Telepresence Robot: Basic Platform (Del 1): 23 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Av randofo@madeineuphoria på Instagram! Följ mer av författaren:

Om: Mitt namn är Randy och jag är Community Manager i dessa här delar. Under ett tidigare liv hade jag grundat och drivit Instructables Design Studio (RIP) @ Autodesk's Pier 9 Technology Center. Jag är också författare till … Mer om randofo »

En telepresence -robot är en typ av robot som kan fjärrstyras över internet och fungera som en surrogat för någon annanstans. Till exempel, om du är i New York, men fysiskt vill interagera med ett team i Kalifornien, kan du ringa in till en telepresence-robot i Kalifornien och få roboten att vara din stand-in. Detta är den första delen av en sju -del instruktionsbara serier. Under de kommande två instruktionerna kommer vi att bygga den grundläggande elektromekaniska robotplattformen. Denna plattform kommer senare att förbättras med sensorer och ytterligare kontrollelektronik. Denna bas är centrerad kring en plastlåda som både ger struktur och erbjuder internt utrymme för lagring av elektronik. Designen använder två mittdrivhjul fästa på kontinuerliga servon som låter den gå framåt, bakåt och svänga på plats. För att den inte ska tippa från sida till sida innehåller den två stolstolar av metall. Det hela styrs av en Arduino. För att lära dig mer om ämnena i denna serie projekt, kolla in Robot Class, Electronics Class och Arduino Class.

Steg 1: Material

Eftersom detta är ett tvådelat projekt har jag inkluderat alla delar i en lista. Delarna för den andra halvan kommer att upprepas i den lektionen. Du behöver: (x2) Kontinuerlig rotationsservos (x1) Standard servo (x1) Arduino (x1) 4 x AA batterihållare (x1) 2 x AA batterihållare (x6)) AA-batteri (x1) Strömkontakt av M-typ (x2) Caster-hjul (x1) Plastlåda (x1) Selfie-stick (x1) 1/2 "takplattfläns (x1) Metallfäste (x2) 1/4-20 x 7/8 "med 1-1/4" basreglage (x4) 1/4-20 muttrar (x1) Blandat krympslang (x1) Blandade dragkedjor

Steg 2: Borra servohornet

Vidga de yttersta hålen på de två kontinuerliga rotationsservona med en 1/8 borr.

Steg 3: Markera och borra

Centrera servohornet på ett av de 3 hjulnaven och markera servos fästhål. Borra dessa märken med en 1/8 'borr. Upprepa för det andra hjulet.

Steg 4: Fäst

Dragkedjan knyter hjulen till respektive servohorn och klipper bort eventuella överflödiga dragkedjor.

Steg 5: Anslut motorerna

Använd motorns monteringshål och drag ihop de två kontinuerliga servona med varandra så att de speglas. Denna konfiguration kan tyckas enkel, men är faktiskt en ganska robust drivlina för roboten.

Steg 6: Markera hjulöppningarna

Vi måste skära två rektanglar i mitten av locket för att passera hjulen genom att hitta mitten av tupperware -locket genom att rita ett X från hörn till hörn. Platsen där detta X skärs är mittpunkten. Från mitten mäter du 1-1/4 "inåt mot en av de längsta kanterna och gör ett märke. Spegla detta på motsatt sida. Nästa mått 1-1/2" upp och ner från mittmärkena och markera dessa mätningar som Slutligen mäter du 1-1/2 "utåt mot långkanten från var och en av de inre märkena och gör tre yttre märken för att utvidga ytterkanten på snittlinjerna. Observera att jag inte brydde mig om att markera dessa mätningar eftersom de ställde upp perfekt med tråget i locket för lådkanten. Du bör lämnas med en kontur av två 1-1/2 "x 3" lådor. Dessa kommer att vara för hjulen.

Steg 7: Skär öppningarna

Använd markeringarna som en guide, skär två 1-1/2 "x 3" rektangulära hjulöppningar med en lådskärare eller liknande blad.

Steg 8: Markera och borra

Placera motorenheten i mitten av locket så att hjulen sitter centrerade inuti de två rektangulära hålen och inte vidrör någon av kanterna. När du är säker på att du har uppnått rätt hjulplacering, markera på varje sida av var och en av motorerna. Detta kommer att fungera som borrstyrningar för hål som ska användas för att fästa motorerna med lock med dragkedja. När märkena är gjorda borrar du vart och ett av dessa hål med en 3/16 borr.

