در این پروژه می خواهیم یک ربات بند باز با استفاده از آردوینو و سنسور میکروفون طراحی کنیم بطوریکه ربات تان را به یک زیپ لاین وصل کنید و با دست زدن آن را کنترل کنید.
آیا تا به حال رباتهای ورزشکار که به دنبال کارهای تفریحی می باشند را طراحی کرده اید؟ رباتهایی که می توانند حرکات ورزشکاران همانند دونده ها یا ژیمناست ها را تقلید کنند. چنین رباتهایی برای علاقمندان به علم رباتیک، سازندگان و مخترعین در این حوزه بسیار جذاب هستند. یکی از ورزشهای مهیج و تفریحی امروزه برای جوانان و نوجوانان ورزش زیپ لاین است.
چگونه یک ربات بند باز طراحی کنیم؟
زیپ لاین برای انتقال جسم یا شخص از یک منطفه بالاتر به یک منطقه پایین تر با استفاده از یک کابل شیب دار به کار می رود. جسم یا شخص توسط نیروی گرانش رانده می شود و از طریق یک قرقره بر روی کابل حرکت می کند. ربات بند باز که می خواهیم آن را بسازیم مانند یک میمون با استفاده از دو بازو بر روی کابل حرکت می کند. ساخت چنین رباتی که از بازوهای خود برای حرکت بر روی کابل استفاده می کند کار سختی است. با این حال، در این پروژه ما می خواهیم یک ربات سرگرم کننده و ساده با استفاده از ماژول آردوینو و پرینتر سه بعدی طراحی کنیم. شکل زیر نمای کلی ربات ما می باشد:
ربات بند باز چگونه عمل می کند؟
همانطور که در تصویر زیر می بینید، یک ربات بند باز خود را از یک کابل آویزان می کند و از دو بازوی خود برای حرکت بر روی کابل استفاده می کند. این ربات از یک موتور گیربکس DC، قطعات پرینت شده با استفاده از پرینتر سه بعدی و یک سوئیچ کلنگی برای روشن و خاموش کردن تشکیل شده است.
برای استفاده از ربات در کاربردهای پیچیده تر، ماژول آردوینو نانو را به عنوان میکروکنترلر برای ربات قرار داده ایم تا بتوان آن را به راحتی ارتقا و توسعه داد.
به عنوان مثال، در این پروژه یک میکروفون به ربات اضافه شده که کاربر را قادر می سازد تا بتواند حرکات ربات بند باز را با دست زدن کنترل کند. این ویژگی سبب می شود تا با ربات تعامل زیادی داشته باشید. به عنوان مثال می توانید سرعت حرکت ربات را با دست زدن سریعتر کنترل کنید.
در این آموزش، ساختار بدنه ربات بند باز را با استفاده از قطعات پرینت شده ساخته و سپس مکانیزم مکانیکی بازو با استفاده از یک موتور گیربکس DC که به بدنه متصل شده، طراحی شده است. گشتاور موتور از طریق یک جفت چرخدنده مورب و مدول به بازوهای ربات منتقل می شوند.
طراحی قطعات مکانیکی ربات بند باز
حال ساختار بدنه ربات بند باز را طراحی می کنیم. این ساختار که دارای مکانیزم اتصال چهار میل لنگ است، حرکت بازوی مورد نیاز را برای ساخت ربات ایجاد می کند. گشتاور موتور از طریق یک جفت چرخدنده مورب و مدول به بازوها منتقل می شود. با توجه به ویدیوی زیر قطعات را بهم متصل کنید.
برای انتقال قدرت از شافت ها به چرخدنده ها یا میل لنگ، باید یک نگهدارنده مناسب برای موتورها با استفاده از پرینتر سه بعدی همانند تصویر زیر تهیه کنیم. این محفظه واسط بین موتور گیربکس و بازوهای ربات است.
دیاگرام مدار ربات بند باز
با استفاده از دستگاه لحیم کاری و پیچ گوشتی، طبق تصویر دیاگرام زیر سیم کشی مدار را انجام دهید.
video
برنامه نویسی ربات
کد زیر را دانلود کرده و در آردوینو آپلود کنید تا ربات بند باز آماده حرکت شود.
video
قطعات مورد نیاز
- Arduino Nano R3 1x
- Adafruit Microphone Amplifier Breakout 1x
- SparkFun Motor Driver – Dual TB6612FNG (with Headers) 1x
- TT DC 1:120 gear-motor 1x
- Screw M3 30mm 1x
- Screw M3 16mm 2x
- Lock nut m3 3x
- mini breadboard 1x
- Jumper wires (generic) 1x
- Toggle Switch, (On)-Off-(On) 1x
- TaydaElectronics DC POWER JACK 2.1MM BARREL-TYPE PCB MOUNT 1x
