Der BucketBot: ein Roboter auf Nano-ITX-Basis - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

Dies ist eine einfach zu bauende mobile Roboterbasis. Es verwendet eine Nano-ITX-Computerplatine, aber auch ein Mini-ITX könnte verwendet werden, sowie einer der Einplatinencomputer wie der Raspberry Pi, BeagleBone oder sogar ein Arduino.

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Das Design dieses Roboters sollte die Probleme mit einem Stapelroboter beseitigen. In diesem Design können Sie auf alle Teile zugreifen, ohne Ebenen zu entfernen. Außerdem ist der Griff oben mit Netzschaltern ein wichtiges Merkmal für jeden mobilen Roboter, da er dazu neigt, dir davonzulaufen.:-) Der Name "Bucket Bot" kommt von der einfachen Transportmethode - er passt genau in einen 5-Gallonen-Eimer!

Dieser Roboter hat eine einfache und kostengünstige Konstruktion aus Sperrholz und einfachen Befestigungselementen und Hardware für den Baumarkt. Eine neuere mit Metall und neueren Komponenten ist in Entwicklung und wird in einigen Monaten veröffentlicht.

Schritt 1: Motoren und Räder

Die Räder und Motorhalterungen für den Bucket Bot sind hausgemacht und wurden hergestellt, bevor diese Art von Teilen allgemein verfügbar war. Die nächste Version dieses Projekts wird dafür wahrscheinlich Teile von der Stange verwenden. Der folgende Ansatz funktionierte jedoch gut und konnte etwas Geld sparen. Die Motoren kamen von Jameco, aber sie sind jetzt auch an vielen Orten wie Lynxmotion erhältlich. Es verwendet bürstenbehaftete 12-V-Gleichstrommotoren mit etwa 200 U/min, aber Sie können eine Spannungs- / Drehzahl- / Leistungskombination wählen, die Ihrer Anwendung entspricht. Die Motorhalterungen sind aus Winkelaluminium gefertigt - das Ausrichten dieser drei Motorhalterungslöcher war der schwierigste Teil. Dafür ist eine Kartonschablone hilfreich. Der Aluminiumwinkel war 2 "x 2" und wurde auf 2" breit geschnitten. Diese wurden für einen anderen Roboter gebaut, aber für diesen befinden sich die Räder unter der Plattform, daher benötigen sie einen 1/8" Abstandshalter (aus Kunststoff, der war in der Nähe). Die Reifen sind Dubro R / C-Flugzeugräder, und der Mittelteil wurde ausgebohrt, um einen großen alten 3/4 "Gewindehahn zum Gewinde dieses Lochs zu verwenden. Als nächstes verwenden Sie eine 3/4" Schraube und bohren ein Loch für die Welle entlang die Länge der Schraube vom Kopf nach innen. Das gerade und zentrierte ist der Schlüssel. Die höherwertigen Schrauben haben Markierungen auf dem Kopf, die helfen, die Mitte zu finden, und eine Bohrmaschine wurde verwendet, um dieses Loch zu bohren. An der Seite wurde ein Loch für die Stellschraube gebohrt. Es wurde mit etwas wie einem Hahn der Größe #6 angezapft. Dann schrauben Sie die Schraube in das Rad und markieren Sie, wo die Schraube auf der anderen Seite des Rades herausragt, entfernen Sie sie und schneiden Sie die Schraube mit einem Dremel-Werkzeug ab, um den Überschuss zu entfernen. Der Bolzen passt dann in das Rad und die Stellschraube hält ihn auf der Motorwelle. Die Reibung des Rades auf dem großen Bolzen reichte aus, um ein Verrutschen zu verhindern.

Schritt 2: Die Basis

Die Hauptidee bei der Basis war, alle Teile zugänglich zu machen. Durch die vertikale Montage der Teile können Sie beide Seiten des vertikalen Boards verwenden. Die Basis ist 8 "x 8", und die Oberseite ist 7 "x 8". Es besteht aus 1/4 "(vielleicht etwas dünner) Sperrholz. 1/8" Polycarbonat wurde versucht, aber es scheint zu flexibel zu sein - ein dickerer Kunststoff würde gut funktionieren. Achten Sie jedoch auf Acryl - es neigt dazu, leicht zu knacken. Aber mit den holz- und messingfarbenen Winkelklammern hat dieses Design einen Hauch von Steampunk.:-) Die Verbindung zwischen Sockel und Seite erfolgt mit einfachen Winkelhaltern - mit Flachkopfschrauben wurden diese mit Unterlegscheibe und Sicherungsscheibe auf der Holzseite befestigt. Wenn Sie sie an den Kanten der 7-Zoll-Seite platzieren, enden sie schön auf jeder Seite des Akkus. Es wurde eine Standardrolle verwendet, mit einigen Gewindestangen (2 Zoll lang), um sie weit genug nach unten zu ziehen, um zu den Rädern zu passen. Da die Räder außermittig sind, war eine zweite Rolle auf der anderen Seite nicht erforderlich.

Schritt 3: Batteriemontage

Um die Batterie zu montieren, verwenden Sie ein Stück Aluminiumstange und #8 Gewindestangen, um eine Klemme herzustellen. Auch hier könnte Winkelaluminium gut funktionieren.

