Десятка самодельных роботов. Самодельный робот из скрепок Шагающий робот чертежи и схема

29.08.2019

01.06.2010, 12:15

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

Практически все эти детали можно найти дома (моторчики можно из какой-нибудь игрушки вытащить), но SPDT выключатели придётся покупать (стоят они недорого - 100 рублей каждый). Итак, вы приобрели все необходимые детали, и я начинаю объяснять что и как нужно делать.

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?

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.

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.

Затем на раму робота устанавливается батарейка и выключатель. Если все сделано верно робот начнет шагать.

Сейчас уже мало кто помнит, к сожалению, что в 2005 году были Chemical Brothers и у них был замечательный клип - Believe, где роботизированная рука гонялась по городу за героем видео.

Тогда у меня появилась мечта. Несбыточная на тот момент, т. к. ни малейшего понятия об электронике у меня не было. Но мне хотелось верить - believe. Прошло 10 лет, и буквально вчера мне удалось впервые собрать своего собственного робота-манипулятора, запустить его в работу, затем сломать, починить, и снова запустить в работу, а попутно найти друзей и обрести уверенность в собственных силах.

Внимание, под катом спойлеры!

Всё началось с (привет, Мастер Кит, и спасибо, что разрешили написать в вашем блоге!), который был почти сразу найден и выбран после этой статьи на Хабре. На сайте говорится, что собрать робота - под силу даже 8-летнему ребёнку - чем я хуже? Я точно так же только пробую свои силы.

Сначала была паранойя

Как истинный параноик, сразу выскажу опасения, которые у меня изначально были относительно конструктора. В моём детстве сперва были добротные советские конструкторы, потом рассыпающиеся в руках китайские игрушки… а потом детство кончилось:(

Поэтому из того, что осталось в памяти об игрушках, было:

Пластмасса будет ломаться и крошиться в руках?
Детали будут неплотно подходить друг к другу?
В наборе будут не все детали?
Собранная конструкция будет непрочной и недолговечной?

И, наконец, урок, который был вынесен из советских конструкторов:

Часть деталей придётся допиливать напильником
А части деталей просто не будет в наборе
И ещё часть будет изначально не работать, её придётся менять

Что я могу сказать сейчас: не зря в моем любимом клипе Believe главный герой видит страхи там, где их нет. Ни одно из опасений не оправдалось : деталей было ровно столько, сколько нужно, все они подходили друг к другу, на мой взгляд - идеально, что очень сильно поднимало настроение по ходу работы.

Детали конструктора не только отлично подходят друг к другу, но также продуман тот момент, что детали почти что невозможно перепутать . Правда, с немецкой педантичностью создатели отложили винтиков ровно столько сколько нужно , поэтому терять винтики по полу или путать «какой куда» при сборке робота нежелательно.

Технические характеристики:

Длина: 228 мм
Высота: 380 мм
Ширина: 160 мм
Вес в сборке: 658 гр.

Питание: 4 батарейки типа D
Вес поднимаемых предметов: до 100 гр
Подсветка: 1 светодиод
Тип управления: проводной дистанционный пульт
Примерное время сборки: 6 часов
Движение: 5 коллекторных моторов
Защита конструкции при движении: храповик

Подвижность:
Механизм захвата: 0-1,77""
Движение запястья: в пределах 120 градусов
Движение локтя: в пределах 300 градусов
Движение плеча: в пределах 180 градусов
Вращение на платформе: в пределах 270 градусов

Вам понадобятся:

удлинённые плоскогубцы (не получится обойтись без них)
боковые кусачки (можно заменить на нож для бумаги, ножницы)
крестовая отвёртка
4 батарейки типа D

Важно! О мелких деталях

Кстати о «винтиках». Если вы сталкивались с подобной проблемой, и знаете, как сделать сборку ещё удобнее - добро пожаловать в комментарии. Пока что поделюсь своим опытом.

