Джон Ловин - Создаем робота-андроида своими руками

Рис. 8.2. П-образная скоба крепления ведущего колеса

Зажмите полосу в тиски и согните ее концы под углом 90°, чтобы получилась П-образная скоба.

Используйте Г-образную скобу для крепления ходового двигателя к П-образному швеллеру (см. рис. 8.3). Размеры Г-образной скобы 38х 76 мм. Наметьте отверстия на пластине согласно положению соответствующих отверстий на корпусе редуктора. Убедитесь, что три отверстия на Г-образной скобе соответствуют отверстиям на П-образной скобе швеллера.

Рис. 8.3. Г-образная скоба крепления редуктора к П-скобе

На рис. 8.4 изображен чертеж основания с изображением позиции сервомотора с крутящим моментом 1,3 кгс. Размеры основания 76х140 мм. На основании будут смонтированы источник питания и электрическая схема. Для вырезания отверстия под сервомотор воспользуйтесь чертежом.

Рис. 8.4. Чертеж основания конструкции с вырезом под сервомотор с крутящим моментом 1,3 кгс и отверстиями под скобу крепления задней оси

Сперва просверлите четыре отверстия диаметром 3 мм по краям прямоугольника. Затем высверливайте отверстия по сторонам прямоугольника. Такой способ существенно легче, чем выпиливание или «выкусывание» металла по периметру необходимого отверстия. После высверливания отверстия для подравнивания краев можно использовать кусачки. Окончательная обработка краев производится напильником, после чего можно монтировать сервомотор. Просверлите сзади два отверстия для крепления скобы задней оси.

Чертеж скобы крепления задней оси приведен на рис. 8.5. Она изготовлена из алюминиевой полосы размерами 3х12х250 мм. Перед сгибанием просверлите в алюминиевой полосе четыре отверстия диаметром 3 мм. Для задней оси я использовал проволоку от вешалки для одежды.

Рис. 8.5. Скоба крепления задней оси

Потом мы должны закрепить переднее ведущее колесу на оси редуктора ходового двигателя. Я использовал резиновое колесико, садящееся с трением на ось 3 мм, а диаметр вала редуктора 100:1 ходового двигателя составляет 2 мм.

Для решения этой проблемы я насадил на ось 75 мм отрезок пустотелой металлической трубки с внешним диаметром 3 мм. Для насаживания 3-миллиметровой трубки на 2-миллиметровый вал я использовал шлицевую отвертку и молоток. Чтобы не повредить шестерни редуктора, я положил вал с надетой на него трубкой на гладкую металлическую поверхность. Затем, поставив жало отвертки на трубку, аккуратными ударами молотка по отвертке немного сжал трубку, что должно обеспечить хорошее сцепление между валом и трубкой. Для надежного исключения проскальзывания достаточно сплющить трубку в двух – трех местах.

Если посмотреть внимательно на вал редуктора, то можно заметить плоскую канавку на поверхности вала. Если аккуратно сплющить трубку по канавке, то можно добиться очень надежного крепления трубки.

Ведущее колесо просто надевается на 3-миллиметровую трубку. Трения между колесом и осью достаточно, чтобы вращение колеса и движение робота осуществлялось без проскальзывания. Если вы хотите постоянно закрепить колесо на оси (чего я обычно не делаю), то достаточно развести немного эпоксидного клея и нанести его на ось перед надеванием колеса.

Когда ходовой двигатель закреплен на одной стороне П-образной скобы, то он своим весом разбалансирует конструкцию. Для ее балансировки необходимо закрепить от 100 до 125 г свинца на противоположной стороне скобы. Я применил кусочки свинца толщиной 3 мм, которые ранее использовал для хранения радиоактивных изотопов. Резка и сверление свинца не представляет трудности. Понятно, что для балансировки вы можете прикрепить любой подходящий тяжелый предмет (как это делается в барабане стиральной машины).

В оригинальной конструкции робота черепахи был использован прозрачный пластиковый панцирь. Панцирь был соединен с выключателем, который при срабатывании переключал схему робота в режим «убегания». Я испробовал несколько типов конструкций, но остался неудовлетворен ими. В конце концов, мне ничего не оставалось, как создать свою конструкцию панциря.

Вместо того чтобы делать цельный панцирь, я изготовил бампер, опоясывающий робота. Бампер изготовлен из алюминиевой полосы размерами 3х12х810 мм (см. рис. 8.6). Центр полосы и каждый изгиб отмечены с помощью карандаша. Полосу необходимо зажать в тиски и изогнуть в требуемых местах на нужный угол. Два конца полосы сходятся в задней части бампера. Эти концы скрепляются вместе с помощью отрезка полосы размерами 3х12х25 мм. В каждом из концов полосы сверлится отверстие диаметром 3-миллиметров. Соответствующие отверстия сверлятся на концах бампера. Полоса скрепляется с бампером с помощью двух 3-миллиметровых винтов с гайками (см. рис. 8.7).

