Çox Kiçik Bir Robot Yarat: Bir Tutucu ilə Dünyanın Ən Kiçik Təkərli Robotunu Hazırla: 9 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:49

Kiçik əşyaları götürüb hərəkət etdirə bilən 1/20 kub düymlük bir robot qurun. Picaxe mikro nəzarətçisi tərəfindən idarə olunur. Bu anda dünyanın ən kiçik təkərli robotu ola biləcəyinə inanıram. Bu, şübhəsiz ki, sabah və ya gələn həftə kimsə daha kiçik bir şey quranda dəyişəcək.

Həqiqətən də kiçik robotlar yaratmağın əsas problemi, hətta ən kiçik mühərriklərin və batareyaların nisbətən böyük olmasıdır. Mikro robotun həcminin çox hissəsini tuturlar. Həqiqətən də mikroskopik robotlar hazırlamağın yollarını sınayıram. Müvəqqəti bir addım olaraq, bu kiçik robotları və bu təsvir olunan nəzarətçini təlimatlandırdım. İnanıram ki, bu konsept robotların sübutları mikroskopik ölçülərə endirilə bilər. Kiçik robotlar qurduqdan sonra (buraya baxın: https://www.instructables.com/id/Building-Small-Robots-Making-One-Cubic-Inch-Micro/), ən kiçik robotların hazırlanmasının yeganə yoluna qərar verdim. Motora, batareyalara və hətta robotun xaricində olan Picaxe mikro nəzarətçisinə sahib olmaq mümkün idi. şəkil 1, R-20-nin 1/20 kub düymlük robotunu bir qəpik üzərində göstərir. şəkil 1b və 1c, 8 pinli IC -ni qaldıran və tutan ən kiçik təkərli robotu göstərir. 3 -cü addımda robotun 8 pinli IC götürüb hərəkət etdirdiyini göstərən VİDEO VAR. Və 5 -ci addımda robotun bir qəpik açdığını göstərən başqa bir video.

Addım 1: Alətlər və materiallar

18x Sparkfun -dan Picaxe mikro nəzarətçisi: https://www.sparkfun.com/ Polulu -dan əldə edilən mikro servo servo nəzarətçi: https://www.pololu.com/2 Polulu2 standart servolardan Polulu.oo5 "qalın misdən yüksək tork servoları, pirinç və ya fosfor tunc təbəqə Micromark2- 1/8 "x 1/16" neodim maqnitləri1-1 "x1" x1 "neodim maqnit. Mıknatıslar mövcuddur: https://www.amazingmagnets.com/index.asp Micromark -dan pirinç borulara teleskopik baxma: https://www.micromark.com/ Walmart -dan WalmartGlass boncuklarından pirinç sancaqlar Electronic Goldmine -dən 1/10 "fiberglas dövrə lövhəsi materialı: https://www.goldmine-elec-products.com/clear beş dəqiqəlik epoksi Çeşidli qoz-fındıq və cıvatalar

Addım 2: 1/20 Kübik İnç Robotu yaradın

.40 "x.50" x.46 "-də Magbot R-20-nin robot həcmi 1/20 kub kubdan bir qədər azdır. Maqnit olmayan metaldan 3 qutu konstruksiyanı qatlayaraq hazırlanır. Ən kiçik daxili qutu tutucunun sol barmağına lehimlənir. İki kiçik maqnit, sərbəst dönən tutucunun sağ barmağını meydana gətirmək üçün əyilən şaquli şaftda epoksi ilə bağlanır. robotun bütün gücünü təmin edən sahə. Lehimlənə biləcəyi və asanlıqla oksidləşməməsi və ya ləkələnməməsi səbəbindən qutu konstruksiyaları üçün.005 "qalın fosforlu tunc təbəqə metal istifadə etdim. Mis və ya pirinç də istifadə edilə bilər. Əvvəlcə fırlanan tel şaftları üçün təbəqədəki rulman deliklərini qazmaq üçün kiçik qazma bitlərindən istifadə etdim. Matkap maşınında onlardan bir neçəsini sındırdıqdan sonra, böyük bir iynə və çəkiclə dəlik açaraq deşik açdım. Bu, düz bir şəkildə düzəldilə bilən bir konus şəklində bir çuxur yaradır. Deliklərin dəqiq bir ölçüdə olması və ya hətta mükəmməl yerləşdirilməsi lazım deyil. Bu kiçik miqyasda, sürtünmə qüvvələri çox kiçikdir və şəkillərə yaxından baxsanız, şaftlar və tutacaq barmaqları üçün kvadrat uzunluğunda.1 "standart uzun başlıq pinlərindən istifadə etdiyimi görəcəksiniz. Mis teldən də istifadə edilə bilər. Şüşə boncuklu təkərlər, robotun altına epoksi vurulmuş pirinç sancaqlar üzərində quraşdırılmışdır. Tikinti üçün maqnit olmayan materiallardan istifadə etmək vacibdir, yoxsa robotun gücü və idarəçiliyinə mənfi təsir göstərəcək.

