MIRO एक ओपन इनडोर रोबोट प्लेटफॉर्म है। भाग 2 - रोबोट डिज़ाइन

पहले भाग में मैंने परियोजना की अवधारणा के बारे में बात की। दूसरे भाग में, हम हड्डियों (कई चित्रों) द्वारा MIRO रोबोट के डिजाइन का विश्लेषण करते हैं।

बहुत शुरुआत में मैं कहता हूं कि आप सभी के विचारों और समर्थन के लिए पहले प्रकाशन के बाद धन्यवाद! संयुक्त परियोजना समर्थन प्रारूप बनाने में थोड़ा समय लगता है। इसलिए, हर कोई जिसने जुड़ने का फैसला किया, मैं आपको इस बार थोड़ा सा देने के लिए कहता हूं - जल्द ही सब कुछ हो जाएगा!

सामग्री की तालिका: भाग 1 , भाग 2 , भाग 3 , भाग 4 , भाग 5

जैसा कि मैंने पहले भाग में उल्लेख किया है, पुराने एमआईआरओ संस्करणों को व्यावहारिक रूप से प्लास्टिक के हिस्सों से रहित किया गया था जो एक 3 डी प्रिंटर का उपयोग करके बनाया गया था, और लेजर कटिंग द्वारा लगभग पूरी तरह से शीट सामग्री से बना था। एक्रिलिक और प्लाईवुड का उपयोग किया गया था। इसके अलावा, केवल एक ही है - छोटे दलों की सापेक्ष सस्ताता। खैर, उत्पादों के उत्पादन की एक अपेक्षाकृत उच्च गति स्वयं। लेकिन ऑपरेशन के दौरान, मुझे इस दृष्टिकोण से दूर जाना पड़ा। मुख्य कारण यह है कि शीट सामग्री से इकट्ठे हुए हिस्से, फास्टनरों को गलत, अविश्वसनीय है, छोटे गैजेट्स, वाशर, ताले के एक झुंड के साथ एक लंबी विधानसभा ले जाते हैं। पूरे ढांचे में "खटखटाने" की सुखद भावना का अभाव है। हां, और आकार और ज्यामिति पर बहुत सारे प्रतिबंध। 3 डी प्रिंटिंग के साथ, सब कुछ बहुत सरल है।

मामले के डिजाइन में मुख्य आवश्यकताओं में से एक, मैंने मुद्रण की सादगी की पहचान की - यदि संभव हो, तो मामले का विवरण बिना किसी समर्थन के मुद्रित किया जाना चाहिए। खैर, या कुछ बहुत ही सरल समर्थन के साथ। इतना कि सब कुछ ईमानदार था - मैं हमारे सस्ते एएनईटी ए 6 पर एक उत्कृष्ट रोबोट को सीधे बॉक्स से बाहर प्रिंट कर सकता था, जैसा कि वे कहते हैं।



सभी डिजाइन ऑटोडेस्क फ्यूजन 360 में किया गया है।
रोबोट में कई शरीर के अंग होते हैं, जिन्हें सशर्त रूप से तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

1. 3 डी प्रिंटिंग तकनीक द्वारा बनाए गए भागों का समूह
2. भागों का समूह जिसे लेजर कटिंग तकनीक द्वारा बनाया गया है
3. सीरियल के उत्पाद।

यहाँ कन्वेंशन यह है कि क्या मतलब है विनिर्माण भागों का सबसे स्पष्ट तरीका है। लेकिन प्रिंटर पर दूसरे समूह के विवरण को प्रिंट करने के लिए कोई भी परेशान नहीं करता है।

तो, रोबोट 4 मिमी प्लाईवुड (समूह 2) से बने एक केंद्रीय मंच के आसपास इकट्ठा होता है। क्योंकि इस भाग में बहुत सारे छेद और स्लॉट हैं, और यह स्वयं वाहक है, इसके उत्पादन के लिए ऐक्रेलिक का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है - यह काफी नाजुक है।



लगभग सभी भागों को विभिन्न लंबाई और एम 3 नट के बोल्ट द्वारा परस्पर जोड़ा जाता है। और केवल बढ़ते बोर्डों के लिए आपको M2.5 का उपयोग करना होगा। मुद्रित भागों में नट (तंग चारा) को "दबाने" के लिए गुहाएं होती हैं।

मंच के शीर्ष पर मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए दो सबस्ट्रेट्स (समूह 1) संलग्न हैं: ARDUINO और रास्पबेरी पाई।



