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arduino.机器人#2 - 底盘,机器和电力

Lonnie Honeycutt.2013年10月16日

arduino机器人

初学者机器人是一系列编写了我的第一个自治机器人构建的一系列文章,Clusterbot。 这种构建意味着价格实惠,相对容易和有益。 建造的总成本约为50美元。 

1. arduino.机器人 - 电机控制
2. arduino.机器人 - 底盘,机器人和力量
3. arduino.机器人 - 接线,编码和测试运行
4. arduino.机器人 - HC-SR04超声波传感器

在初学者机器人的最后几周文章中,我们只谈到了电机控制。 本周我们将看看Clusterbot的基本结构和机车系统,并将其全部放在一起。

底盘

波尔鲁亚克力机器人机箱

在构建机器人时开始的逻辑地点是考虑机箱或基础,建立你的机器人。 对于我的第一个机器人,我有几个要求。 需要便宜,易于使用和圆。 正如这是我的第一个版本,我真的想专注于控制电路和逻辑而不是机械方面。 能够容易牢固地连接电机是优先级。 

圆形底盘是差动驱动机器人的完美形状。 圆形框架两侧的安装电动机允许机器人通过在相反方向上驱动每个电动机来使零半径变动。 这也简化了设计,因为相同的电机用于推动和转动机器人。 

我选择购买一个 圆形亚克力机器人机箱 from Pololu.  此底盘仅为6美元,预先切割和钻孔,用于安装齿轮箱电机,车轮和脚轮进行平衡。 

机器人

圆形丙烯酸底盘完全适合 波尔鲁的单一机箱完成套件。 现价$ 18.95,该套件包含双齿轮箱电机,能够独立地控制两个轴。 该套件还包括4个轮子和两个球轮。 基本上,我们需要建立一个基本机器人平台,短的微控制器和电机驱动器。

电动机和变速箱

Tamiya双电机变速箱套件

电机是一对 Mabuchi 3V玩具电机.  我用过的电机,但还使用齿轮箱适合一对更高的电压,较低电流电动机 - 类似 这6V电机的档次为800 mA.  这些电机是TB6612FNG电机驱动器的更好匹配。 3V电机工作,但工作电压靠近TB6612FNG的最小电压的低端。 如果您选择6V电机,它们只需1.79美元。 那个价格,如果你意外燃烧一次,就没有大的交易。 :)

我们的电机的空载速度为12,300 rpm。 虽然这非常快,但在那种速度几乎没有扭矩。 我们可以使用齿轮来交易这种多余的扭矩,使电机可以有足够的力量来推动我们的机器人。  我买的套件配有 Tamiya双电机变速箱.

Tamiya双电机变速箱是一个相当有趣的套件。 您必须自己组装变速箱。 附带的指示非常好。 您也可以查看下面的视频以了解组装此变速箱的内容。 有两种不同的齿轮配置可以选择 - 58-1或204-1比率。 

机器人的速度和扭矩是速度的电动机,齿轮箱的齿轮比以及安装轮子的尺寸。 我与齿轮箱上的204-1比率一起去,以确保我有很多扭矩。 该比率提供了大量的扭矩 - 我认为58-1将足够的扭矩具有更多的速度。 最好的选择可能是使用58-1比率使用更高的轮子,但这些是您在第一个构建中学的类型。 最终,我对ClusterBot有多慢,但它确实更容易看出控制逻辑在安装所有传感器时如何工作。

轮子

Tamiya卡车轮胎集Tamiya Ball Caster.

最后,我安装了包含的 轮子球施法者.  我发现轮子对于我的齿轮设置有点太小,但它们非常高质量,轮胎非常抓住。 安装简单,只需将车轮推到轴上。 球脚轮易于组装和安装。 在机器人上安装组件时,您确实需要记住在脚轮上保持更多重量,以便您的机器人不会崩溃。

力量

组装基本底盘后,我安装了2个AA电池组。 该电池组将提供电动机的3V电源。 微控制器和其他电子设备将由单独的9V电池供电。 如讨论的,2AA电池组的引线将连接到电动机驱动器上的VMOT和GND引脚 初学者机器人 - 电机控制.  您现在还需要将连接线焊接到每个电机的两极,正如我在下面的视频中所做的那样。 拉链领带有助于电缆管理,等等。

微控制器

arduino. Uno MicroController.

我使用Arduino Uno作为此版本的微控制器。 我在Uno上安装了一个原型屏蔽,这给了我一个良好的地方来安装电机驱动器,并为机器人制作各种互连。 正如您在Clusterbot的原始图片中看到的那样,我从我的一个孩子的ercer集合中使用了各种各样的部分来将UNO装入机箱。 

回想起来,我应该使用支架在机器人上放置第二级,与底部相同的大小。 底部水平可仅用于动力传动系统和电池组,而第二级将为所有电子设备有足够的空间。 这些是您建立第一个机器人时所学到的东西。

平衡

突破队伍以保持平衡

我之前提到了这一点,但平衡是一个双轮,一个脚轮机器人的关键考虑因素。 当在休息时,我发现Clusterbot平衡了他的轮子和施法者的罚款,但在改变方向时会尖端。 这就是为什么你看到安装在突出臂上的9伏电池组 - 以获得更多的重量。 它不是很漂亮,但它有效。

下次...

在下一篇文章中,我们将与微控制器和电机驱动程序进行连接,写一些基本的Arduino代码,并为测试驱动器拍摄ClusterBot。

有关的影片

组装Tamiya双电机变速箱 

将连接线焊接到电机上 

学分:亚里卡圆形机器人基地的照片,Tamiya双电机齿轮箱,Tamiya卡车轮胎和Tamiya Ball Caster允许的许可使用 波尔鲁.


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