Как сделать робота из скрепок? Список деталей конструкции шагающего робота Что можно воспитать благодаря данному набору
Часть II. Суставы и связки.
Расскажите учащимся, что благодаря суставам наши конечности могут сгибаться, а благодаря связкам кости нашего скелета скрепляются между собой. А за счет чего в будет обеспечиваться подвижность деталей в роботе, части которого должны свободно изменять свое положение относительно друг друга?
Предложите командам найти следующие штифты в коробках своих робототехнических наборов.
 |  |  | |||
Спросите учащихся, в чем отличаются штифты в каждой паре?
Попросите учащихся в командах соединить каждым штифтом по две балки и проверить вращение балок относительно друг друга. Балки, соединенные какими штифтами, вращаются более свободно?
Сделайте заключение о том, какие штифты наиболее подходящие для подвижных соединений.
Задайте вопрос, какие еще элементы из конструктора учащиеся могут предложить использовать в местах подвижных соединений помимо штифтов?
Часть III. Прототипирование ноги робота.
Пусть каждый из членов команд в своей тетради сделает схематический рисунок для шагающего робота или его части, которая ответственна за шагание. При создании схемы пусть они ориентируются только на детали из существующего комплекта. По завершению, учащиеся должны обговорить внутри команд свои схемы:
- Есть ли отличающиеся предложения по типу перемещения робота? По принципиальному строению педипулятора (pedis - нога, лат., понятие введено по аналогии с манипулятором)?
- Какую траекторию, по их мнению, описывают крайние точки получившихся педипуляторов относительно робота?
Пусть учащиеся соберут схему подобную следующей:
Попросите привести шестерню в движение посредством оси и спросите, можно ли считать свободную балку, прикрепленную к шестерне прототипом ноги? Что произойдет если внизу под балкой подставить какую-то поверхность? Сможет ли робот опираться на такую ногу? Что не хватает такой конструкции?
Чтобы добавить такой конструкции "ноги" дополнительную жесткость измените механизм на:
Отметьте, что у такой конструкции балка уже не болтается свободно - она закреплена сверху, что дает ей дополнительный упор. А за счет того, что балка закреплена теперь в двух местах, ее нижний конец теперь строго описывает определенную траекторию.
Снова добавьте поверхность под нижний конец балки. Что происходит во время вращения шестерни?
Объясните, что мы будем считать эту конструкцию первым прототипом ноги. Теперь его нужно перенести на мотор.
Прежде, чем это сделать попросите учащихся обозначить критические точки в конструкции, какие должны быть потом найдены у мотора.
Если посмотреть на мотор, то у него места для крепления частей педипулятора тоже есть.
Теперь учащиеся должны будут перенести всю конструкцию, необходимую для создания педипулятора, на мотор. Работа должна проходить в парах - каждая пара делает педипулятор на одном моторе. В итоге получится вот такой результат:
Попросите учащихся подключить мотор к контроллеру и на блоке написать программу для движения одного мотора в течении нескольких секунд.
Перенос прототипа на мотор робота удался!
После наблюдения за системой, пусть учащиеся построят в тетради схему этой механической системы, а также проставят размеры. Если какие-то размеры должны быть вычислены, то учащиеся должны расписать процесс вычисления данных величин.
 |  |
Очень часто на всевозможных форумах или сайтах посвящённых робототехники можно встретить такой вопрос: как сделать робота из подручных материалов?
По таким вопросам сразу понятно, что человек, который их задаёт новичок и мало, что смыслит в робототехники.
Но как ни странно из подручных материалов МОЖНО сделать робота...нужно только смекалку проявить.
Введение
Я не задавался идеей писать какую-то грандиозную книгу или всеобъемлющий обучающий курс. Я просто захотел ответить на вопросы вот таких новичков. Собственно, я не буду тянуть время и сразу опишу, как можно сделать несложного робота, который бы реагировал на окружающую среду, а точнее объезжал препятствия.
