Самый простой робот-жук (или о пользе растворимого кофе)

Самый простой робот-жук (или о пользе растворимого кофе)

Идея конструкции не нова, здесь просто собраны вместе как сама идея, так и ее реализация из простых и доступных материалов.

Обсуждение проекта

1. Описание

Эта игрушка движется вперед при помощи двух моторов. Как только один из ее усов касается препятствия, мотор со стороны этого уса начинает вращаться в обратную сторону и жук поворачивает до тех пор, пока не объедет препятствие.
Конструкция наглядно показывает принцип действия контактных датчиков.

На видео показано как все происходит



2.  Схема

В конструкции применены две батарейки AA, два мотора от детских игрушек, два контактных датчика.

Когда ни один из датчиков не нажат, к обоим моторам подается "+" от одной батарейки.

При нажатии на контактный датчик на мотор, к которому он подключен начинает поступать "-" от другой батареи и мотор вращается в противоположную сторону.



3. Сборка

Для начала сделаем эскиз расположения элементов робота на его корпусе.
После чего нарисуем контур самого корпуса (шаблон) и распечатаем все это на листе бумаги.

Теперь можно приступать у сборке.

Вот основные детали, которые нам потребуются

1. Банка из-под растворимого кофе
2. Контейнер для двух батарей AA
3. Моторчики от детских игрушек (2 шт.)
4. Контактные датчики (концевые выключатели - 2 щт.)
5. Колесико от старой компьютерной мыши (можно заменить на какое угодно другое)
6. Обжимные клеммы (такие часто применяют в автомобилях или бытовой электронике)

Кроме того я использовал термоусадочную трубку большого (22 мм) и малого (5 мм) диаметра и крепежные винты с гайками M2.5.

Берем лист с шаблоном корпуса



и вырезаем шаблон



накладываем шаблон на банку и определяем какой ширины полосу жести от банки надо отрезать



что потом и делаем.

ВНИМАНИЕ! Работа с жестью опасна тем, что можно легко порезаться об острые зазубренные края в месте среза. Будьте осторожны!



Далее накладываем шаблон на вырезанную жесть и вырезаем по шаблону заготовку корпуса.



В итоге получается такой вот симпатичный "человечек"



его "ноги" - на самом деле кронштейны для крепления "мышиного колеса", поэтому мы их отгибаем вниз вдоль корпуса плоскогубцами



и сверлим отверстие для оси этого колеса



далее сверлим отверстия для крепления батарейного отсека (кстати в жести отверстия можно просто прокалывать шилом)



Крепим контейнер винтами и вставляем колесо



теперь размечаем отверстия для крепления датчиков



и устанавливаем их временно для того чтобы понять - не ошиблись ли мы с размерами.



Теперь пайка. Припаиваем проводники к моторам.



рекомендуем использовать разноцветные проводники и припаивать проводники одинакового цвета к одинаково расположенным выводам деталей, что облегчит окончательное подключение всего.



Так как на нашей схеме между батареями включен средний провод, подсоединяем его к контейнеру, продевая провод через отверстие контейнера со стороны, обратной той, из которой выходят плюсовой и минусовой провода и прикручиваем зачищенную часть нового проводника к пружинке, соединяющей выводы батареек.



припаиваем проводники к датчикам



Теперь собираем все электрические компоненты схемы и проверяем правильно ли вращаются моторы. Если нет - меняем полярность их подключения.



Крепим моторы к корпусу. Для этого нам потребуются два отрезка толстой термоусадочной трубки длиной примерно 1 см.





кладем мотор сверху на выступ корпуса, надеваем на мотор и выступ колечко термоусадки и нагреваем все это (строительным феном, зажигалкой или кожухом вокруг жала паяльника)



после крепления обоих моторов берем тонкую термоусадочную трубку, надеваем на вал моторчика и усаживаем. Это нужно для того чтобы вал моторчика не царапал поверхность, по которой будет ездить и для увеличения скорости жука. Мы эту трубку надевали в два слоя для более высокой скорости.



лишний кусок трубки отрезаем кусачками



и теперь изолируем термоусадкой все наши электрические соединения.



Займемся "усами" жука, которыми он должен ощупывать пространство впереди себя. Они будут крепиться к датчикам с помощью обжимных клемм



а сами усы сделаем из электромонтажного одножильного провода сечением 1,5 кв. мм



придаем усам нужную, "гусарскую" форму и делаем колечки на концах чтобы ничего не царапать



и обжимаем усы в гнезде клемм



после чего сами клеммы насаживаем на чувствительную пластину датчиков и плотно прижимаем плоскогубцами



вот так устрашающе выглядят эти усы в собранном виде. моторы надо отогнуть вниз так, чтобы жук опирался на их оси как на ноги. Чем больше угол, на который вы их отгибаете, тем меньше скорость будет у Вашего жука



и вот, собственно наш жук в готовом виде




Что еще можно с нашим жуком сделать:

• Придумать ему симпатичный корпус, с которым он будет более похож на настоящего жука
• Сделать лабиринт из коробок, досок и других материалов и провести соревнования между несколькими такими жуками - кто из них первый найдет выход
• Заменить датчики касания на бесконтактные оптические датчики, что позволит жуку обходить препятствия не касаясь их или двигаться по линии, нарисованной на полу

Все это мы и будем делать на занятиях по началам робототехники в нашем клубе этой осенью.