РОБОТ «ИСКАТЕЛЬ»

«Искатель» — это мобильная платформа, обеспечивающая возможность установки максимального числа датчиков и исполнительных механизмов, поддерживаемых микроконтроллером PIC 16F690. Этот робот идеален для экспериментов в области механики и электроники роботов а также — робототехнического программирования.

На платформе достаточно места для нескольких датчиков, и ее можно легко расширить для размещения большего числа датчиков и исполнительных механизмов. Модульный дизайн электронных схем обеспечивает гибкость и возможность расширения.
С микроконтроллером PIC в качестве центра управления робот «Искатель» готов к исследованию новых видов деятельности.
Спецификация робота:
• двухпалубная конструкция: нижний уровень — двигатели, колёса; верхний уровень — микроконтроллер PIC, датчики, исполнительные механизмы;
• две батареи: 12 В (двигатели), 6 В (логика);
• три колеса: два ведущих, один ролик;
• микроконтроллер PIC 16F690;
• датчики: переключатели, бамперы, фотоэлементы, инфракрасный;
• исполнительные механизмы: двигатели, светодиоды, зуммер сирена;
• панель управления — на верхнем уровне.
Программы:
• программный селектор;
• «Скиталец» (обход препятствий);
• поиск света;
• отслеживание линии;
• «Узник» (нельзя пересекать линию);
• проход лабиринта.