ये सबस्ट्रेट्स, मोटर गियरबॉक्स के माउंटिंग में नट के लिए अतिरिक्त कैविटी के साथ, आपको रोबोट से निकालने और किसी भी नियंत्रक, मोटर ड्राइवर, वोल्टेज नियामक को बदलने की अनुमति देते हैं - एक शब्द में, लगभग सभी रोबोट इलेक्ट्रॉनिक्स केवल शीर्ष कवर को हटाकर।
रास्पबेरी पाई के लिए सब्सट्रेट को एक तरफ दो बोल्टों पर तय किया गया है, और दूसरी तरफ ARDUINO बोर्ड के लिए सब्सट्रेट के नीचे स्लॉट में एक टैब डाला गया है। नीचे से, नट M2.5 सब्सट्रेट में इसी बोर्डों के बाद के बन्धन के लिए दबाया जाता है।

केंद्रीय मंच के नीचे गियर मोटर और ऑप्टिकल स्लॉट एनकोडर के लिए माउंट माउंट (समूह 1) हैं।



तीन बोल्टों के सामने समूह 1 का एक और हिस्सा स्थापित किया गया - सर्वो कैमरा का धारक।



सिद्धांत रूप में, इस स्तर पर, आप इलेक्ट्रॉनिक्स को माउंट करना शुरू कर सकते हैं। रस्पबेरी पाई बोर्ड को रेंडर पर नहीं दिखाया गया है, क्योंकि यह परियोजना से कहीं गिरा है, लेकिन यह एक हरे रंग की सब्सट्रेट पर है। विस्तार कार्ड को "कुछ" के रूप में भी दिखाया गया है - जैसा कि मैंने पहले लेख में संकेत दिया है - "सैंडविच" को अलग-अलग तरीकों से किया जा सकता है (या तो ARDUINO UNO और विस्तार कार्ड ESP8266 और तीन पिन पिन कनेक्टर शीर्ष पर, या ARDUINO + WiFi कार्ड और विस्तार कार्ड समान हैं एक तस्वीर में)।




जैसा कि आप देख सकते हैं, MIRO सामान्य सस्ते "पीले" मोटर्स का उपयोग करता है। यह परियोजना के यांत्रिकी में सबसे घृणित समझौता है। वे अविश्वसनीय हैं, वे शोर हैं। लेकिन वे सस्ती हैं। सबसे पहले, किसी भी कोने में उपलब्धता से। इसके अलावा, जैसा कि ज्ञात है, स्लॉटेड एन्कोडर को गियरबॉक्स के बाद आसानी से उन तक पहुंचाया जाता है। और इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि एन्कोडर्स से सिग्नल सरल और फिर से, सस्ती ATMEGA328 द्वारा बाधित होता है, यह वही है जो आपको चाहिए। गियरबॉक्स के एनकोडर के साथ कुछ मोटर्स इस चिप को तुरंत "डाल" देते हैं। सामान्य तौर पर, इन विशेष मोटर्स का उपयोग करने का निर्णय एक दर्दनाक समझौता है। लेकिन MIRO में, हमने उनके परिचालन गुणों को थोड़ा सुधारने के लिए सब कुछ किया - मोटर माउंट्स ने कसकर इन मोटरों को सभी पक्षों से अलग कर दिया, चीनी सेटों के लिए पहियों के सामान्य संरेखण को कम करने और गियर मामले की अपर्याप्त कठोरता के कारण अतिरिक्त बैकलैश। एनकोडर, जैसा कि चित्र में है, बस मोटर माउंट के मुद्रित भाग के खांचे में डाला जाता है।



अगला, बाहरी आवरण (समूह 1) की दीवारों के 8 मुद्रित भाग प्लेटफॉर्म से जुड़े हुए हैं: 4 ऊपर से और 4 नीचे से।



नीचे से, सब कुछ एक ढक्कन (समूह 2) द्वारा बंद किया जाता है, जिसमें एडेप्टर-स्पेसर (समूह) के माध्यम से एक रियर समर्थन पहिया स्थापित होता है। जॉकी व्हील - मानक, व्यापक, "3PI N20 UNIVERSAL BALL WHEEL" के लिए खोजा गया।




एक बड़ी समस्या, जैसा कि यह निकला, एक छोटे रोबोट के लिए एक सामान्य समर्थन पहिया खोजना था। सभी बॉल व्हील्स में एक माइनस होता है - एक हार्ड बॉल जिसके जरिए मूवमेंट से होने वाले सभी वाइब्रेशन को रोबोट बॉडी में ट्रांसमिट किया जाता है। और हब वाले पहिये भी सभी प्लास्टिक के हैं। हमने एक हब पर अपने स्वयं के पहिया को MIRO के लिए भी विकसित किया है - एक मानक आकार ओ-रिंग के चलने के साथ। लेकिन उनका प्रोजेक्ट अभी तक सामान्य रूप से लोड नहीं हुआ है। यह निर्माण करना आसान नहीं है, क्योंकि यह एक ही बार में दो लघु बियरिंग्स का उपयोग करता है। वे चीन से ऑर्डर करना आसान है, लेकिन वे निश्चित रूप से हाथ में उपलब्ध नहीं हैं। लेकिन रोबोट के आंदोलन की गुणवत्ता, इस पहिया के साथ एमआईआरओ को लगता है कि यह पूरी तरह से अलग है - रोबोट नरम और चुपचाप चलता है। जिसने साइट mirorobot.ru का दौरा किया, वह परियोजनाओं में उसके बारे में उल्लेख कर सकता है।

