1KG Sumobot -byggnad: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Denna instruktionsbok guidar dig genom processen att designa och bygga en 1 kilogram sumobot.

Men först, lite bakgrund om varför jag bestämde mig för att skriva detta. Jag skulle reparera min gamla sumobot för en tävling när jag insåg att jag aldrig hade gjort en instruktion om hur man gör en sumobot. Jag har varit tyst i Instructables det senaste året, så jag bestämde mig för att återkomma med denna instruktionsbok om hur man bygger en 1KG sumobot.

För det första skulle många av er undra: vad är en sumobot?

I grund och botten är en sumobot ett slags robot som används i sumobot- eller robot-sumotävlingar. Som namnet antyder är målet att pressa varandra ur en ring, liknande sumobrottning. Sumoboten i sig är designad med det enda syftet att skjuta ut en annan sumobot ur ringen. Sumoboten i denna instruktionsbok är 1 kilo. Det finns dock andra viktklasser som 500 gram och 3 kilo.

Skicklighet behövs:

• Bekantskap med CAD (datorstödd design)
• Lödning
• Programmering i Arduino

Det behövs inte mycket kompetens för detta projekt. Bara att vara bekväm med CAD, lödning och programmering räcker långt. Bli inte skrämd av hur komplicerad datorstödd design låter. Autodesk erbjuder gratis omfattande självstudier om sin egen programvara (jag använder Fusion 360 själv) och det är oerhört användbart för en nybörjare att lära sig repen. För mig är det som är viktigare vilja och vilja att lära sig, och naturligtvis att ha roligt på vägen.

Med det här, låt oss komma igång.

P. S. Jag går också med på denna instruerbara i tävlingen Make it Move. Om du tycker att denna instruerbara är fantastisk, vänligen rösta på mig också. (Jag vill ha t-shirten; den ser riktigt cool ut:))

Steg 1: Dellista

Reservdelar:

0,090”6061 aluminiumplåt - 12” x 12”(eller något 0,090”/2,2 mm aluminiumplåt som kan CNC -göras. Jag valde 6061 eftersom detta skulle användas för huvudkroppen och 6061 har en hel del styrka)

0,5 mm aluminiumplåt - 12”x 12” (valfri legering skulle fungera; detta är bara för topplocket och bladet. Jag använde extra aluminiumskrot)

5 mm aluminiumplåt (Återigen skulle alla legeringar fungera. Mina var 7075 aluminiumskrot.)

2 x 12V DC motor med högt vridmoment (Alla motorer med högt vridmoment fungerar, till exempel den här från Amazon.)

2 x hjulfälg (Återigen skulle alla fälgar fungera beroende på din motor. Om du har en 5 mm motoraxel kommer dessa hjul att fungera fint. Mina är faktiskt några gamla silikonhjul jag hade)

4 IR -distanssensorer (jag använder Sharp IR -distanssensorer, som kan köpas från flera butiker, till exempel från Pololu och från Sparkfun.)

2 IR -sensorer (jag fick några här från Sparkfun igen.)

1 Microcontroller -kort (jag använder en ATX2 bara för att det krävs. En vanlig Arduino Uno skulle faktiskt vara bättre för sin användarvänlighet).

1 3S litiumpolymerbatteri (LiPo. 3S LiPos är 12 volt. En kapacitet från 800 till 1400 mah skulle fungera.)

1 Motordrivrutin (Återigen beror detta på hur mycket ström din motor kan dra. Detta går direkt ovanpå en Arduino Uno och kan ge upp till 5A ström.)

Ledningar, kablar och kontakter (För att ansluta sensorerna till kortet och för att ansluta till en bärbar dator.)

M3 skruvar och muttrar

Epoxi

Kartong

Bärbar dator (för att programmera tavlan)

Verktyg som sax, trådavlägsnare och lödkolv.

Steg 2: Montering av chassit

Jag använde Fusion 360, en allt -i -ett molndriven 3D CAD/CAM -programvara, för att designa chassit. Autodesk tillhandahåller vackra handledning här. Jag lärde mig av att mest titta på videor och sedan försöka göra dem själv. Jag kommer inte att försöka lära dig hur du använder Fusion 360; Jag låter proffs göra sitt.

