Modified Wild Thing - Joystick Steering - Nytt och förbättrat: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Uppdatering 1/8/2019: Två år efter att detta projekt slutförts har jag konstruerat och tillverkat flera kretskort för att underlätta ombyggnaden av dessa rullstolar. Det första kretskortet är nästan detsamma som det anpassade protobordet som löds upp här, men istället är ett professionellt tillverkat kort som tar en Arduino Nano. Det finns också en drop-in-ersättning för det ursprungliga lagerstyrkortet (det har inbyggda motorförarkretsar), samt ett kort som ansluts till lagerstyrkortet och emulerar dess joysticks, vilket gör dem mycket lättare att använda. Här är all information för dessa styrelser: https://github.com/willemcvu/Bumblebee-dual-motor-… Om du vill ha en av dessa tavlor, kontakta mig via min blogg så kan vi gå därifrån: https:/ /willemhillier.wordpress.com/contact-me/

Den här manualen skrevs av Willem Hillier, student vid Champlain Valley Union High School, som ligger i Hinesburg, VT. Detta projekt slutfördes i och utanför klasserna Design Tech and Engineering Robotics som undervisades av Olaf Verdonk.

I slutet av mars 2017 kontaktade en lokal sjukgymnast gymnasiet och frågade om vi skulle kunna ändra en Fisher Price Wild Thing till en enda joystickanvändning genom att följa denna instruerbara: https://www.instructables.com/id/ Wild-Thing-Modification/

Vi tog dessa instruktioner och förbättrade designen där vi kunde. De områden där vi förbättrade inkluderade:

• Elektronikmontering/kabeldragning
• Koda
• Joystick och joystickfäste
• PVC -monteringssystem
• Ryggstöd, nackstöd och andra stödstrukturer
• Caster hjul

Vi använde inte en ekolodssensor och piezo -pip i vår byggnad som originalet gjorde.

På den sista byggdagen, när vi monterade de slutliga stödstrukturerna och presenterade projektet för flickan, var lokalpressen närvarande. De filmade och intervjuade flera personer, och efter att ha varit i de lokala nyheterna presenterades videon på de nationella nyheterna, liksom på otaliga platser online.

Dessa instruktioner är inte heltäckande som den ursprungliga Instructable är, utan är snarare ett "tillägg" som endast behandlar de områden vi ändrat.

Ber om ursäkt för de under-par-bilderna under hela denna instruktionsbok. Jag hade en iPhone 5 under det här projektet och den har inte den bästa kameran …

ANSVARSFRISKRIVNING: Champlain Valley Union High School eller någon av dess elever, lärare och personal är inte ansvariga för personskador eller skador på något föremål inklusive bilen som orsakats av ändringarna. Varje typ av modifiering upphäver också garantin från bilens tillverkare

Steg 1: Delar och tillbehör

Även om det mestadels är samma som den ursprungliga Instructable -listan, finns det vissa skillnader.

Många av dessa delar kan köpas lokalt på Home Depot, Lowe's eller din lokala järnaffär. Alla priser är de som anges vid bokföringen.

PVC -ram:

• 3/4 "PVC -rör
• Muttrar, bultar och brickor för genomskruvning
• 90 graders PVC -armbågar - x4
• 30 graders PVC -armbågar - x2

Ungefärlig ramkostnad: 30-40 dollar

Elektronik:

• Adafruit Pro Trinket - 5V 16MHz

  • Används för att ta ingångarna från joysticken och styra motorerna på lämpligt sätt
  • https://www.adafruit.com/products/2000
  • $9.95

• Joystick

  • Vilken två -axlad analog joystick som helst fungerar - använd den som fungerar bäst fysiskt för din applikation.
  • https://amzn.to/2sejh4q9.99Kraft

• Distributionsbuss (x2)

  • Används för att distribuera kraft och förenkla ledningarna
  • https://www.adafruit.com/product/737
  • $ 1,95 x 2

• Trimpotentiometer

  • Används för att styra bilens hastighet.
  • https://www.adafruit.com/product/356
  • $4.50

• Perfboard

  • Används för att löda annan elektronik på plats. Fungerar som kretskort för styrelektroniken.
  • https://www.adafruit.com/product/1609
  • $4.50

• Manliga rubriker

  • Används för att skapa pluggar för andra komponenter
  • https://www.adafruit.com/product/2671
  • $2.95

• Kvinnliga rubriker

  • Används i andra änden - vi kommer att fästa detta på joystick -kabeln så att den kan anslutas till vårt styrkort.
  • https://www.adafruit.com/product/598
  • $2.95

• Motorstyrenheter (x2)

  • Du kan använda vilken 12V PWM -motorstyrenhet som helst med omvända funktioner, även om det här är vad vi använde och de är utmärkta (om än lite dyra).
  • $ 45,00 x 2
  • https://www.revrobotics.com/spark/

• Kondensatorer (x2)

  • Nivåer ut spänningen när du drar mycket ström (t.ex. accelererar snabbt).
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472M
  • $ 1,37 x 2

• Strömbrytare

  • Används för att slå på/av bilen
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Si
  • $3.42

• Säkringshållare

  • https://amzn.to/2seAlYf
  • $2.98

• 20A bilsäkring

  Du kan köpa dessa mycket billigt lokalt

• Vilken tungmätare som helst

  • Används för strömkablar
  • Kan enkelt köpas lokalt

• Liten 4 eller fler stiftkabel

  • Används som en joystick -kabel
  • USB -kablar fungerar bra

• Ringterminaler

  Du kan köpa dessa lokalt

• Valfritt: uppgraderat batteri

  • Ger dig en körtid ungefär dubbelt så lång som för batteriet
  • https://amzn.to/2ssMjPV
  • $33.11

• Powerpole -kontakter

  • För enkel borttagning av batteri och enkel laddning
  • https://amzn.to/2sDocOY
  • $12.95

Total elektronikkostnad: 190,69 dollar

Total beräknad modifieringskostnad: $ 200-300

Steg 2: Elektronik Montering/kabeldragning

Istället för att lödda alla nödvändiga ledningar direkt till Adafruit Trinket Pro valde jag att bygga ett kretskort som hade alla nödvändiga anslutningar utbrutna.