Addım 3: Robot Maqnit Motoru

Robot dörd dərəcə sərbəstliyə malikdir. İrəli və geri gedə bilər, sola və ya sağa dönə bilər, tutucunu yuxarı və aşağı hərəkət etdirə bilər və tutucunu aça və bağlaya bilər. iki oxlu gimbal üzərində. İki 1/8 "x1/8" x1/16 "maqnit, tutucunun bir barmağını meydana gətirmək üçün əyilmiş şaquli bir tel milinə epoksi edilir. İki maqnit bir maqnit kimi hərəkət etmək və tək bir maqnit mühərriki yaratmaq üçün düzülmüşdür. Bu, digər tutacaq barmağına lehimlənmiş ən kiçik qutuya quraşdırılmışdır. Tutacaq qutusu gimbalın ikinci üfüqi oxuna 000 pirinç vida və qoz ilə bərkidilmişdir. Vidadan istifadə edərək asanlıqla ayıra bildim. Xarici maqnit sahəsi, maqnit feildini x və y oxları boyunca sürüşdürə bilən və üfüqi və şaquli olaraq döndərə bilən CNC tipli bir maşına quraşdırılmışdır. Kiçik bir həcmdə böyük bir maqnit sahəsi yaratmağın ən asan və ən sürətli yoludur. Bunun altında robot mıknatısı motionu olduqca yaxından izləyir Xarici maqnit sahəsinin nsləri. 8 pinli IC götürən robotun qısa bir videosu üçün bura baxın: https://www.youtube.com/embed/uFh9SrXJ1EAVə ya aşağıdakı videoya vurun.

Addım 4: CNC Tipli Robot Nəzarətçisi

Şəkil 5 CNC tipli robot nəzarətçisini göstərir. Dörd servo, robotdakı gimbal quraşdırılmış maqnitin izlədiyi bir kub düymlük neodim maqnitinə hərəkət təmin edir. X və Y oxları üçün, kasnağı və balıq ovu lideri olan yüksək fırlanma anı olan servo şüşə lifli platformanı çəkir. Bir bulaq hərəkətə qarşı çıxır. Platforma xətti bələdçi rolunu oynayan iki teleskopik pirinç boruya söykənir. Xətti bələdçilərin hər iki tərəfində yerləşən plastik kəsmə lövhəsindən hazırlanan plastik yataqlar platformanın səviyyəsini qoruyur. Bu, nəticədə yalnız bir neçə santimetr santimetr aralığa malik ola biləcək həqiqətən də mikroskopik robotları idarə etmək üçün kifayət qədər çox olduğunu sübut etməlidir.