Designen i sig består av en huvudbas, ett blad, ett topplock, två motorfästen och två (eller fyra) 3D -tryckta hängslen. Huvudfoten är 2,2 mm aluminium, motorfästena är 5 mm aluminium, bladet är 0,5 mm aluminium, medan topplocket antingen kan vara 0,5 mm aluminium eller vanlig kartong. Jag använde kartong eftersom aluminiumet väger ett par gram mer, och jag var över 1 kilogramsgränsen med 10 gram. 3D -tryckta hängslen å andra sidan är tryckta med ABS, på 50% fyllning.

Designen som krävde aluminium exporterades till.dxf -filer och skickades till ett lokalt laserskärningsföretag här på Filippinerna. De 3D -tryckta delarna exporterades under tiden till STL och skickades igen till ett lokalt 3D -utskriftsföretag.

Friskrivningsklausul: Jag återanvände en gammal minobot som inte fungerar längre men använder den här designen, så några av delarna är redan monterade på bilderna. Jag kommer dock att gå dig igenom processen att montera alla bitarna tillsammans.

När delarna har skurits kan du antingen börja med topplocket, stag och blad, eller motorfästet.

Topplocket i designen är tillverkat av aluminium, men på grund av viktbegränsningar använde jag kartong. Jag skär kartong i samma specifikationer som i designen.

Den 3D -tryckta hängslen sitter fast med skruvar och används för att bokstavligen stärka bladet. Bladet sitter fast vid basen med hjälp av epoxi. Skruvhål i bladet och huvudbasen används för att styra positioneringen och se till att den är korrekt sammanfogad. Det finns cirkulära hål på huvudfoten som du kan fylla med epoxi för att hålla fast bladet vid huvudfoten. Den stora ytarean på hålen gör att epoxin kan greppa bladet bättre och förhindra att det slits från basen. IR -sensorn kan också fastna på bladets botten med epoxi, precis som på bilderna. Se till att sensorns botten är vinkelrät mot golvet.

För att montera motorn på basen, skruva först in motorn i motorfästet. Du måste dock först lödtrådar till motorn, eftersom ledningarna sitter på baksidan av motorn och det skulle vara svårt att nå dem när de är fästa vid basen. Motorn ligger i linje med motorfästet och hålls upp med skruvar. Det vill säga, om du fick motorn som jag inkluderade i listan med delar. Om inte, kan du ändra designen så att den passar din motor. Vid denna tidpunkt kan du också fästa hjulkanten på motorn. Motorfästet skruvas sedan fast på de bakre hålen på huvudfoten.

Om du använder en motorförare som inte kan hamna ovanpå Arduino, eller av någon anledning som motorföraren måste ha sitt eget område, finns det utrymme mellan motorerna och bladet för den. Detta utrymme är avsett för lipobatteriet och en motorförare, om du behöver extra utrymme. Eftersom vi också redan arbetar med den nedre delen av roboten, och det skulle vara svårt att komma åt den senare när det övre locket är fäst, kan du placera motordrivrutinen mellan bladet och motorerna, precis som på bilderna. Dubbelsidig tejp kan hjälpa till att fästa den på basen.

Steg 3: Elektronik

Därefter kommer elektroniken, som sensorerna, motordrivrutinen och kortet.

Om du igen använder en motordrivrutin som inte går ovanpå en Arduino, börja fästa de kablar som behövs för att ansluta den till mikrokontrollen. För min motorförare är allt jag behöver en signal (blå) och jordad (svart) tråd. Det beror på föraren själv. Vad alla drivrutiner behöver är kablar för att ansluta till batteriet eller strömkällan. Ledningarna fästa på min XT-60 (samma kontakt på de flesta lipobatterier) var för tjocka, så jag var tvungen att trimma ner den för att passa de smala kontaktblocken.

Min mikrokontroller delar också samma strömkälla som motordrivrutinerna, så jag var tvungen att löda ledningar direkt till ledningarna på XT-60-kontakten på motordrivrutinerna.

IR -avståndssensorerna själva kan behöva ha lödstiften lödda på dem, beroende på vilken sensor du får. De innehåller vanligtvis några i paketet om du köper dem, så bara löd dem efter behov.

Du kan också behöva löda ihop ledningar för att ansluta mikrokontrollern till sensorerna, precis som jag. Sensorn har en egen kontakt; vissa använder JST, medan vissa använder servohuvuden. Med en vanlig Arduino kan du fästa bygelkablar till Arduino och sedan löda den andra änden av kabeln till kabeln som kommer ut ur sensorn. Processen fungerar på samma sätt med andra mikrokontroller. Ledningar som kommer från mikrokontrollern löds till ledningar från sensorn.