दाएं और बाएं, साथ ही साथ रोबोट के पीछे, प्लास्टिक मुद्रित भागों के बजाय, पतले (1 मिमी) पीवीसी प्लास्टिक के आवेषण का उपयोग किया जाता है (समूह 2)। बाहरी आवरण की दीवारों में आवेषण को ठीक करने के लिए खांचे हैं। साइड आवेषण के माध्यम से, ऊपरी केस कवर को हटाए बिना ARDUINO USB बोर्ड (या ARDUINO + WiFi) को रास्पबेरी पाई USB कनेक्टर्स के माध्यम से प्राप्त करना आसान है।



शीर्ष कवर (समूह 2) में रोबोट को ले जाने के लिए मोर्टिज़ हैंडल (समूह 1) स्थापित करने के लिए एक छेद है।



शीर्ष कवर खुद को एक ही बोल्ट कनेक्शन के साथ रोबोट पर लगाया गया है ( पहले प्रकाशन के लिए मुख्य चित्रण देखें)।

रोबोट के ड्राइविंग पहियों को 3 डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके बनाया गया है, साथ में चलने के साथ, जो एक सीरियल उत्पाद है - 65 मिमी के व्यास के साथ एक सिलिकॉन कंगन (समूह 3)। यह सबसे आम आकार है - अगर आपको किसी तरह की पार्टी के लिए ऐसा कंगन मिलता है - 90% जो यह फिट बैठता है। खैर, या आप इसे विज्ञापन कंपनियों में खरीद सकते हैं जो विभिन्न ब्रांडेड उत्पादों ("मर्च") का निर्माण और बिक्री करते हैं।

फ्रंट और रियर मॉड्यूल (समूह 1) रोबोट के आगे और पीछे के हिस्से पर लगे होते हैं।



यहाँ एक उदाहरण सामने मॉड्यूल SENS1 है।



शीर्ष पर मॉड्यूल बिल्कुल भी बंद नहीं होते हैं - उन्हें बस नीचे के कवर और केंद्रीय प्लेटफॉर्म के बीच के गाइड के साथ डाला जाता है।

उनके सुविधाजनक हटाने के लिए, मामले की दीवारों के विवरण में उंगलियों के लिए कटआउट हैं, ताकि कुंडी को संकुचित करना और मॉड्यूल को निकालना सुविधाजनक हो।
आंकड़ा स्पष्ट रूप से रोबोट में नीचे कवर को हटाने के साथ मॉड्यूल की स्थिति को दर्शाता है।



बैटरी रियर मॉड्यूल में स्थित है (अब यह एक दोहरी 18650, 7.4 वी) है, लेकिन पहले से ही LiPo बैटरी 2200-2500mAh (जाँच - शामिल) के लिए रियर मॉड्यूल की गहराई को थोड़ा बढ़ाने के लिए एक निर्णय लिया गया है।



मामले के पीछे की बाईं दीवार में स्विच टॉगल करने के लिए एक उंगली (हाँ, हाँ, तर्जनी के नीचे) के लिए एक छेद है। यह निर्णय सचेत रूप से किया गया था - मैं ढक्कन या मामले की बाहरी दीवार पर टॉगल स्विच नहीं करना चाहता था, जो गलती से स्विच करना आसान है।



अब कार्यों के बारे में (समस्याओं के बारे में नहीं, क्योंकि यह सब हल किया जा रहा है)। सबसे पहले, यह रेंडरिंग पर नहीं दिखाया गया है, लेकिन वास्तव में रोबोट के अंदर तारों (फोटो संलग्न) से अराजकता है।



हमने आंशिक रूप से उन्हें दाईं ओर उस काली क्लिप के साथ थोड़ा सा बाँध दिया, जो बाएं मोटर को माउंट करने के लिए एक ही छेद में तय किया गया था, लेकिन यह अराजकता थी। हमें इससे निपटने की जरूरत है।