Одинаковые по функции, но разные по длине болты и шурупы достаточно чётко прописаны в инструкции, например, на средней фото внизу мы видим болты P11 и P13. А может P14 - ну, то есть, вот опять, я снова их путаю. =)

Различить их можно: в инструкции прописано, какой из них сколько миллиметров. Но, во-первых, не будешь же сидеть со штангенциркулем (особенно если тебе 8 лет и\или у тебя его попросту нет), а, во-вторых, различить их в итоге можно только, если положить рядом, что может не сразу прийти на ум (мне не пришло, хе-хе).

Поэтому заранее предупрежу, если надумаете собирать этого или похожего робота сами, вот вам подсказка:

либо заранее присмотритесь к крепёжным элементам;
либо купите себе побольше мелких винтов, саморезов и болтов, чтобы не париться.

Также, ни в коем случае не выбрасывайте ничего, пока не закончите сборку. На нижней фотографии в середине, между двумя деталями от корпуса «головы» робота - небольшое кольцо, которое чуть не полетело в мусор вместе с прочими «обрезками». А это, между прочим, держатель для светодиодного фонарика в «голове» механизма захвата.

Процесс сборки

К роботу прилагается инструкция без лишних слов - только изображения и чётко каталогизированные и промаркированные детали.

Детали достаточно удобно откусываются и зачистки не требуют, но мне понравилась идея каждую деталь обработать ножом для картона и ножницами, хотя это и не обязательно.

Сборка начинается с четырёх из пяти входящих в конструкцию моторов, собирать которые настоящее удовольствие: я просто обожаю шестерёночные механизмы.

Моторчики мы обнаружили аккуратно упакованными и «прилипшими» друг к другу - готовьтесь ответить на вопрос ребёнка, почему коллекторные моторчики магнитятся (можно сразу в комментариях! :)

Важно: в 3 из 5 корпусов моторчиков нужно утопить гайки по бокам - на них в дальнейшем мы посадим корпуса при сборке руки. Боковые гайки не нужны только в моторчике, который пойдёт в основу платформы, но чтобы потом не вспоминать, какой корпус куда, лучше утопите гайки в каждом из четырёх жёлтых корпусов сразу. Только для этой операции будут нужны плоскогубцы, в дальнейшем они не понадобятся.

Примерно через 30-40 минут каждый из 4х моторов оказался снабжён своим шестереночным механизмом и корпусом. Собирается всё не сложнее, чем в детстве собирался «Киндер-сюрприз», только гораздо интереснее. Вопрос на внимательность по фото выше: три из четырёх выходных шестерёнок черные, а где белая? Из её корпуса должны выходить синий и чёрный провод. В инструкции это всё есть, но, думаю, обратить на это внимание ещё раз стоит.

После того, как у вас на руках оказались все моторы, кроме «головного», вы приступите к сборке платформы, на которой будет стоять наш робот. Именно на этом этапе ко мне пришло понимание, что с шурупами и винтами надо было поступать более вдумчиво: как видно на фото выше, двух винтов для скрепления моторчиков вместе за счет боковых гаек мне не хватило - они уже были где-то мною же вкручены в глубине уже собранной платформы. Пришлось импровизировать.

Когда платформа и основная часть руки собраны, инструкция предложит вам перейти к сбору механизма захвата, где полно мелких деталей и подвижных частей - самое интересное!

Но, надо сказать, что на этом спойлеры закончатся и начнутся видео, так как мне нужно было ехать на встречу с подругой и робота, которого не удалось успеть закончить, пришлось захватить с собой.

Как стать душой компании при помощи робота

Легко! Когда мы продолжили сборку вместе, стало понятно: собирать робота самостоятельно - очень приятно. Работать над конструкцией вместе - приятно вдвойне. Поэтому смело могу рекомендовать этот набор для тех, кто не хочет сидеть в кафе за скучными разговорами, но хочет повидаться с друзьями и хорошо провести время. Более того, мне кажется, и тимбилдинг с таким набором - например, сборка двумя командами, на скорость - практически беспроигрышный вариант.

Робот ожил в наших руках сразу, как только мы закончили сборку. Передать вам наш восторг, я, к сожалению, не могу словами, но, думаю, многие меня здесь поймут. Когда конструкция, которую ты сам собрал вдруг начинает жить полноценной жизнью - это кайф!

