur me irondrillmetal Pic 2 tregon modulin Picaxe të përdorur. Figura 2b tregon pjesën e pasme të modulit Picaxe.

Hapi 2: Ndërtoni një Robot me inç kub 1/20

Në.40 "x.50" x.46 "vëllimi i robotit të Magbot R-20 është pak më pak se 1/20 e një inç kub. Madeshtë bërë duke palosur 3 struktura kuti prej fletë metalike jo magnetike. Pjesa e brendshme më e vogël kutia është ngjitur në gishtin e majtë të kapëses. dy magnetë të vegjël janë të epoksizuar në boshtin vertikal i cili përkulet për të formuar gishtin e djathtë të kapëses e cila rrotullohet lirshëm. Janë këto dy magnete të cilët kontrollohen nga një magnetik i jashtëm lëvizës dhe rrotullues fushë që i siguron të gjithë fuqinë robotit. Kam përdorur.005 "fletë metalike prej bronzi të trashë fosfor për strukturat e kutisë sepse mund të ngjitet dhe të mos oksidohet ose njolloset lehtë. Bakri ose bronzi gjithashtu mund të përdoren. Fillimisht kam përdorur copa të vogla stërvitore për të shpuar vrimat e kushinetave në fletën metalike për boshtet e telit rrotullues. Pasi theva disa prej tyre në një stërvitje, përfundova vetëm duke hapur vrima me një gjilpërë të madhe dhe një çekiç në fletën metalike. Kjo krijon një vrimë në formë koni e cila më pas mund të vendoset e sheshtë. Vrimat nuk duhet të jenë të një madhësie të saktë ose madje të vendosura në mënyrë perfekte. Në këtë shkallë të vogël, forcat e fërkimit janë të vogla dhe nëse shikoni nga afër fotografitë do të shihni që kam përdorur kunja të gjatë. Rrotat e rruazave të qelqit ishin montuar në kunjat prej bronzi të epoksuara në pjesën e poshtme të robotit. isshtë e rëndësishme të përdorni materiale jo magnetike për ndërtimin ose fuqia dhe kontrolli i robotit do të ndikohen negativisht.

Hapi 3: Një motor robot magnetik

Roboti ka katër shkallë lirie. Mund të shkojë përpara dhe mbrapa, të rrotullohet majtas ose djathtas, të lëvizë kapësen lart e poshtë, dhe të hapë dhe të mbyllë kapësen. Foto 4- I zhvendosa katër motorët në bord që normalisht do të duheshin për ta bërë këtë, thjesht duke pezulluar një magnet horizontalisht në një gimbal me dy boshte. Dy magnetë 1/8 "x1/8" x1/16 "janë të epoxied në një bosht vertikal të telit që është i përkulur për të formuar një gisht të kapëses. Dy magnetët janë rreshtuar për të vepruar si një magnet dhe për të krijuar një motor magnetik të vetëm. Kjo është e montuar në kutinë më të vogël e cila ka gishtin tjetër mbërthyes në të. Kutia e kapëses është montuar në boshtin e dytë horizontal të gimbalit me një vidë dhe arrë 000 prej bronzi. Kam përdorur vidën kështu që lehtë mund ta ndaj për rregullime. Një fushë magnetike e jashtme është montuar në një makinë të tipit CNC e cila mund të rrëshqasë pjesën e përparme magnetike përgjatë boshtit x dhe y dhe ta rrotullojë atë horizontalisht dhe vertikalisht. Mund të ishte bërë me një magnet elektro, por unë zgjodha të përdor një të tillë magnet i përhershëm neodymium inç kub sepse është mënyra më e lehtë dhe më e shpejtë për të krijuar një fushë të madhe magnetike në një vëllim të vogël. Figura 4c- Pra, me skajin verior të magnetit të vogël në robot përballë skajit më të madh të jashtëm jugor të magnetit nën të, magneti robot ndjek mjaft nga afër motivin ns të fushës magnetike të jashtme. Për një video të shkurtër të robotit që merr një IC 8 pin, shihni këtu: https://www.youtube.com/embed/uFh9SrXJ1EAOse klikoni në videon më poshtë.

Hapi 4: Kontrolluesi i tipit CNC Robot

Fotografia 5 tregon kontrolluesin e robotëve të tipit CNC. Katër servos ofrojnë lëvizje për magnetin neodymium një inç kub, të cilin magneti i montuar në gimbal në robot e ndjek. Për boshtin x dhe Y një servo me çift rrotullues të lartë me rrotull dhe drejtues peshkimi tërheq platformën e tekstil me fije qelqi. Një pranverë e kundërshton lëvizjen. Platforma mbështetet në dy tuba prej bronzi teleskopues që veprojnë si një udhëzues linear. Kushinetat plastike të bëra nga një dërrasë plastike e prerjes, në të dyja anët e udhëzuesve linearë, mbajnë nivelin e platformës. Ky kontrollues i veçantë roboti ka një gamë të kufizuar prej disa inç kub. Kjo përfundimisht duhet të jetë më se e mjaftueshme për të kontrolluar robotët me të vërtetë mikroskopikë, të cilët mund të kërkojnë vetëm një distancë prej disa centimetra kub.