Steg 9: Fäst drivhjulen

Drag fast servomotorerna ordentligt mot locket med hjälp av lämpliga monteringshål. Ta bort de överflödiga dragkedjorna. Genom att ha monterat motorerna i mitten av roboten har vi skapat en robust drivenhet. Vår robot kommer inte bara att kunna gå framåt och bakåt, utan också svänga åt båda hållen. Faktum är att inte bara roboten kan svänga åt vänster eller höger genom att skilja motorernas hastigheter under körning, men den kan också svänga på plats. Detta uppnås genom att rotera motorerna med samma hastighet i motsatta riktningar. På grund av denna förmåga kan roboten navigera i trånga utrymmen.

Steg 10: Förbered reglagen

Förbered reglagen genom att trä 1/4-20 muttrar ungefär halvvägs ner i de gängade reglarna. Dessa reglage används för att jämna ut roboten och kan behöva justeras senare för att låta roboten köra smidigt utan att välta.

Steg 11: Borra och fäst reglagen

Cirka 1-1/2 "inåt från var och en av lådans korta kanter, markera på mitten. Borra genom dessa märken med en 1/4" borr. Sätt in reglagen genom hålen och fäst dem med 1/4 -20 nötter. Dessa används för att hålla roboten balanserad. De ska inte vara så höga att drivhjulen har problem med att komma i kontakt med markytan, inte heller så lågt att roboten vinglar fram och tillbaka. Du kommer sannolikt att behöva justera höjden på dessa när du börjar se hur din robot fungerar.

Steg 12: Kretsen

Kretsen är ganska enkel. Den består av två kontinuerliga rotationsservos, en standard servo, en Arduino och en 9V strömförsörjning. Den enda knepiga delen av denna krets är faktiskt 9V strömförsörjning. I stället för att vara en enda batterihållare är det faktiskt en 6V och 3V batterihållare i serie för att skapa en 9V. Anledningen till att detta görs är att servon behöver en 6V strömkälla och Arduino behöver en 9V strömkälla. För att ge ström till båda ansluter vi en kabel till platsen där 6V och 3V förbrukningsmaterial löds ihop. Denna kabel kommer att ge 6V till motorerna, medan den röda ledningen som kommer från 3V -matningen är faktiskt 9V -matningen som Arduino kräver. De delar alla samma mark. Det här kan verka mycket förvirrande, men om du tittar noggrant ser du att det faktiskt är ganska enkelt.

Steg 13: Ström- och jordledningar

I vår krets måste 6V -strömanslutningen delas upp på tre sätt och jordanslutningen måste delas upp på fyra sätt. För att göra detta kommer vi att löda tre röda ledare med fast kärna till en enda röd tråd med fast kärna. Vi kommer också att löda en solid kärna svart tråd till fyra massiva kärniga svarta trådar.

Vi använder en solid kärna eftersom de till stor del behöver anslutas till servofack.

Till att börja med, klipp av lämpligt antal trådar och ta bort lite isolering av ena änden av varje.

Vrid ihop ändarna på trådarna.

Löd denna anslutning.

Slutligen, skjut en bit krympslang över anslutningen och smält den på plats för att isolera den.

Du har nu lödt två ledningsnät.

Steg 14: Anslutning av kabelnätet

Löd ihop den röda ledningen från 4 X AA -batterihållaren, den svarta ledningen från 2 X AA -batterihållaren och den enda röda tråden från nätkabeln. Isolera denna anslutning med krympslang. Detta kommer att fungera som 6V -strömanslutningen för servona. Löd sedan den svarta ledningen från 4 X AA -batterihållaren till den enda svarta ledningen från jordledningsnätet. Isolera detta med krympslang också. Detta kommer att ge en jordanslutning för hela kretsen.

Steg 15: Sätt i nätkontakten

Vrid isär skyddslocket från kontakten och skjut locket på en av de svarta trådarna från kabelnätet så att det kan vridas tillbaka senare. Löd den svarta ledningen till kontaktens yttre terminal. Löd en 6 röd solid kärntråd till kontaktens mittkontakt. Vrid locket tillbaka på kontakten för att isolera dina anslutningar.

Steg 16: Gör 9V -anslutningen

Löd den andra änden av den röda kabeln som är ansluten till strömkontakten till den röda ledningen från batteriet och isolera den med krympslang.

