Robot Feet vs Wheels: The Conundrum - 💡 Fix My Ideas

Robot Feet vs Wheels: The Conundrum

Robot Feet vs Wheels: The Conundrum


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

Bemærk: Dette uddrag blev tilpasset fra introduktionen til Wolf Donat's nye bog, Lav en Raspberry Pi-kontrolleret Robot, en trin-for-trin vejledning om at bygge din egen robot rover, frisk fra Make: Books.

Jeg kan godt lide at kalde denne robot en rover, da jeg forsøgte at mønstre det efter NASAs designs. Figur 1-1 viser den generelle beskrivelse af den færdige rover. Det er naturligvis ikke så robust som NASAs versioner, og du vil bemærke, at dets fire (ikke seks) hjul ikke sidder på deres egne uafhængige støddæmpere, men designet er et godt bevis.

Og taler om hjul: Mens jeg meget gerne vil programmere min egen antropomorfe android, som C-3PO, er det en ked af, at Raspberry Pi's computerkraft sandsynligvis ikke er op til opgaven med at kontrollere en bipedal droid. Du tror måske, at det ikke er noget særligt, men det er en udfordring at få en robot til ikke kun at balancere på to ben, men også gå på dem. Den velkendte ASIMO-robot fra Honda (Figur 1-2) krævede mange år og mange millioner dollars for endelig at kunne gå alene.

For at balancere på to fødder må en robots indre sensorer konstant måle, hvor robotens tyngdepunkt (COG) er, og derefter bestemme, hvor robotens fødder er, og kontroller derefter at COG'en er over mindst en af ​​robotens fødder , fortrinsvis over en linje mellem robotens fødder eller højst meget forskudt fra den linje (men ikke for langt). Hvis robotens COG er for langt til den ene side, skal robotens hjerne sende kommandoen for at bøje benet på den side for at vippe robotten nogensinde så lidt i den anden retning, og bringe COG'en til en mere stabil placering uden at gå for langt i den anden retning. Og hvis roboten bærer noget, skal alle disse værdier rekomputeres på flugt.

Så der er flere fordele ved at bruge hjul. For det første behøver du ikke at balancere, at pi'ens computerkraft (og servostyrke) kan spares for andre opgaver, såsom at tage temperaturprøver eller flytte robotarmen. For det andet afhænger det af den type hjul, du bruger, at et hjulkøretøj kan gå på alle mulige steder, som en bipedal robot ikke kan. Og for det tredje kan hjulene også være kølige. Jeg henviser dig til R2-D2, Mars Curiosity Rover og Mars Exploration Rovers (Ånd og Opportunity) til eksempler på smukke, coolhjulede robotter.

For at øge kølefaktoren til monster truck niveauer, besluttede jeg at gå med overdimensionerede hjul; Det er almindeligt kendt, at næsten alle hjulkøretøjer ser syv og en halv gange bedre ud med større dæk. Figur 1-4 og 1-5 viser mit punkt.

Dette medfører dog flere designudfordringer. Større hjul har tendens til at være tungere, og det er altid altid en god idé at holde din robot eller rover så lys som muligt. En tung robot er en power-hungry robot, og batterier og motorer er tung nok til at begynde med. Store hjul har også større rullemodstand, selv om rullemodstanden kommer mere i spil ved højere hastigheder og højere effektivitet end denne rover sandsynligvis vil opleve.

Min løsning: Jeg brugte hjulene fra et Power Wheels køretøj. De er store og imponerende, men fordi de er lavet af plast, vejer de næppe noget. Det har naturligvis ført til yderligere udfordringer, som f.eks. Montering af hjulene på en aksel uden hjul, men som du vil se, blev disse problemer også løst, ofte med en kombination af skruer, møtrikker, bolte og generøse applikationer af epoxy og kold svejsning.

Det endelige design, hvis du følger mine trinvise instruktioner, kan ses her:

Wolfram Donat er en kandidat fra University of Alaska Anchorage, med en B.S. grad i computerteknologi. Sammen med en interesse for robotik, computersyn og indlejrede systemer tjener hans generelle teknologiske interesser og internetkompetence at gøre ham til en ekstremt eklektisk programmerer. Han er specialiseret i C og C ++, med yderligere færdigheder i Java, Python og C # / .NET. Han er forfatter til flere bøger og har modtaget finansiering fra NASA for sit arbejde i autonome bjerge. Kom i gang med at opbygge din egen robotrover i dag!



Du Kan Være Interesseret

Bedste af MAKE: Top 10 Hackerspace Posts

Bedste af MAKE: Top 10 Hackerspace Posts


Projekt: Upcycle Opvaskemaskine til Cake Stands

Projekt: Upcycle Opvaskemaskine til Cake Stands


Forudsigelser for 2012 - Tilføj din!

Forudsigelser for 2012 - Tilføj din!


Projekt: Fra Plain Used Belt til Fashion Statement

Projekt: Fra Plain Used Belt til Fashion Statement