Hapi 5: Qarku robot magnetik

Kontrolluesi robot përbëhet nga një mikrokontrollues Picaxe i cili është programuar për të siguruar një sekuencë lëvizjesh për robotin. Unë mendoj se Picaxe është mikrokontrolluesi më i lehtë dhe më i shpejtë për t'u lidhur dhe programuar. Ndërsa është më i ngadalshëm se një Pic Micro ose Arduino standard, është më se i shpejtë sa duhet për shumicën e robotëve eksperimentalë. Për projektet e tjera Picaxe shihni këtu: https://www.inklesspress.com/picaxe_projects.htm Dhe këtu: https://www.instructables.com/id/Building-Small-Robots-Making-One-Cubic-Inch-Micro/ Picaxe kontrollon robotin duke dërguar në mënyrë serike komandat në një servo kontrollues mikro serial Polulu. Kontrolluesi Polulu është shumë i vogël dhe do të mbajë vazhdimisht deri në 8 servos në çfarëdo pozicioni që vendosen. Komandat e thjeshta nga Picaxe ju lejojnë të kontrolloni me lehtësi pozicionin, shpejtësinë dhe drejtimin e servos. Unë do ta rekomandoja shumë këtë kontrollues për të gjitha llojet e robotëve të bazuar në servo. Skema tregon se si janë lidhur katër servot. Servo 0 dhe 1 drejtojnë magnetin 1 përgjatë boshtit X dhe Y. Servo 2 është një servo rrotullues i vazhdueshëm që mund të rrotullojë magnetin më shumë se 360 gradë. Servo 3 anon magnetin pak përpara dhe prapa për të ulur dhe ngritur kapësen. Për një video e shkurtër e robotit që ndizet një monedhë, shihni këtu: https://www.youtube.com/embed/wwT0wW-srYgOse klikoni videon më poshtë:

Hapi 6: Softueri i kontrolluesit të robotëve

Këtu është programi softuerik për mikrokontrolluesin Picaxe. Ai dërgon sekuenca të para-programuara te servo kontrolluesi Polulu i cili lëviz magnetin në hapësirën 3d për të kontrolluar robotin. Me modifikime të vogla, mund të përdoret gjithashtu për të programuar një Stamp Basic dy. Për të programuar Picaxe e pashë të nevojshme të shkëputja Pin 3 (dalja serike) nga servo kontrolluesi. Përndryshe, programi nuk do të shkarkohet nga kompjuteri. Kam gjetur gjithashtu të nevojshme të shkëpus pinin tre nga servo kontrolluesi kur ndizni qarqet, për të parandaluar bllokimin e servo kontrolluesit. Pastaj, pas një sekonde të rilidhur unë pin 3. "Programi për sekuencën e marrjes së magrobot R-20 duke përdorur një kontrollues polvo servo të lartë 3" dalje serike pinpause 7000 "të vendosur në 0 pozicioneout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 35, 127) 'position s1 13-24-35 counter-clockwiseserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127)' position s0 c-clockpause 7000 'level magnetserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 23, 127) 'pozicioni mes pauzë 1000' ec përpara përpara servo1serout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 21, 127) ora e pozicionit në mes të pauzës 1500 'rrokje poshtë poshtë 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 26, 127) 'position downpause 2000' mbyll gripserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) 'orë me shpejtësi të ngadaltë 50serout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'stop servo 2 rotatepause 700' ecë përpara shortserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 13, 127) 'pozicioni i orës së pushimit 1000' rrokje upserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 23, 127) "pozicioni mespushimi 700" ktheni djathtas 90serout 3, t2400, (80 dollarë, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) orëpushim me shpejtësi të ngadaltë 470serout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'stop servo 2 rotationpause 1000' përpara 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 13, 12) pozicioni s0 pauzë 1500 ' downserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 25, 12) 'pozicioni mespushimi 2000' mbylle gripserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) 'orë me shpejtësi të ngadaltë c-orë pauzë 50srout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'stop servo 2 rotationpause 400' backupserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) pozicioni s0 c-clockpause 700 'rrokje upserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 22, 12) 'pozicioni mes pauzë 1000pause 6000' i vendosur në 0 pozicione jashtë 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 35, 127) 'pozicioni s1 13- 24-35 c-clockserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) pozicioni s0 c-clockloop: goto loop