Steg 17: Montera batterihållarna

Placera batterihållarna på ena sidan av lådans lock och markera deras monteringshål med en permanent markör. Borra dessa märken med en 1/8 borr. Slutligen fäst batterihållarna på locket med 4-40 platta skruvar och nötter.

Steg 18: Programmera Arduino

Följande Arduino -testkod gör att roboten kan köra framåt, bakåt, vänster och höger. Den är endast utformad för att kontrollera funktionen hos de kontinuerliga servomotorerna. Vi kommer att fortsätta att ändra och utöka denna kod när roboten fortskrider.

/*

Telepresence Robot - Drivhjulstestkodskod som testar framåt, bakåt, höger och vänster funktionalitet för telepresence robotbasen. */ // Inkludera servobiblioteket #inkludera // Berätta för Arduino att det finns kontinuerliga servon Servo ContinuousServo1; Servo ContinuousServo2; void setup () {// Fäst de kontinuerliga servona på stift 6 och 7 ContinuousServo1.attach (6); ContinuousServo2.attach (7); // Starta de kontinuerliga servona i en pausad position // om de fortsätter att snurra något, // ändra dessa siffror tills de stoppar ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } void loop () {// Välj ett slumpmässigt tal mellan 0 och 3 int intervall = random (4); // Växlar rutiner baserat på det slumpmässiga numret som just valts (switch) {// Om 0 är valt sväng höger och pausa för ett andra fall 0: höger (); fördröjning (500); stopDriving (); fördröjning (1000); ha sönder; // Om 1 är valt sväng vänster och pausa för ett andra fall 1: vänster (); fördröjning (500); stopDriving (); fördröjning (1000); ha sönder; // Om 2 är valt gå framåt och pausa för ett andra fall 2: framåt (); fördröjning (500); stopDriving (); fördröjning (1000); ha sönder; // Om 3 är valt gå bakåt och pausa för ett andra fall 3: bakåt (); fördröjning (500); stopDriving (); fördröjning (1000); ha sönder; } // Paus för en millisekund för stabiliteten av kodfördröjningen (1); } // Funktion för att sluta köra void stopDriving () {ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } // Funktion för att driva framåt tomrum framåt () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (104); } // Funktion för att köra bakåt tomrum bakåt () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (84); } // Funktion för att köra rätt tomrum höger () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (104); } // Funktion för att köra vänster tomrum vänster () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (84); }

Steg 19: Fäst Arduino

Placera Arduino var som helst, på botten av lådan. Markera båda Arduino -monteringshålen och markera ett annat märke strax utanför brädans kant intill var och en av monteringshålen. I grunden gör du två hål för att knyta Arduino -kortet med plastlådan. Borra alla dessa märken. Använd hålen för att fästa Arduino med insidan av lådan. Som vanligt, klipp bort alla överflödiga dragkedjor.

Steg 20: Anslut ledningarna

Nu är det dags att äntligen koppla ihop allt. Anslut de 6V röda ledningarna till servomotorns uttag som motsvarar dess röda ledning. Anslut jordledningarna till motsvarande svarta tråduttag. Anslut en 6 grön solid kärntråd till uttaget som Anslut den andra änden av en av de gröna trådarna till stift 6 och den andra till stift 7. Slutligen sätter du i 9V -strömkontakten i Arduinos fatuttag.

Steg 21: Sätt i batterier

Sätt i batterierna i batterihållarna. Tänk på att hjulen börjar snurra när du gör detta.

Steg 22: Fäst locket

Sätt på locket och stäng det. Du bör nu ha en mycket enkel robotplattform som går fram, bak, vänster och höger. Vi kommer att expandera ytterligare om detta under de kommande lektionerna.

Steg 23: Felsökning

Om det inte fungerar, kontrollera din kabeldragning mot schemat. Om det fortfarande inte fungerar, ladda upp koden igen. Om även detta inte får det att fungera, kontrollera om det gröna lampan på Arduino är tänd. Om det inte är det, skaffa nya batterier. Om det mestadels fungerar, men inte stannar helt mellan rörelserna, måste du justera trimmen. Med andra ord är nollpunkten på motorn inte konfigurerad perfekt, så det kommer aldrig att finnas ett neutralt läge som kommer att pausa det. För att åtgärda detta, finjustera den lilla skruvterminalen på baksidan av servon och justera den försiktigt tills motorn slutar snurra (medan den är i pausläge). Detta kan ta ett ögonblick för att bli perfekt. I nästa instruktion i serien kommer vi att montera en servojusterbar telefonhållare.