Addım 5: Maqnit Robot Dövrəsi

Robot nəzarətçi, robotun hərəkət ardıcıllığını təmin etmək üçün proqramlaşdırılmış bir Picaxe mikro nəzarətçisindən ibarətdir. Picaxe -ni bağlamaq və proqramlaşdırmaq üçün ən asan və ən sürətli mikro nəzarətçi hesab edirəm. Standart bir Pic Micro və ya Arduinodan daha yavaş olsa da, əksər eksperimental robotlar üçün kifayət qədər sürətlidir. Digər Picaxe layihələri üçün buraya baxın: https://www.inklesspress.com/picaxe_projects.htmVə burada: https://www.instructables.com/id/Building-Small-Robots-Making-One-Cubic-Inch-Micro/ Picaxe, Polulu mikro servo servo nəzarətçisinə ardıcıl əmrlər göndərərək robotu idarə edir. Polulu idarəedicisi çox kiçikdir və 8 servoya qədər istənilən vəziyyətdə yerləşdiriləcək. Picaxe -dən sadə əmrlər servoların mövqeyini, sürətini və istiqamətini asanlıqla idarə etməyə imkan verir. Bu nəzarətçini hər növ servo əsaslı robotlar üçün çox tövsiyə edərdim. Şematik olaraq dörd servonun necə bağlı olduğunu göstərir. Servo 0 və 1, 1 maqnitini X və Y oxları boyunca istiqamətləndirir. Servo 2, maqniti 360 dərəcədən çox döndərə bilən davamlı fırlanan bir servodur. Servo 3, tutucunu endirmək və qaldırmaq üçün maqniti bir qədər irəli və geriyə əyir. bir qəpik açan robotun qısa videosu, bura baxın: https://www.youtube.com/embed/wwT0wW-srYgOr aşağıdakı videoya klikləyin:

Addım 6: Robot Controller Proqramı

Budur Picaxe mikrokontrolörünün proqram proqramı. Robotu idarə etmək üçün maqniti 3d məkanda hərəkət etdirən Polulu servo nəzarətçisinə əvvəlcədən proqramlaşdırılmış ardıcıllıqlar göndərir. Kiçik dəyişikliklərlə, bir Əsas Damğa iki proqramlaşdırmaq üçün də istifadə edilə bilər. Picaxe proqramlaşdırmaq üçün Pin 3 -ün (serial çıxışı) servo nəzarətçidən ayrılmasını lazım bildim. Əks təqdirdə proqram PC -dən yüklənə bilməz. Dövrələri açarkən servo nəzarətçinin kilidlənməsinin qarşısını almaq üçün servo nəzarətçidən üç pin sökməyi də lazım bildim. Sonra bir saniyədən sonra yenidən pin 3 bağladım. "Polulu servo nəzarətçi istifadə edərək R-20 magrobot alma ardıcıllığı proqramı" 3 'seriyalı yüksək çıxış 7000' 3, t2400, (80 $, 01 $, 04 $, 1, 35, 127) 's1 13-24-35 saat əqrəbinin əksinə 3, t2400, (80 $, 01 $, 04, 0, 35, 127)' s0 c-clockpause 7000 'səviyyəli maqnit 3, t2400, (80 $, 01 $), $ 04, 3, 23, 127) 'mövqe orta fasilə 1000' irəli uzun servo1serout 3, t2400, (80 $, 01, $ 04, 1, 21, 127), $ 04, 3, 26, 127) 'mövqeyi durdurma 2000' yaxınlaşma 3, t2400, (80 $, 01 $, 04 $, 2, 25, 1) 'yavaş sürətli saat fasiləsi 50serout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'dur servo 2 döndürmə 700' irəli hərəkət 3, t2400, (80 $, 01, $ 04, 1, 13, 127) 'mövqe saat fasiləsi 1000' tutma yuxarı 3, t2400, (80 $, 01 $, 04 $, 3, 23, 127) 'mövqe orta nöqtəsi 700' sağa dön 90 xətt 3, t2400, (80 dollar, 01 dollar, 04 dollar, 2, 25, 1) 'yavaş sürətli saat duruşu 470serout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'servo 2 dönmə durdurma 1000' irəli 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 13, 12) mövqeyi s0 fasilə 1500 'tutma downserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 25, 12) 'orta ara fasilə 2000' yaxın tutma 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) 'yavaş sürətlə c-saat 50 fasilə fasilə, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'servo 2 dönmə durdurma 400' backupserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) mövqeyi s0 c-saat duruşu 700 'tutuş upserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 22, 12) 'mövqe ara fasiləsi 1000pause 6000' 0 mövqeyinə təyin 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 35, 127) mövqeyi s1 13- 24-35 c-clockserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) mövqeyi s0 c-clockloop: goto loop

Addım 7: Sensorların əlavə edilməsi

Bu robotun sensoru yoxdur. Kiçik cisimlərin robot manipulyatoru kimi həqiqətən faydalı olmaq üçün, müxtəlif real dünya sensorlarından mikrokontrolörlə əlaqə qurmaq üstünlük olardı. Gəmiyə elektrik təchizatı qoymamaq üçün işıq sensorlarından istifadə etmək olar. Lazer və ya infraqırmızı işıq robotun üstünə yönəldilə bilər və mexaniki reflektorlar və ya blokerlər toxunma sensorlarına, təzyiq sensörlərinə və ya temperatur sensörlərinə və fotosellər və ya video kameralar tərəfindən oxunan dəyişən əks olunmaya qoşula bilər. müəyyən bir nömrə, toxunma və ya digər sensorlardakı dəyişiklikləri əks etdirən bitlər ardıcıllığı əvəzinə robotun elektronikaya qayıtmasını təmin edən bir nəbz ötürmək.