Steg 4: Sätta ihop alla delar

Sensorerna och mikrokontrollern går på topplattan. Jag monterade IR -avståndssensorerna på ett gäng kartong för att höja den ovanför mikrokontrollen, eftersom ledningarna bakom sensorn kolliderar med mikrokontrollen. Lägg märke till hur det bara finns tre sensorer i fotot. Det var bara i sista minuten jag bestämde mig för att lägga till en fjärde distanssensor på robotens baksida. Tyvärr fanns det inte mer utrymme så jag var tvungen att montera den på själva basen, precis bakom motorerna.

Mikrokontrollern fästs sedan på topplattan. Inget för svårt; Jag petade bara några hål i kartongen och skruvade hela brädet på topplattan. Om du använder aluminium är en handborr ett måste.

När allt är fäst på topplattan använder du dubbelhäftande tejp för att fästa det på motorns övre del.

Vid denna tidpunkt kan du börja ansluta all elektronik tillsammans, till exempel att ansluta sensorerna och motordrivrutinen till mikrokontrollen. Om du använder motordrivrutinen som bara fastnar på toppen av Arduino, är det inga problem för dig. Om inte, måste du koppla den enligt förarens specifikationer till brädet, precis som jag gjorde.

När allt är anslutet, placera lipon i det nedre utrymmet mellan motorerna och bladet, sätt sedan på din mikrokontroller och drivrutiner för att se att den tänds för första gången.

Steg 5: Programmering

När allt är monterat är det en sista sak att göra: programmera din robot.

Att programmera din robot beror på vilken strategi du vill ha. Jag antar här att du är kompetent att programmera, eftersom min motorförare använder seriell (UART) kommunikation, och därför fungerar mitt program inte för andra motorförare. När allt kommer omkring finns det ingen storlek som passar alla i programmering.

För att hjälpa dig, här är ett grundläggande flödesschema över mitt program.

om det är någon mycket nära framför, gå full effekt om vänster eller höger färggivare känner av en vit linje, gå tillbaka och vänd sedan om vänster eller höger distanssensor upptäcker något, sväng i den riktningen om baksensorn känner av något, vänd åt den riktningen om någon är långt fram, gå framåt, fortsätt framåt

Här är hela programmet om du är nyfiken:

#omfatta

// A5 - vänster färggivare // A4 - höger färggivare // A6 - bakre avståndssensor // A2 - vänster distanssensor // A3 - höger avståndssensor // A1 - främre avståndssensor // motor 1 - höger // motor 2 - installation av vänster tomrum () {uart1_set_baud (9600); Serial1.write (64); Serial1.write (192); OK(); pip (2); setTextColor (GLCD_BLUE); glcd (1, 0, "Initialiserad"); fördröjning (4900); }

void loop () {

int frontDistanceValue = analogRead (A1); int leftDistanceValue = analogRead (A2); int rightDistanceValue = analogRead (A3); int rearDistanceValue = analogRead (A6); int leftColorValue = digitalRead (A5); int rightColorValue = digitalRead (A4); om (frontDistanceValue> 250) {// någon precis framför, max effekt Serial1.write (127); Serial1.write (128); } annars om (leftColorValue == 0) {// vidrör kant // omvänd Serial1.write (1); Serial1.write (255); fördröjning (400); Serial1.write (1); Serial1.write (128); fördröjning (300); } annars om (rightColorValue == 0) {// vidrör kant // omvänd Serial1.write (1); Serial1.write (255); fördröjning (400); Serial1.write (127); Serial1.write (255); fördröjning (300); } annars if (frontDistanceValue> 230) {// ganska långt fram Serial1.write (127); Serial1.write (128); } annars om (leftDistanceValue> 250) {// sväng vänster Serial1.write (127); Serial1.write (255); fördröjning (450); } annars om (rightDistanceValue> 250) {// sväng höger Serial1.write (1); Serial1.write (128); fördröjning (450); } annars if (rearDistanceValue> 150) {// nära baksidan Serial1.write (1); Serial1.write (128); fördröjning (1050); } annars if (frontDistanceValue> 180) {// långt framför Serial1.write (127); Serial1.write (128); } annat {Serial1.write (100); Serial1.write (155); }}

Steg 6: Foton

Visas några foton av den färdiga sumoboten.

Förhoppningsvis har du lärt dig något av detta instruerbara. Om du gillar den här guiden, rösta på mig i Make it Move -tävlingen. Om inte, korrigerar jag gärna allt som kan göra den här guiden bättre.

Lycka till!