दूसरे, और यह पहले एक के साथ जुड़ा हुआ कार्य है, मॉड्यूल अब खराब तरीके से जुड़े हुए हैं - केंद्रीय प्लेटफॉर्म और मॉड्यूल हाउसिंग में तकनीकी छेद के माध्यम से तार प्रवाहित होते हैं और दोनों छोर पिन कनेक्टर पर फिट होते हैं (रियर मॉड्यूल के मामले में, बैटरी संभोग कनेक्टर से जुड़ी होती है) तार)। यह निश्चित रूप से सुंदर नहीं है।

और यहां यह पसंद है कि आप आराम नहीं करते हैं, लेकिन एकमात्र समाधान खुद पता चलता है - आपको अपने स्वयं के मदरबोर्ड की आवश्यकता है। कम से कम विशुद्ध रूप से केंद्रीय मंच ("पिता" मामले के अंदर, "माताओं" मॉड्यूल के बाहर छड़ी) के तहत मॉड्यूल के स्विचिंग कनेक्टर्स के आउटपुट को आगे बढ़ाने के लिए - ताकि मॉड्यूल मानक यांत्रिक इंटरफ़ेस के साथ पूरी तरह से पृथक इकाइयां हों। यहां हम ऐसा करने की योजना बना रहे हैं। सिद्धांत रूप में, बोर्ड में निश्चित रूप से दो से अधिक परतें नहीं होंगी, इसलिए हर कोई इसे घर पर पूरा करने में सक्षम होगा। और हमारे पास एक मशीन है।

छह महीने पहले, मैं एक वीडियो बना रहा था जिसमें विधानसभा की प्रक्रिया को दर्शाया गया था। तब से, डिजाइन कुछ हद तक बदल गया है। सबसे महत्वपूर्ण बात, हमने बैटरी के लिए निचले केंद्रीय डिब्बे को छोड़ दिया - रियर मॉड्यूल के कुशल भरने के बिना इसका स्थान ब्रेकिंग के दौरान अपर्याप्त रोबोट स्थिरता का नेतृत्व किया। एर्गोनॉमिक्स में थोड़ा सुधार किया गया है, विवरण की सुविधा दी गई है। लेकिन अन्य मूलभूत परिवर्तन नहीं किए गए थे। इसलिए, यह वीडियो रोबोट के उपकरण को अच्छी तरह से दिखाता है। और नई चीजें अभी तक प्राथमिकता नहीं हैं, खासकर क्योंकि फ्यूजन 360 में एनीमेशन इंजन छोटी गाड़ी है।


मैं इस सवाल का पूर्वाभास करता हूं कि बाहरी दीवारों और केंद्रीय मंच के इन सभी हिस्सों के मामले को तुरंत एक अभिन्न अंग के रूप में क्यों नहीं छापना चाहिए? यह एक कठिन निर्णय था - प्रिंटर के मालिकों को रोबोट बनाने में सक्षम करने के लिए, जिसकी लंबाई और चौड़ाई में 205 मिमी से कम की तालिका का आकार था। रोबोट का व्यास सिर्फ 201 मिमी है। बेशक, आज भी सबसे सस्ते प्रिंटर में 300 मिमी से कम की मेज है, लेकिन उपयोगकर्ताओं के पास बहुत छोटे प्रिंट क्षेत्र के साथ बहुत सारे प्रिंटर हैं।
लेकिन बड़े प्रिंटर पर मुद्रण के लिए विवरण पहले से ही तैयार हैं और निकट भविष्य में प्रकाशित होंगे - हमने सिलिकॉन में कास्टिंग के लिए मास्टर मॉडल बनाने के लिए उनका इस्तेमाल किया।

रिपॉजिटरी में एसटीएल प्रारूप में मुद्रण के लिए भागों का एक सेट होता है जिसमें 0.2 मिमी की परत की मोटाई होती है, जो आसानी से हटाने योग्य समर्थन (STLwSUPPORTS फ़ोल्डर) के साथ तैयार होती है। स्लाइसर में सभी समर्थन बंद करें और सही विमान पर प्रिंट करें। "दायाँ" विमान दस्तावेज़ MIRO PARTS LIST & MANUFACTURING (उसी रिपॉजिटरी से) को निर्धारित करने में मदद करेगा, जिसमें सभी भागों को ऊपर / तरफ से आइसोमेट्रिक दृश्य में दर्शाया गया है जैसे कि वे प्रिंटिंग टेबल पर पड़े थे।

खैर, मुझे उम्मीद है कि कमोबेश उल्लिखित है। मैंने कुछ छोटी चीजों को छोड़ दिया, जैसे कि गाइड मॉड्यूल के अलग-अलग हिस्से और कैमरा होल्डर। अगर अजीब जगह हैं - लिखो, मैं समायोजित करूंगा। खैर, एक रचनात्मक चर्चा हमेशा खुश रहती है।

अगले भाग में, हम ESP8266 पक्ष पर सॉफ्टवेयर का विश्लेषण करेंगे।