Мы поняли, что жутко проголодались и пошли поесть. Идти было недалеко, поэтому робота мы донесли в руках. И тут нас ждал ещё один приятный сюрприз: робототехника не только увлекательна. Она ещё и сближает. Как только мы сели за столик, нас окружили люди, которые хотели познакомиться с роботом и собрать себе такого же. Больше всего ребятам понравилось здороваться с роботом «за щупальца», потому что ведёт он себя действительно как живой, да и в первую очередь это же рука! Словом, основные принципы аниматроники были освоены пользователями интуитивно . Вот как это выглядело:

Troubleshooting

По возвращении домой меня ждал неприятный сюрприз, и хорошо, что он случился до публикации этого обзора, потому что теперь мы сразу обговорим troubleshooting.

Решив попробовать подвигать рукой по максимальной амплитуде, удалось добиться характерного треска и отказа функциональности механизма мотора в локте. Сначала это меня огорчило: ну вот, новая игрушка, только собрана - и уже больше не работает.

Но потом меня осенило: если ты сам её только что собрал, за чем же дело стало? =) Я же прекрасно знаю набор шестерёнок внутри корпуса, а чтобы понять, сломался ли сам мотор, или просто недостаточно хорошо был закреплён корпус, можно не вынимая моторчика из платы дать ему нагрузку и посмотреть, продолжатся ли щелчки.

Вот тут-то мне и удалось почувствовать себя настоящим робо-мастером!

Аккуратно разобрав «локтевой сустав», удалось определить, что без нагрузки моторчик работает бесперебойно. Разошёлся корпус, внутрь выпал один из шурупов (потому что его примагнитил моторчик), и если бы мы продолжили эксплуатацию, то шестерёнки были бы повреждены - в разобранном виде на них была обнаружена характерная «пудра» из стёршейся пластмассы.

Очень удобно, что робота не пришлось разбирать целиком. И классно на самом деле, что поломка произошла из-за не совсем аккуратной сборки в этом месте, а не из-за каких-то заводских трудностей: их в моём наборе вообще обнаружено не было.

Совет: первое время после сборки держите отвёртку и плоскогубцы под рукой - могут пригодиться.

Что можно воспитать благодаря данному набору?

Уверенность в себе!

Мало того, что у меня нашлись общие темы для общения с совершенно незнакомыми людьми, но мне также удалось самостоятельно не только собрать, но и починить игрушку! А значит, я могу не сомневаться: с моим роботом всегда всё будет ок. И это очень приятное чувство, когда речь идёт о любимых вещах.

Мы живём в мире, где мы страшно зависим от продавцов, поставщиков, сотрудников сервиса и наличия свободного времени и денег. Если ты почти ничего не умеешь делать, тебе за всё придётся платить, и скорее всего - переплачивать. Возможность починить игрушку самому, потому что ты знаешь, как у неё устроен каждый узел - это бесценно. Пусть у ребёнка такая уверенность в себе будет.

Итоги

Что понравилось:

Собранный по инструкции робот не потребовал отладки, запустился сразу
Детали почти невозможно перепутать
Строгая каталогизация и наличие деталей
Инструкция, которую не надо читать (только изображения)
Отсутствие значимых люфтов и зазоров в конструкциях
Лёгкость сборки
Лёгкость профилактики и починки
Last but not least: свою игрушку собираешь сам, за тебя не трудятся филиппинские дети

Что нужно ещё:

Ещё крепёжных элементов, прозапас
Детали и запчасти к нему, чтобы можно было заменить при необходимости
Ещё роботов, разных и сложных
Идеи, что можно улучшить\приделать\убрать - словом, на сборке игра не заканчивается! Очень хочется, чтобы она продолжалась!

Вердикт:

Собирать робота из этого конструктора - не сложнее, чем паззл или «Киндер-сюрприз», только результат гораздо масштабнее и вызываЛ бурю эмоций у нас и окружающих. Отличный набор, спасибо,