Подготовка
- Думаю, вы понимаете, что для создания робота нужны определённые детали. А именно:
1. 1. два моторчика по 1.5 вольт каждый
2. 2. два SPDT выключателя
3. 3. две батарейки
4. 4. один корпус для этих батареек
5. 5. один пластиковый шарик со сквозным отверстием
6. 6. три скрепки
7. 7. немного проводков
Шаг 1
У нас есть проводки. Нарезаем 13 проводков по 6 см каждый.
Теперь у каждого провода с двух концов удаляем по 1 см изоляцию плоскогубцами или ножом.
Шаг 2
С помощью паяльника прикрепляем по два провода к моторчикам и по три провода к SPDT выключателям.
Шаг 3
Берём корпус для батареек. С одной стороны от него отходят красный и чёрный провода. Поэтому к другой стороне припаиваем ещё один провод.
Теперь переворачиваем держатель батареек вверх ногами и с помощью клея приклеиваем SPDT выключатели в форме буквы V.
Шаг 4
Далее к корпусу для батареек приклеиваем два наших моторчика так, чтобы они вращались вперёд.
Шаг 5
Берём большую скрепку. Разгибаем её. Получаем одну проволочку. Берём пластиковый или металлический шарик и через сквозное отверстие протаскиваем "бывшую скрепку". Теперь приклеиваем эту конструкцию к держателю батареек.
Шаг 6
Наступил самый сложный процесс. Нужно правильно спаять и припаять все проводки. Как это сделать показано на рисунке.
Шаг 7
Чтобы наш робот реагировал на окружающий его мир и смог объезжать препятствия мы сделаем ему антенны. Берём две скрепки, разгибаем их.
Далее приклеиваем их к SPDT выключателям (лучше приклеить, чем спаивать - иначе можете насквозь пропаять выключатели).
Шаг 8
Чтобы обезопасить оси моторчиков от поломки, мы оденем их в резину. Для этого можно взять изоляцию от провода и надеть её на ось.
Шаг 9
Ну что? Вот мы с Вами и сделали первого несложного робота, который реагирует на препятствия и объезжает их. Чтобы этот робот поехал, вставьте батарейки и наоборот. А чтобы ускорить движение робота или замедлить, то приклейте моторчики, как на рисунке.
Заключение
В данной статье мы рассмотрели создание самого элементарного робота.
Но ведь вы не хотите и не будите на этом останавливаться, правильно?
Как нельзя лучше имитирует настоящих живых существ, которые живут с нами на нашей планете. Сделать такого робота не сложно, но нужно иметь желание и некоторые навыки в сфере электроники.
Материалы и инструменты:
- кусок медного провода;
- два держателя пальчиковых батареек;
- два монолитных керамических конденсатора по 0.22 мФ;
- один резистор номиналом 3.3М;
- 74НСТ240 октальный чип инвертора на восемь каналов (один);
- 20 pin DIP 74ХХ240 или же 74ХХ245 (один);
- серводвигатель (один);
- выключатель;
- одна пластиковая шестерня;
- соединитель проводов.
Процесс изготовления:
Шаг первый. Подготовка шестерней
Нужно взять пластиковую шестерню и разрезать ее на две одинаковых части. Затем нужно снять рожок и с помощью клея закрепить его к одному полукругу.
Шаг второй. Переделка двигателя
Серводвигатель нужно переделать таким образом, чтобы он работал только на вращение. Затем к нему надо приклеить медный провод, как указано на картинке.
Также на этом этапе понадобится пластиковая трубочка подходящего диаметра, ее нужно приклеить к полукругу. Рожок серводвигателя впоследствии ставится на родное место. На медный провод затем нужно надеть пластиковую трубку. На этом этапе работу можно считать оконченными.
Шаг третий. Создание и установка лап робота
В качестве ног используется медная проволока, ее нужно согнуть так, как указано на картинке. Затем автор приклеивает лапы к полукругам. Также теперь можно приклеить к серводвигателю держатели батареек.