Рис. 8.6. Размеры бампера, согнутого из алюминиевой полосы 3х12х815 мм

Рис. 8.7 Детальный вид части алюминиевой полосы в месте соединения концов бампера

Для крепления бампера к роботу используется верхняя скоба, повторяющая размеры и форму передней части бампера (см. рис. 8.8). Верхняя скоба изготовлена из алюминиевой полосы размерами 3х12х370 мм. Аналогично бамперу центр полосы и места необходимых изгибов отмечены карандашом. Полоса изгибается в тисках таким же образом, как и бампер.

Рис. 8.8. Боковой вид верхней скобы, изготовленной из алюминиевой полосы 3х12х370 мм

Очень важно найти линию центра тяжести бампера, поскольку она будет являться наилучшим местом прикрепления верхней скобы. Поставьте бампер на торец алюминиевой полосы. Подвигайте его в разные стороны до нахождения положения равновесия. Отметьте карандашом соответствующие места на боковых сторонах бампера. Просверлите на каждой стороне отверстие диаметром 3 мм. Соответствующие отверстия просверлите на концах верхней скобы. Прикрепите верхнюю скобу к бамперу при помощи 3-миллиметровых винтов с гайками.

Бампер прикрепляется к «телу» робота с помощью верхней скобы. Просверлите три отверстия диаметром 3 мм в верхней части скобы. Одно отверстие сверлится по центру; два других на расстоянии 28 мм от центра (см. рис. 8.9). Три соответствующих отверстия нужно просверлить в основании робота за сервомотором. Положение отверстий должно быть выбрано таким образом, чтобы зазор между бампером и задними колесами лежал в переделах 3–6 мм. Положение соответствующего центрального отверстия на основании должно быть передвинуто вперед примерно на 6 мм.

Рис. 8.9. Боковой вид расположения отверстий в горизонтальной части верхней скобы

Скоба крепится к основанию при помощи двух 3-миллиметровых винтов длиной 25 мм, четырех гаек 3 мм, и двух пружин длиной 25 мм, внутренним диаметром 3 мм и усилием натяжения порядка 900 г (см. рис. 8.10). Жесткость крепления бампера может быть отрегулирована затягиванием или отпусканием крепежных гаек. После установки бампера, при касании или столкновении робота с препятствием бампер будет отклоняться назад и замыкать контакты выключателя.

Рис. 8.10. Боковой вид крепления верхней скобы к основанию робота при

Для изготовления выключателя использованы центральные отверстия в верхней скобе и основании робота. Как видно из рис. 8.10, в центральное отверстие скобы вставлен винт 3 мм, затянутый обычной оцинкованной гайкой и дополнительной латунной контргайкой. К латунной гайке припаян контактный провод. Такая конструкция обеспечивает надежный электрический контакт между проводом и скобой бампера. Латунная гайка используется потому, что к ней легко надежно припаять проводник. Обычные оцинкованные гайки с трудом поддаются пайке, что снижает надежность электрического контакта.

Другая половина выключателя состоит из пластмассового винта 3 мм длиной 25 мм и трех гаек, одна из которых латунная и к которой припаивается второй контактный провод выключателя (см. рис. 8.11). На рис. 8.12 изображен чертеж выключателя в сборе. Регулировка выключателя заключается в том, чтобы расположить нижнюю контактную латунную гайку непосредственно под верхней алюминиевой скобой, но без взаимного касания. Когда верхняя скоба наклоняется вперед, то она касается латунной гайки, замыкая, таким образом, электрический контакт.

Рис. 8.11. Боковой вид датчика «касания» (половина датчика на основании робота), пластиковый винт с верхней латунной гайкой

Рис. 8.12. Детальная фотография крепления датчика «касания» и пружинной подвески верхней скобы

В моем прототипе устройства использованы CdS фоторезисторы с темновым сопротивлением порядка 100 кОм и сопротивлением на свету порядка 10 кОм. Наилучшим местом для закрепления фоторезисторов является верхняя часть 100:1 редуктора ходового двигателя (см. рис. 8.13). Для крепления фоторезисторов я использовал небольшую пластиковую пластинку, закрепленную под углом 45° вверх и светонепроницаемый козырек, помещенный между фоторезисторами (см. рис. 8.14). Закрепление фоторезисторов на площадке переднего колеса автоматически обеспечивает совпадение направления приема светового излучения с направлением движения. Такой тип повторяет конструкцию оригинальной черепахи робота.