Schritt 4: Der Griff und die Netzschalter

Alle guten Roboter haben einen Griff, wenn sie in eine unerwartete Richtung starten! Es hilft auch, den Motorschalter oben zu haben. Es gibt viele Möglichkeiten, einen Griff herzustellen - dieser wurde gerade aus Material im Labor (auch bekannt als Garage) zusammengestellt, aber alles kommt aus Ihrem Lieblingsladen zu Hause. Dieser hat eigentlich ziemlich gut geklappt und war einfach zu machen. Der Hauptteil ist etwas Kanalaluminium - 3/4 "x 1/2" Kanal. Es ist 12,5 "lang - jede Seite ist 3" und die Oberseite ist 6,5". Um die Hauptbiegungen zu machen, schneiden Sie die Seiten ab und falten Sie es dann. Einige Löcher wurden in die Ecken gebohrt und Popnieten wurden verwendet, um zusätzliche Festigkeit zu verleihen. obwohl dieser Schritt wahrscheinlich nicht erforderlich ist. Ein schönerer Griff kann mit einem 1 "PVC-Rohr (3,75" lang) hergestellt werden - wenn Sie das hinzufügen, setzen Sie das PVC-Rohr auf, bevor Sie das Metall biegen. Ein paar dünne Schrauben können zum Halten verwendet werden es an Ort und Stelle, wenn Sie möchten, dass es sich beim Halten nicht dreht. Entfernen Sie dann für die Verbindung mit dem Holz 1,5 "des Mittelteils des Kanals und stecken Sie die letzten 0,5" davon in den Schraubstock, um diese Laschen zu erhalten näher zusammen - die 1 "Material zwischen den Winkeln schön dann vom Griff zum Holz. Bohren Sie auf jeder Seite des Griffs Löcher für den Netz- und Motorschalter - ein Stufenbohrer macht diese großen Löcher viel einfacher. Die Schalter oben zu haben ist im Notfall schön, und da dieser Roboter eine 12-V-Batterie verwendet, sind beleuchtete Autoschalter eine nette und praktische Geste.

Schritt 5: Verkabelung und Elektronikkomponenten

Die Computerplatine wird mit den Anschlüssen nach oben montiert, um ein einfaches Anschließen eines Monitors usw. zu ermöglichen. Für die Stromverbindungen wurde eine 4-reihige europäische Klemmleiste verwendet - das reichte sowohl für den Computer als auch für die Motorstromschalter. Der Computer verwendete ein 12-V-Netzteil, daher war es praktisch, dass der Computer und die Motoren die gleiche Spannung verwendeten. Für das Aufladen des Akkus wurden ein Mikrofonstecker und eine Mikrofonbuchse verwendet - sie scheinen gut zu funktionieren und sind codiert, um ein falsches Anschließen zu verhindern. Die Batterie ist eine 7-Ampere-Stunde-12-V-Gel-Zelle. Ein Ladegerät für diesen Akku wurde mit dem Mikrofonstecker modifiziert. Auf den Bildern können Sie sehen, wie die Festplatte gemountet wurde. Neben der Festplatte befindet sich die serielle Servosteuerplatine. In diesem Fall handelte es sich um eine von Parallax, die von RoboRealm, der Software zur Programmierung dieses Roboters, unterstützt wird. Unter der Plattform wurde ein Dimension Engineering Sabertooh 2x5 mit R/C-Steuerung vom Parallax SSC verwendet.

Schritt 6: Die Kamera

Dieser Roboter verwendet nur einen Sensor - eine Standard-USB-Webkamera. Die Phillips-Kamera funktioniert gut, da sie bei schlechten Lichtverhältnissen eine gute Empfindlichkeit hat, was dazu beiträgt, die Bildrate hoch zu halten. Viele Webcams verlangsamen die Bildrate bei schlechten Lichtverhältnissen, da es länger dauert, ein Bild zu erhalten. Ein weiteres nettes Feature der Phillips-Kamera ist die 1/4"-Halterung, die eine einfache Befestigung ermöglicht. Sie ermöglicht auch das Bewegen der Kamera im montierten Zustand, sodass Sie sie nach Bedarf nach unten oder nach vorne richten können. Befestigen Sie sie mit einem 1/ 4-20 x 2,5"-Zoll-Schraube.

Schritt 7: Starthinweise für Software und Betriebssystem

Ich habe gerade eine ältere Version von Windows (2000) auf dem BucketBot, daher hier nur ein Hinweis, dass ich ihn so eingerichtet habe, dass er den Benutzer automatisch anmeldet und RoboRealm beim Hochfahren startet. Auf diese Weise kann ich den Roboter einschalten, ohne Tastatur, Maus oder Monitor zu benötigen. Ich habe die Ball-Tracking-Demo verwendet, um das System zu testen, und es funktionierte zu Hause mit einem blauen Ball großartig, aber nicht so gut in der Schule, wo die Kinder alle blaue Hemden hatten!:-) Im Nachhinein ist Grün eine bessere Farbe - Rot ist aufgrund der Hautfarben wirklich schlecht und Blau ist eine zu weiche Farbe, um sie zuverlässig zu erkennen. Ich habe diese RoboRealm-Konfigurationsdatei jetzt nicht, aber die nächste Version dieses Projekts wird den vollständigen Code enthalten. Sie können auch einen Wireless-Anschluss hinzufügen (das Nano-ITX hat einen sekundären USB-Anschluss) und Remote-Desktop usw. verwenden, um das Gerät aus der Ferne zu verwalten. Dieses Projekt war ein großartiger Schritt in einer Reihe von vielen Kartonvisualisierungsmodellen zu diesem und dem neuesten, das ich bald veröffentlichen werde!