Шаг четвертый. Работа с электроникой
Пожалуй, это самый сложный и ответственный момент. Всю систему нужно подключить четко так, как указано на схеме. Сразу после подключения робот будет готов, и его можно будет испытывать.
Путем изменения угла лап можно добиваться различных характеристик от робота. Можно делать его быстрее или медленнее. Еще можно оснастить робота дополнительными элементами управления, к примеру, усами, по которым он будет определять препятствие. Еще робота можно оснастить глазами в виде светодиодов, это создаст еще большую реалистичность подобия живого существа.
Запускать такого робота нужно на ровной поверхности. Чтобы его ноги не скользили, на их концы можно надеть кембрики.
Микроконтроллеры позволяют при небольшом количестве дополнительных деталей, управлять довольно сложными механизмами - конвейерами, автоматикой и другими модулями. Но в данном случае речь идёт о простой игрушке шагающий робот, где весь блок контроля поместился на небольшой плате. Данный гексапод изначально задумывался как максимально простой и , не требующий дополнительных модулей и блоков. Весь мозг собран на одном микроконтроллере PIC16F887, питание от трех цилиндрических литий-ионных аккумуляторов от ноутбука, сервомоторы TowerPro SG90. Напряжение на серво поступает 4,8 В (так как они питаются напряжением 4,8-6). В брюхе робота находятся не только аккумуляторы но и регулируемый стабилизатор напряжения на LD1084, который и подает 4,8 В, сама микросхема установлена на небольшой радиатор, хоть он греется и не сильно, но для подстраховки его обдувает кулер, так как внутри маленькое внутреннее пространство.. Управляется робот с самодельного пульта по bluetooth радиоканалу, также можно управлять с компьютера или смартфона. Пульт сделан на PIC16F873A, blutooth модуль готовый, модели HC-05. Аккумулятор для пульта взял от мобильного телефона, на 4,2 В. Время потраченное на создание этого шагающего робота около 1,5 месяца, от задумки до результата.
Фото готового робота
Шагоходы из скрепок и моторчика – это не просто самодельные игрушки, но и целый арсенал технологических приемов и инженерного мышления.
Изготовление такого робота своими руками не только интересно, но развивает мелкую моторику пальцев, а для ребенка станет целым откровением – ведь фактически из ничего создается настоящий шагающий робот!
Чтобы собрать простого рабочего робота из обычных скрепок своими руками понадобится несколько незамысловатых и легкодоступных материалов. Во-первых это сами металлические скрепы, а также небольшой набор инструментов. Из инструментов понадобятся паяльник, припой, плоскогубцы, кусачки, круглогубцы, а также небольшой электрический двигатель с редуктором и батарейка к нему.
Для начала из длинной и толстой скрепки нужно сделать опорную раму, то есть согнуть ее в прямоугольник и надежно спаять ее концы припоем. На эту раму в процессе сборки будут устанавливаться детали и элементы робота.
Далее нужно изготовить петли, на которые будут крепиться ножки робота. Их нужно будет припаять к прямоугольной раме с помощью паяльника. Затем из скрепок изготавливаются маленькие ножки шагающего робота. При этом сначала желательно собрать сложные передние лапки, а потом все остальные.
После сборки конечностей робота нужно приступить к изготовлению коленчатого вала. Скрепа для него должна быть крепкой и абсолютно ровной.
Коленвал следует осторожно изготовить с помощью плоскогубцев и круглогубцев. Когда вал будет закончен, его следует аккуратно надеть на шестеренку двигателя. После этого изготавливаются специальные шатуны, которые соединят ножки робота с коленчатым валом. Затем шестеренка припаивается к коленвалу.
Затем на раму робота устанавливается батарейка и выключатель. Если все сделано верно робот начнет шагать.
Вот видеоинструкция по изготовлению самодельного шагающего робота из скрепок своими руками, смотрите ее, если вам что то не понятно из статьи.