AME v2.1 i Robal

2006-05-24 15:12

Robot z chwytakiem domowej konstrukcji. Myślę, że opis zainteresuje wiele osób bo jest to o tyle ciekawa konstrukcja, że każdy kto orientuje się nieco w temacie będzie w stanie sobie zbudować takiego robota.

Jak każde urządzenie mechatroniczne składa się on z bloków mechaniki, elektroniki oraz oprogramowania, które po kolei w skrócie opiszę.

Mechanika.
Gabaryty: 110x160x115 mm (DxWxS) - bez chwytaka

Mechanika została uproszczona tak aby można było ja wykonać samodzielnie, napęd z silnika skokowego jest przekazywany "przekładnią" cierną na koła jezdne. Koła są umocowane na wahaczach przykręconych bezpośrednio do korpusu silnika. Koła są dociskane do wałka silnika gumkami widocznymi na rysunku. Lewa i prawa strona pojazdu jest połączona ze sobą przegubowo za pomocą pręta gwintowanego wkręconego w oba silniki. Takie zamocowanie pozwala na ruch lewej strony pojazdy względem prawej co zdecydowanie poprawia przyczepność do podłoża. Jest to rozwiązanie wzorowane na pomyśle z Sandia National Laboratories, które wykorzystali w robocie RATLER.
Działanie takiego zawieszenia jest pokazane na jednym z filmów.

Film1
Film2
Film3

Ramie z chwytakiem jest zamocowane do jednego z silników. Do napędu zostały użyte silniki prądu stałego, a zamiana ruchu obrotowego na liniowy została zrealizowany w układzie ze śrubą i nakrętką. W siłowniku ramienia jest zastosowany pręt gwintowany M3, a w siłowniku chwytaka M2. Chwytak działa na zasadzie nożyczek, gdzie jego rozwieranie jest realizowane przez sprężynkę, a zaciskanie chwytaka odbywa się poprzez ściąganie cięgien przymocowanych do chwytaka. Pomiędzy cięgnem, a nakrętką śruby pociągowej jest umieszczona sprężyna, która utrzymuje siłę ściskająca przedmiot po odłączeniu zasilania silnika, bez niej przedmioty na ogół wyślizgują się ze szczęk. Elementy ramienia i jego mocowania są w kształcie pasków wyciętych z blachy duralowej.
Silniki skokowe pochodzą ze stacji dyskietek 5,25", kółka z rolek drukarki HP6XX, a silniczki prądu stałego są od starego CDROM'a.

Elektronika.
Na samym początku była tylko platforma mobilna, ale projekt się trochę rozrósł przez co elektronika była rozbudowywana na "siłę". Układ sterujący składa się aktualnie mikrokontrolera AT90S2313-10, który pracuje nieco "podkręcony" na kwarcu 11,0592MHz który pozostał po wcześniejszym kontrolerze AT89C2051. Kontroler steruje bezpośrednio czterema mostkami H (L293), zasilającymi dwa silniki skokowe napędzające koła pojazdu. Poprzez expander I2C na 8 bit, są sterowane dwa mostki H (UCC27324) podłączone do silników prądu stałego, do tego expandera miały być też podłączone czujniki ale zostało to w planach. Jak w każdym porządnym układnie nie zabrakło przycisku reset oraz diody LED do migania. Na pokładzie znajduje się stabilizator napięcia, który umożliwia zasilanie elektroniki robota z napięcia 12V potrzebnego do pracy silników.
Dodam, że drut przypominający antenę to nie antena tylko prowadnica na przewód, co jest widoczne na filmach.

Oprogramowanie.
Jeżeli chodzi o oprogramowanie to realizuje ono jedynie wykonywanie poleceń przesyłanych z komputera przez port szeregowy do mikrokontrolera. Komputer jest używany jedynie jako interface do sterowania robotem. Program po stronie PC wysyła informacje jaki przycisk na klawiaturze został naciśnięty, ma też możliwość nagrania i późniejszego odtworzenia sekwencji ruchów.

ROBAL.
Jest prostym robocikiem, a raczej eksperymentem który się wymknął z pod kontroli i przyjął formę robaka. Do napędu jest wykorzystany silnik liniowy pozycjonujący soczewkę w głowicy czytającej z CDROMu. Robak porusza się odpychając się tylnymi odnóżami. Krytyczny jest kształt i zakończenie nóżek, ponieważ musza działać jak zapadka przesuwając się swobodnie w jedną stronę, a blokując o podłoże przy ruchu w druga i wtedy przesuwając robota. Z racji na to, że układ pozycjonujący soczewkę może przemieszczać się w dwóch kierunkach to jest szansa na to żeby robak mógł skręcać ale niestety nie testowałem tego. Szczegóły widać na zdjęciu, napięcie do cewek jest doprowadzone cienkimi drutami DNE.

autor: Hubert Jan Hawłas (hugh_h)
www.hawlas.republika.pl

Źródło: www.hawlas.republika.pl