Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Roh internistu: Ako som navrhol Robot

Každý druhý týždeň úžasní stážisti MAKE rozprávajú o projektoch, ktoré stavajú v laboratóriu Make: Labs, o problémoch, do ktorých sa dostali, ao tom, čo budú robiť ďalej.

Od Kris Magri, inžinier intern

Časť I: Prvý návrh

Toto leto som dostal príležitosť, aby som robil robota na stránky časopisu MAKE Magazine (zväzok 19, „My Robot, Makey“). Ako stážista som mal vnútornú lopatku, na ktorú by sa blížiaci sa problém zameral na robotiku.Hovoril som s jedným z redaktorov, Goli Mohammadi, o zahrnutí článku, ktorý krok za krokom ukazuje ľuďom, ako urobiť svoj vlastný autonómny robot od nuly pomocou mikrokontroléra Arduino. Vzala nápad na zvyšok posádky a dali mi šancu a požiadali o návrh článku o robote. Tento víkend som šiel do hyper-drive, navrhol som a postavil prototyp robota za 44 hodín počas troch dní. Toto je pohľad zozadu na dizajn Makey.

Prvá vec, ktorú som urobil, bola myšlienka náčrtu na papieri. Založil som Makey na WALL-E, malý žltý robot hrdina z filmov. Rýchlo som si všimol, že oči WALL-E sú na rozdiel od jeho tela obrovské. Poznal som rozmery senzora Parallax Ping, ktoré som plánoval použiť pre Makeyho oči, takže som si uvedomil, že budem potrebovať, aby bolo telo Makey čo najmenšie, aby oči vyzerali čo najviac.

Použil som Autodesk Inventor na dizajn Makey. O tomto softvéri nemôžem povedať dosť dobrých vecí. Používam počítače na dlhú dobu a v porovnaní s veľkými pracovnými stanicami Unixu som nikdy nebol ohromený tým, čo počítače pre vás môžu urobiť. Inventor to zmenil. Inventor je jedným z najlepších dôvodov, prečo vlastniť PC, IMHO. Inventor som sa naučil v škole ako súčasť môjho inžinierskeho osnovy a tento softvér je „chýbajúcim článkom“, ktorý mi konečne umožnil navrhnúť roboty ako ja. Je to piaty robot, ktorý som postavil od nuly, a prvý, ktorý som navrhol na počítači, a ten rozdiel je ako noc a deň.

Prečítajte si celý príbeh


Z magazínu MAKE:

V MAKE, Volume 19: Roboty, Rovers, a Drones, naučiť sa, ako urobiť modelové lietadlo s autopilotom a vstavaným mozgom robota. Ukážeme vám tiež, ako vytvoriť pohodlnú stoličku a podnožku z jedného listu preglejky, vestu cyklistu, ktorá ukazuje, ako rýchlo idete, a projekty, ktoré vás oboznámia so servomotormi. To všetko, a mnoho ďalších, v MAKE, zväzok 19! Prihlásiť sa tu. Kúpiť problém v Maker Shed.


Obr. 1: Prvé modely pneumatík, kolies a motorov značky Makey vytvorené v softvéri Inventor spoločnosti Autodesk.

Obr. 2: Hra s nápadmi na montáž všetkých častí do štvorcového štvorcového telesa.

Tak som vyhodil Inventor a začal kresliť alebo modelovať časti, ktoré by sa dostali do tela. Potreboval som vedieť, koľko miesta by každý z nich zabral a ako by sa to dalo najlepšie usporiadať v celkovom priestore. Na obrázku 1 môžete vidieť modely, ktoré som vyrobil z kolies, pneumatík a motorov. Hlavnou výzvou bolo vybaviť všetko. To je miesto, kde sa Inventor naozaj vyplatil, pretože som bol schopný vyskúšať mnoho rôznych konfigurácií, ako je napríklad montáž motorov vertikálne, ako je znázornené na obrázku 2. Verím, že kľúčovou výhodou používania počítača namiesto lepenky a pásky je gravitácia. V počítači neexistuje gravitácia, takže môžete držať motory kdekoľvek chcete a zostanú. Potom sa do nich zmestíte veci. V reálnom svete proti vám pôsobí gravitácia. Je to jednoducho nie je ľahké zabezpečiť časti, kde chcete.

Obr. 3: Prvý celkový dizajn značky Makey. Veľa sa to zmení.

Strávil som veľa hodín a snažil som sa napchať všetko do 2,8 “kocky, ale nemohol som to urobiť. Nakoniec som sa neochotne vzdal dvoch desatín palca a usadil sa na kocku 3,0 ″, aj keď to určite bolí. Na obrázku 3 môžete vidieť výsledky modelovania vo forme prvého dizajnu. Je to trochu odlišné od finálnej verzie Makey. Používa napríklad 4 batérie AA namiesto dvoch 9V a doska PC Arduino je umiestnená nabok, pričom konektor USB prechádza cez jednu stranu nad pneumatikou.