Addım 8: Maqnitlə işləyən digər robotlar

Müxtəlif növ maqnit sahələri ilə idarə olunan robotlar yeni bir şey deyil. Bəziləri mikroskopik, bəziləri isə daha böyükdür, buna görə tibbi olaraq insan bədənində yerləşdirilə bilər. Bəziləri kompüterlə idarə olunan elektromaqnitlərdən, bəziləri isə hərəkətli daimi maqnitlərdən istifadə edir. Tədqiqatçıların üzərində işlədiyi ən yaxşı və ən kiçik eksperimental maqnit robotlarından bir neçəsinə bağlantılar var. Bir qəpik üzərində uçan maqnit robotu əslində uçmasa da, kompüteri idarə edən bir maqnit sahəsinin içində dayanır. yerin kiçik kürəsi. Həm də lazerlə qızdırıldıqda genişlənən və sonra soyuduqca tutan bir tutucuya malikdir. Təəssüf ki, maqnit şimal və cənub ucları şaqulidir, buna görə tutucunu dəqiq istiqamətləndirmək üçün fırlanma fırlanmasını idarə etmək mümkün deyil. 9-cu addımda göstərdiyim ən kiçik robotdan bir qədər böyükdür. -76.html Üzmə maqnit robotu Bir ucunda maqnit olan spiral olan həqiqətən mikroskopik robot. Xarici fırlanan və fırlanan maqnit sahəsi ilə istənilən istiqamətə yönəldilə bilər və su altında üzə bilər. spectrum.ieee.org/aug08/6469Tibbi robotlar.https://www.medindia.net/news/view_news_main.asp? x = 5464Maqnitlə idarə olunan kamera.https://www.upi.com/Science_News/2008/06/05 /Controlled_pill_camera_is_created/UPI-60051212691495/Burada kimyəvi və ya istiliklə aktivləşdirilə bilən bəzi mikroskopik maqnitlə idarə olunan tutucular var. tutmaq Beləliklə, onlar tam işləyən bir tutucudan daha çox mikroskopik ayı tələsinə bənzəyirlər. /13010901.asppic 10, bu təcrübələr üçün hazırladığım üç robot olan Magbots R-19, R-20 və R-21-i göstərir. Ən kiçiyi, bir döngə və təkərlər aradan qaldırılaraq kiçildi. Bir tel quyruğu onu geriyə əyilməkdən qoruyur.

Addım 9: Hətta Kiçik Robotların Yaradılması

Şəkil 11, indiyə qədər hazırladığım funksional tutacağı olan ən kiçik maqnitlə işləyən Magbot R-21-i göstərir..22 "x.20" x.25 "ölçüsündə 1/100 kub kub düymdür. Təkərləri və bir dönmə nöqtəsini (gimbal) aradan qaldıraraq robot təkərli versiyadan xeyli kiçikdir. Metal üzərində sürüşür. Çərçivə təkərlərdəki kimi hamar deyil. Tel quyruq robotun tutucunu qaldırmaq üçün geri dönməsinə imkan verir. Belə bir konfiqurasiya mikroskopik robot yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Bu nöqtədə problem ya adi IC istifadə etməkdir İncə filmli mexaniki quruluşlar yaratmaq və ya mikroskopik quruluşlar yaratmaq üçün başqa bir alternativ hazırlamaq texnologiyası. Bu üzərində işləyirəm. Bu kiçik robotlar kiçik bir məkanda çox hərəkət etmənin ən asan yollarından biridir. göyərtədəki maqnitlərin və çox maraqlı robotlar istehsal edə biləcək xarici maqnit sahələrinin mümkün olan digər konfiqurasiyaları.

Cib Boyu Yarışmada Birinci Mükafat