Робот пилосос - частина 1 механіка

Напевно, кожен, хто тільки починає по-справжньому захоплюватися робототехнікою, електронікою або програмування, проходячи складний шлях вивчення супутніх технологій, сподівається в майбутньому застосувати накопичені знання для роботи над серйозним і цікавим проектом.

Я ось, наприклад, почитавши робофорум. вирішив зібрати робот пилосос. Причина такого вибору не стільки в корисності даного пристрою, скільки в тому що, розробляючи його, можна сконцентруватися на конкретному завданні: робот здатний автономно прибирати сміття при мінімальному обслуговуванні.

механіка:
З усієї механіки робота пилососа особливу складність в проектуванні і виготовленні представляє сміттєзбиральні вузол.

Він повинен:
-Займати якомога менше місця, але при цьому мати місткий контейнер для сміття.
-Добре прибирати забруднення на будь-яких поверхнях, але при цьому мати низьким енергоспоживанням і рівнем шуму.

Перш ніж вдалося домогтися виконання всіх цих запитів, було перепробувано безліч різних варіацій компонування вузла.

Макети сміттєзбиральних вузлів.

В кінці - кінців, зупинився на схемі: широка бічна щітка + пилосос. Радіальна щітка, розташована з правого боку, загрібає сміття до жерла пилососа, розташованому по центру. Горизонтально-циліндричну щітку, як у Румби, вирішив не ставити, так - як вона лише незначно збільшує якість прибирання, але при цьому сильно ускладнює конструкцію жерла пилососа. Пристрій пилесосящего вузла представлено на фото нижче.

Однак виникає питання: Де взяти турбіну і двигун для пилососа?

Можна спаяти турбіну з склотекстоліти і жерсті;

Турбіна з жерсті.

Можна взяти готову турбіну від великого пилососа, попередньо обрізавши її на токарному верстаті.

Готова турбіна, обрізана на токарному верстаті до потрібного діаметру (вентилятор від комп'ютера для порівняння).

А ще її можна купити, в вигляді дешевого китайського автомобільного пилососа.

Бічна щітка зібрана з двигуна від магнітофона, підключеного до осі з тріскачкою (вийняв з іграшкового саморезоверта) через червячную передачу. Пензлика вийняті з статевої швабри, і закріплені на диску з склотекстоліти за допомогою секундного клею.

Як приводних двигунів служать два 25міліметрових моторредуктори, напевно, тут потрібно щось більш підходяще, наприклад перероблені під постійне обертання сервоприводи, але я поставив те що було під рукою.
Готових коліс потрібного розміру не знайшлося, тому довелося вирізати їх 10мілеметровой фанери і обклеїти теплоізоляційної стрічкою, для кращого зчеплення з поверхнею. Отвори в колесі - для енкодерів, хоча в кінцевому рахунку я відмовився від їх застосування через низьку точності.

Мотоблоки бажано ставити на незалежну підвіску. У даній модифікації робота я вирішив перевірити, чи дійсно вона потрібна, встановивши двигуни без підвіски, в результаті виникли проблеми при заїзді на товстий килим. Осі двигунів повинні збігатися діаметром окружності робота, так буде простіше реалізувати розвороти на місці.

Датчик зіткнень (далі бампер), зроблений з двох перемикачів і підвішеною на них смужці з пластмаси зігнутою півколом.

По нормальному бампер повинен закривати собою всю морду робота знизу доверху, але так-так всі меблі у мене однієї висоти, то я з цим заморочуватися не став.

Механіка робота в зібраному вигляді.

Для перевірки механічної частини робота була зібрана наступна, проста, схема управління:

Схема управління.

Перевірка механіки на простому алгоритмі прибирання:

Контейнер після збирання.

Як видно, сміттєзбиральних вузол добре справляється зі своєю роботою, але при використанні простого алгоритму ухилення від перешкод, робот ходить по одній і тій же траєкторії, залишаючи багато пропусків.