Hapi 7: Shtimi i sensorëve

Ky robot nuk ka sensorë. Për të qenë vërtet i dobishëm si një manipulues robot i objekteve të vogla do të ishte një avantazh të kishit një lak reagimi te mikrokontrolluesi nga sensorë të ndryshëm të botës reale. Për të shmangur vendosjen e një furnizimi me energji në bord, mund të përdoren sensorë të dritës. Drita me lazer ose infra të kuqe mund të drejtohet në krye të robotit dhe reflektorët mekanikë ose bllokuesit mund të lidhen me sensorët e prekjes, sensorët e presionit ose sensorët e temperaturës dhe reflektimin e ndryshueshëm të lexuar nga fotocellat ose një aparat fotografik. Një mundësi tjetër është përdorimi i teknologjisë RFID për transmetoni një impuls që fuqizon elektronikën në robot të kthehet në vend të një numri identifikues, një sekuencë të bitëve që përfaqësojnë ndryshime në prekje ose sensorë të tjerë.

Hapi 8: Robotë të tjerë me fuqi magnetike

Robotët e kontrolluar nga fusha magnetike të llojeve të ndryshme nuk janë asgjë e re. Disa prej tyre janë mikroskopike dhe disa janë më të mëdha, kështu që ato mund të vendosen në mënyrë mjekësore në trupin e njeriut. Disa përdorin elektromagnetë të kontrolluar nga kompjuteri dhe disa përdorin magnete të lëvizshëm të përhershëm. Këtu janë disa lidhje me disa nga robotët magnetikë më të mirë dhe më të vegjël eksperimentalë që studiuesit po punojnë. Roboti magnet fluturues me një qindarkë. Ndërsa në të vërtetë nuk fluturon, ai rri pezull në një fushë magnetike të kontrolluar nga kompjuteri, ashtu si ato lodra që pezullojnë një globi i vogël i tokës. Ajo gjithashtu ka një kapëse që zgjerohet kur nxehet me një lazer dhe më pas mbërthen ndërsa ftohet. Fatkeqësisht, robotët magnetikë në skajet veriore dhe jugore janë vertikale, kështu që nuk ka asnjë mënyrë për të kontrolluar rrotullimin rrotullues për të orientuar saktësisht kapësen. Slightlyshtë pak më i madh se roboti më i vogël që kam bërë, i cili tregohet në hapin 9. -76.html Robot magnet noti Një robot vërtet mikroskopik që është një spirale me një magnet në njërën skaj. Me një fushë magnetike të jashtme rrotulluese dhe rrotulluese, mund të synohet në çdo drejtim dhe të notojë nën ujë. spectrum.ieee.org/aug08/6469 Robotë mjekësorë.https://www.medindia.net/news/view_news_main.asp? x = 5464Kamera e kontrolluar magnetikisht. /Controlled_pill_camera_is_created/UPI-60051212691495/Këtu janë disa kapëse mikroskopike të kontrolluara magnetikisht që mund të aktivizohen kimikisht ose nga nxehtësia. kap Pra, ata janë më shumë si një kurth mikroskopik i ariut sesa një mbërthyes plotësisht funksional. /13010901.asppic 10 tregon Magbots R-19, R-20 dhe R-21, tre robotët që kam bërë për këto eksperimente. Më i vogli u bë më i vogël duke eleminuar një strumbullar dhe rrotat. Një bisht teli e mban atë nga përmbysja prapa.

Hapi 9: Ndërtimi i robotëve edhe më të vegjël

Fotografia 11 tregon Magbot R-21, robotin më të vogël me fuqi magnetike me një kapëse funksionale që kam bërë deri më tani. Në.22 "x.20" x.25 "është rreth 1/100 e një inç kub. Duke eleminuar rrotat dhe një pikë strumbullar (gimbal), roboti është shumë më i vogël se versioni me rrota. Ai rrëshqet në metal korniza jo aq e qetë sa ajo me rrota. Bishti i telit lejon që roboti të lëkundet për të ngritur kapësen. Një konfigurim i tillë mund të përdoret për të krijuar një robot me madhësi mikroskopike. Problemi në këtë pikë, është ose të përdorni IC konvencionale teknologji për të krijuar struktura mekanike të filmit të hollë, ose për të dalë me ndonjë alternativë tjetër për krijimin e strukturave mikroskopike. Unë jam duke punuar në të. Këta robotë të vegjël përfaqësojnë një nga mënyrat më të lehta për të bërë shumë lëvizje në një hapësirë të vogël. Ka shumë konfigurime të tjera të mundshme të magneteve në bord dhe fushave magnetike të jashtme që mund të prodhojnë robotë shumë interesantë. Për shembull, përdorimi i më shumë se tre ose më shumë magnetë rrotullues ose rrotullues në një robot, mund të rezultojë në më shumë shkallë lirie dhe manipulim më të saktë të kapëses.

Çmimi i parë në konkursin me madhësi xhepi