Arduino RC Amphibious Rover: 39 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Během posledních několika měsíců jsme vyvíjeli dálkově ovládaný rover, který se může pohybovat po souši i po vodě. Přestože vozidlo s podobnými vlastnostmi používá k pohonu různé mechanismy, pokusili jsme se dosáhnout všech prostředků pohonu pouze pomocí kol.

Vozidlo se skládá z plovoucí plošiny s dvojicí kol, která jsou integrována s vrtulí. Jádrem systému je všestranný Arduino UNO, který ovládá motory a různé mechanismy.

Sledujte pokračování transformace mezi pozemskou a vodní formou obojživelného roveru!

Pokud se vám projekt líbil, hlasujte pro nás v soutěžích (v pravém horním rohu)

Krok 1: Použití Fusion 360 k vývoji konceptu

Začali jsme náčrtem tohoto projektu a brzy jsme si uvědomili složitost stavby obojživelného roveru. Klíčovým problémem je, že máme co do činění s vodou a mechanismy, které působí, dvěma aspekty, které je obtížné kombinovat.

Proto jsme do týdne pomocí bezplatného softwaru pro 3D modelování společnosti Autodesk s názvem Fusion 360 vyvinuli naše první návrhy, abychom znovu objevili kolo! Celý proces modelování bylo snadné se naučit s trochou pomoci z vlastní třídy 3D designu Instructables. Následující kroky zdůrazňují klíčové vlastnosti našeho projektu a umožňují lepší pochopení vnitřního fungování roveru.

Krok 2: Vývoj kol

Po dlouhém brainstormingu jsme došli k závěru, že by bylo skvělé, kdyby se nám podařilo použít pohonný systém roveru k práci na souši i na vodě. Tím máme na mysli místo dvou různých způsobů pohybu roveru naším cílem bylo integrovat oba do jednoho mechanismu.

To nás vedlo k sérii prototypů kol, která měla klapky, které se mohly otevřít, což jí dávalo schopnost efektivněji pohybovat vodou a pohánět se vpřed. Mechanismy na tomto kole byly příliš složité a měly několik nedostatků, což dalo inspiraci mnohem jednoduššímu modelu.

Heuréka !! Dostali jsme nápad spojit vrtuli s kolem. To znamenalo, že na souši se bude hladce kutálet, zatímco ve vodě ho točící se vrtule tlačí dopředu.

Krok 3: Vytvoření otočné osy

S touto myšlenkou jsme potřebovali způsob, jak mít dva režimy:

1. V prvním by kola byla rovnoběžná (jako normální auto) a rover se bude kutálet po souši.
2. U druhého režimu se zadní kola budou muset otáčet tak, že jsou vzadu. To umožní ponořit vrtule pod vodu a tlačit loď dopředu.

Abychom provedli plán otáčení zadních kol, napadlo nás namontovat servomotory k motorům (které jsou s koly spojeny), abychom je otočili zpět.

Jak jsme viděli na prvním obrázku (což byl náš původní model), uvědomili jsme si, že oblouk vytvořený otáčením kol zasahoval do těla, a proto bylo nutné jej odstranit. To by však znamenalo, že velká část štěrbiny by byla otevřená pro vstup vody. Což by samozřejmě bylo katastrofální !!

Následující obrázek ukazuje náš konečný model, který řeší předchozí problém zvednutím těla nad rovinu otáčení. To znamená, že část motoru je ponořena, ale protože tento motor má plastovou převodovku, voda není problém.

Krok 4: Otočná jednotka

Tato jednotka je mechanismem otáčení zadního kola. Stejnosměrný motor musel být připojen k servomotoru, takže jsme postavili „můstek“, který pasuje na motor a do servomotoru.

Protože má motor při otáčení obdélníkový profil, pokrývá oblast ve tvaru kruhu. Protože máme co do činění s vodou, nemůžeme mít mechanismy, které by odhalily obrovské mezery. Abychom tento problém vyřešili, plánovali jsme vždy připevnit kruhový kotouč, aby se otvor utěsnil.

Krok 5: Mechanismus předního řízení

Rover používá dva mechanismy řízení. Ve vodě se zadní dva servomotory používají k ovládání polohy vrtule, což má za následek otáčení doleva nebo doprava. Zatímco na souši se přední mechanismus řízení používá ovládaný předním servomotorem.

K motoru je připojen článek, který po zatlačení na kolo jej otočí kolem „Zlatého hřídele“na obrázku. Rozsah úhlu otáčení je přibližně 35 stupňů, což je dostačující pro rychlé ostré zatáčky.

Krok 6: Transformační zapojení

Druhé místo v soutěži Arduino Contest 2017

První cena v soutěži Wheels Contest 2017

Druhá cena v soutěži o dálkové ovládání 2017