Obr. 4: Môj model prototypového telesa.

Obr. 5: Prototypové teleso v plechu, rezané a ohýbané pomocou Steamboat Ed a Bruce the Elder.

Ďalším krokom bolo vytvorenie prototypu. Išiel som do domu môjho priateľa Steamboata Eda, ktorý má plechové vybavenie. Člen Dorkbotu, Bruce Elder, nás naučil, ako narezať a postaviť krabicu pomocou brzdy Eda pred pár dňami. Na obrázkoch 4 a 5 môžete vidieť model tela a skutočné telo, ktoré sme vytvorili tento víkend. Vyrobili sme tiež jednoduchý skladaný kus kovu na zakrytie tela. Na naskrutkovanie kolies meral Steamboat Ed motory a hrubo položil tam, kde by sa mali do skrinky vŕtať montážne otvory. Po vŕtaní, musel som súbor otvory do slotov, aby skutočne dostať motory, aby sa zmestili.

Obr. 6: Prvý prototyp Makey, dobre vyzerajúci, ale stále bezchybný.

Urobil som nejaké kolesá, všetko spolu zaskrutkoval a urobil fotku pre návrh článku. Obrázok 6 ukazuje prvý prototyp, len kovovú krabicu, 2 motory a 2 kolesá. V tomto bode neboli vo vnútri žiadne mozgy ani elektronika, a ja som jednoducho posadil senzor Ping na vrchole, aby som to urobil. Na základe tejto fotografie, niekoľko screenshotov z Inventor, a návrh článku, Makey bol schválený. Bol som v podnikaní.

Po schválení koncepcie sa diskusia medzi redaktormi zamerala na publikum. Konsenzus bol, že ľudia by mali byť schopní vyrobiť robota bez veľkého množstva špecializovaného vybavenia. To znamenalo, že pomocou prstovej brzdy bolo vypnuté, ako bolo použitie CNC na rezanie dielov. Pre mňa to znamenalo zásadný redesign. Musel som to telo zjednodušiť, aby mohol byť vyrobený na veľmi jednoduchej, základnej, lacnej ohybovej brzde.

Do softvéru Inventor sú zabudované špecifické moduly plechov a akcie. Ak chcete navrhnúť plechovú časť, môžete ju modelovať v 3D, so všetkými ohybmi, ktoré potrebujete, a po dokončení ju Inventor preloží do 2D šablóny.

Avšak, keď ohýbate plech, stratíte trochu dĺžky časti k ohybu, to znamená, že ohyb spotrebuje nejaký materiál. Takže aj keď viete, akú šírku fotografujete, presne nepoznáte dĺžku potrebného materiálu pred ohýbaním, aby ste dosiahli túto šírku. Mení sa podľa stupňa ohybu a hrúbky kovu. Pri navrhovaní kovového tela pre Makey bolo pre mňa hlavnou výzvou navrhnúť ho tak, aby sa mohol „natiahnuť“ tak, aby zodpovedal akejkoľvek potrebnej šírke. Mojím cieľom bolo napchať mnoho častí do interiéru a potom „natiahnuť“ kovovú kožu okolo toho, aby sa dokonale hodila. Potom som mohol nájsť všetky montážne otvory pre motory, senzory, spínače, batérie a tak ďalej „adaptívne“ reznými otvormi v tele v presných miestach, ktoré model predvídal, že by mali byť.

Chvíľu mi trvalo, kým som to zistil, a v časti 2 vám poviem kľúč na nastavenie vecí v aplikácii Inventor, aby ste dosiahli tento výsledok.

Hore Ďalšie: Časť 2: Vytvorenie "Stretch" telo robota Časť 3: Montáž elektroniky v čase pre Maker Faire Časť 4: Design, strih, strieľať - horizontálne s Arduino Časť 5: Balenie - dokončenie šablóny © InfoSUM.net Všetky práva vyhradené.

Z magazínu MAKE:

V MAKE, Volume 19: Roboty, Rovers, a Drones, naučiť sa, ako urobiť modelové lietadlo s autopilotom a vstavaným mozgom robota. Ukážeme vám tiež, ako vytvoriť pohodlnú stoličku a podnožku z jedného listu preglejky, vestu cyklistu, ktorá ukazuje, ako rýchlo idete, a projekty, ktoré vás oboznámia so servomotormi. To všetko, a mnoho ďalších, v MAKE, zväzok 19! Prihlásiť sa tu. Kúpiť problém v Maker Shed.

Podiel

Zanechať Komentár