Jag använde perfboard och lödde kvinnliga huvud för Trinket Pro. Jag använde manliga rubriker för ström-, servo- och joystickanslutningarna. Hastighetspotentiometern löds direkt på detta styrkort, till skillnad från den ursprungliga designen där hastighetsjusteringspotentiometern var extern för styrkortet. Detta är betydligt mer tillförlitligt (i motsats till en kontakt) och är enklare att tillverka.

Dessutom finns det två switchar som styr vilket joystickhuvud som är aktivt. Den ena omkopplaren växlar x-axelsignalen mellan de två huvuden, och den andra växlar y-axelsignalen. Varje rubrik är ansluten "motsatt" den andra - t.ex. mark och VCC växlas i läge från den andra rubriken. Detta gör att joysticken kan växlas mellan vänster och höger manövrering genom att helt enkelt växla joystickhuvudet och vända två omkopplare utan att programmera om styrenheten.

Steg 3: Kod

När jag provade den ursprungliga koden upptäckte jag att den var extremt långsam. Efter en del undersökningar/tester fastställdes att ekolodskoden fick styrslingan att köra väldigt långsamt när ingen sonarsensor var ansluten. Detta berodde på att Arduino skulle skicka ut en "ping" till ekolodsgivaren och vänta på att den skulle få en "ping" tillbaka från ekolodsgivaren. När det inte finns någon ekolodssensor, får den aldrig ett ping tillbaka, men väntar ett tag med att få en innan den så småningom tar time -out.

Efter att ha tagit bort den koden samt annan onödig kod (specifikt kod som är utformad för att köra en bil med styrservo), gick den ganska bra.

Steg 4: Joystick och Joystick Mount

Den ursprungliga designen använde en standard 2-axlig potentiometer joystick från en fjärrkontroll för ett plan, etc. Medan dessa fungerar är de ofta inte av särskilt hög kvalitet, och dessutom är handtaget inte idealiskt, eftersom det är gjort för att användas med en enda tumme. Vi valde att använda en 2-axlig joystick med ett bollhandtag för enkel användning. Jag designade och 3D -tryckt ett fäste för joysticken. Totalt gick det igenom 4 tryckrevisioner innan det blev tillfredsställande.

Det finns flera saker att notera om joystickfästet:

• Den använder två genomgående hål för att klämma fast till 1 "PVC. För att bestämma den exakta storleken som behövs för detta tryckte vi ut en uppsättning" testringar "med lite olika innerdiametrar (se ovanstående foto).
• Just den här filen behöver stöd för att skriva ut bäst - jag skrev ut den på en Ultimaker 3. Jag antar att den kan skriva ut på en sida, men den kommer förmodligen inte att bli så bra. Jag har också bifogat en modell utan stöd.
• Det finns en U-formad kanal utskuren ur insidan som gör att kabeln kan gå mellan utgångshålet och den andra potentiometern.
• Min design använder en laserskuren akryltopp, som enkelt kan 3D-tryckas istället

Steg 5: PVC -monteringssystem

Liksom den ursprungliga designen använde vi PVC för att bygga en ram runt fordonet. Denna ram ger mer skydd för användaren, liksom bekväma fästpunkter för andra delar som joysticken och nackstödet.

Vi använde genomgående bultar för att fästa PVC-ramen på den befintliga ramen vid fyra punkter (se bilden ovan; monteringspunkterna är inringade i rött).

Steg 6: Ryggstöd, nackstöd och andra stödstrukturer

Med tanke på att vi bygger en rullstol är stödstruktur och att produkten ergonomisk mycket viktig. Det fanns tre områden som förbättrades drastiskt från den ursprungliga Wild Thing.

1. Ryggstöd

Vi använde en skumbräda, med två triangelformade träkilar mellan den och det ursprungliga sätet, så att ryggstödet blev en brantare vinkel. Hissbultar användes för att säkra hela installationen.

2. Stödkonstruktioner i sidoluckan

Vi använde en plåt monterad på den bakre orange ramen som lindades runt sidorna av användarens midja. Skum lindades runt "spetsarna" på denna metallbit. Se bilder.

3. Nackstöd

Kickboard -ryggstödet är bra när det gäller ryggstöd, men det var inte tillräckligt högt för att stödja användarens huvud i vårt fall. På grund av detta tillkom ett nackstöd. Vi tog av nackstödet från användarens befintliga (manuella) rullstol och skruvade det enkelt på kickboard.

Steg 7: Caster Wheel

Det ursprungliga hjulet och dess stödstruktur var av plast, hade alldeles för mycket spel och rullade inte alls bra. (se bilden ovan för en demonterad vy). Vi valde att byta ut detta hjul med ett vridbart gummihjul som är avsett för användning på botten av rullvagnar etc.

Jag konstruerade två plattor i Fusion 260 som skulle passa på ovansidan och botten av svängnavet i plast på fordonets baksida (se bild). Dessa plattor skars ut på en CNC -plasmaskärare. En liten bit stålrör svetsades in i varje hål på dessa plattor. Bultar gick genom topplattan, bottenplattan och sedan hål i monteringsplattan på hjulet.

Tack för att du läste denna instruktionsbara och rösta på den i PVC -tävlingen och få den att flytta tävlingen!

Första priset i Make It Move -tävlingen 2017