Механика
Палубы вырезаны из листа пластмассы (предпочтительно — ПВХ толщиной 3 мм), фанеры или твердого картона.
Вначале следует вырезать квадрат 160×160 мм, а затем — углубления для приводных колес и срезать области на задних углах.
Если используются колеса более в диаметре, могут потребоваться большие углубления.
Двигатели и передаточные механизмы установлены на нижней палубе. Таким образом, приводные колеса должны быть большими для обеспечения приемлемого дорожного просвета. Показано основание ролика. При планировании размещения механизмов на палубе обеспечьте полный поворот ролика на 360° без касания двигателей или их креплений.
В нашем роботе «Искатель» двигатели работают от постоянного напряжения 12 В.
Они реверсируемы (это важно) и содержат встроенные коробки передач. Выбранные двигатели могут сбрасывать частоту вращения до 70 об/мин. При диаметре ведущих колес в 70 мм это дает скорость робота:
70 х’ Q х 70 = 15 м/мин или 256 мм/с.
Такая скорость немного чрезмерна, поэтому мы добавили внешние передаточные механизмы (из конструктора Meccano) Для ее дальнейшего снижения. При это нам пришлось применить игольчатый надфиль для изменения формы отверстия в шестерне («скругленный треугольник») таким образом, чтобы оно соответствовало выходному валу двигателя. Шестерня с 10 зубьями входит в зацепление с плоским зубчатым колесом на 50 зубьев.
Это дает пятикратное снижение скорости робота примерно до 50 мм/с, повышая возможности маневрирования.
Опоры для валов состоят из двух двойных прямоугольных скоб (по одной для каждого вала). Устанавливайте приводные узлы (двигатели, передаточные механизмы, опоры и колеса) так, чтобы палуба была горизонтальна земле, опираясь на приводные колеса и ролик.
Большинство двигателей имеют нарезные отверстия для болтов или же в них предусмотрены фиксаторы.
Другие же не предоставляют никаких таких приспособлений и предназначены для установки в пружинном держателе.
При невозможности обзавестись держателем требуемого размера можете изготовить монтажный узел из листа ПВХ.
В таком случае каждый двигатель поддерживается с одного конца угловой скобой, через которую проходит выходной вал, а с другого — рамой, которая изготовлена из полос листового ПВХ, схваченных болтами, и зафиксирована на палубе робота угловой скобой. Обмотайте тыльный конец каждого двигателя одним слоем изолирующей ленты, чтобы улучшить сцепление с ним рамы.
Перед креплением чего-либо к палубе болтами просверлите в ней fice отверстия. В основном, их диаметр — 3 мм или 4 мм, однако может оказаться, что три отверстия для распорок между палубами должны быть больше. Другие отверстия, предназначены для установки скоб, фиксирующих оси, двигатели, раму и Ролик. Два отверстия необходимы для установки платы питания, и — для каждой петли бампера.
Ролик (легкий мебельный) следует подобрать по размеру таким образом, чтоб после его фиксации болтами задний конец палубы располагался горизонтально земле. В противном случае придется корректировать или монтажный узел ролика, или узлы колес, чтобы выровнять палубу робота.
Верхняя палуба робота вырезана из квадрата ПВХ со стопной 160 мм. Ее общие габариты — те же, что и у нижней палубы. Она Монтируется над нижней палубой таким образом, чтобы ее тыльный край находился в точности над тыльным краем нижней палубы.
Здесь необходимы три отверстия для распорных болтов, расположенные в точности в тех же позициях, что и отверстия в нижней палубе.
Пространство между двумя палубами должно быть достаточным для обеспечения доступа рук и небольших инструментов, однако, если оно будет слишком большим, то возникнет вероятность опрокидывания робота на неровной поверхности. Вполне приемлемо расстояние в 100 мм.
Существуют и другие способы монтажа верхней палубы. Один из них — вырезать распорки из деревянной шпонки около 20 мм в диаметре или же использовать деревянный квадрат со стороной 20 мм. Палубы скрепляются путем пропускания винтов через отверстия в палубе и концах шпонки.
Еще один вариант — скобы из алюминиевых полосок, прикрепленных болтами к палубам.
В верхней палубе есть большое отверстие (приблизительно 25 мм 8 Диаметре) для кабелей, соединяющих две палубы.
К их числу относится и четырехжильный кабель, идущий от платы процессора к плате управления двигателем.
Отверстие должно быть достаточно большим, Чтобы через него прошли разъемы, расположенные на обоих концах этого кабеля.
Альтернативно, можно было бы направить этот кабель другим путем. В таком случае отверстие может быть меньшим.
Размещение плат и батареи питания логических схем. Каждая плата фиксируется на палубе парой нейлоновых болтов.
Для каждой платы, которая должна быть включена в систему, просверлите пару отверстий в палубе, соответствующих отверстиям в платах.
Обратите внимание, что в палубах нет никаких отверстий для фиксации батарей, поскольку они крепятся самоклеющейся лентой.
Это облегчает их снятие для замены или зарядки элементов.
Одна из двух вертикальных стоек крепится болтами к верхней палубе робота. Панель управления крепится на петлях к поперечной ПВХ планке на верхних концах опор. Сзади панель управления опирается на другую пару опор.
Пространство между верхней палубой робота и панелью управления заполнено схемами и монтажными проводами, однако панель управления может подниматься, обеспечивая свободный доступ к компонентам. Соединения будет легче отслеживать, если использовать разноцветные провода.
Панель управления — это прямоугольник из белого листового полистирола, однако ее можно было бы изготовить и из ПВХ.
На панели установлены переключатели S1 и S2 для батареи В1 (приводные двигатели на 12 В) и батареи В2 (логические схемы, 6 В), а также их индикаторные светодиоды: D1 и D2. Кнопка S3 сбрасывает систему. Поворотный переключатель S4 выбирает, какая из четырех программ должна быть запущена. На панели управления могли бы присутствовать и другие переключатели, активизирующие определенные схемы поведения робота.
Вот, в основном, и все, что можно сказать о конструкции данного мобильного робота.
Можно реализовать множество его версий, заменяя некоторые материалы и используя другие методы сборки.
В конечном счете полученная конструкция может выглядеть совершенно по-другому, однако ко всем мобильным роботам применимы одни и те же принципы. Экспериментируйте и изобретайте
Источник: qwedr.com