एक बहुत छोटा रोबोट बनाएं: ग्रिपर के साथ दुनिया का सबसे छोटा पहिया वाला रोबोट बनाएं: 9 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:24

ग्रिपर के साथ 1/20 क्यूबिक इंच का रोबोट बनाएं जो छोटी वस्तुओं को उठा और ले जा सके। इसे Picaxe माइक्रोकंट्रोलर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इस समय, मेरा मानना है कि यह ग्रिपर के साथ दुनिया का सबसे छोटा पहिया वाला रोबोट हो सकता है। इसमें कोई संदेह नहीं है, कल या अगले सप्ताह, जब कोई व्यक्ति कुछ छोटा बनाता है, तो इसमें कोई संदेह नहीं होगा।

वास्तव में छोटे रोबोट बनाने में मुख्य समस्या छोटी मोटरों और बैटरियों का अपेक्षाकृत बड़ा आकार है। वे एक माइक्रो रोबोट का अधिकांश आयतन लेते हैं। मैं अंततः ऐसे रोबोट बनाने के तरीकों के साथ प्रयोग कर रहा हूं जो वास्तव में सूक्ष्म हैं। एक अंतरिम कदम के रूप में, मैंने इस निर्देश में वर्णित तीन छोटे रोबोट और नियंत्रक को बनाया। मेरा मानना है कि संशोधनों के साथ, अवधारणा रोबोटों के इन प्रमाणों को सूक्ष्म आकार में छोटा किया जा सकता है। छोटे रोबोट बनाने के वर्षों के बाद (यहां देखें: https://www.instructables.com/id/Building-Small-Robots-Making-One-Cubic-Inch-Micro/), मैंने सबसे छोटे रोबोट बनाने का एकमात्र तरीका तय किया संभव है, रोबोट के बाहर मोटर, बैटरी और यहां तक कि Picaxe माइक्रोकंट्रोलर भी हो। तस्वीर 1 एक बार में R-20 को 1/20 क्यूबिक इंच का रोबोट दिखाता है। pic 1b और 1c सबसे छोटे पहिये वाले रोबोट को 8 पिन IC को उठाते और पकड़े हुए दिखाता है। चरण ३ में एक वीडियो है जो दिखाता है कि रोबोट एक ८ पिन आईसी उठाकर उसे हिला रहा है। और चरण 5 में एक और वीडियो जो रोबोट को एक पैसा भी चालू करते हुए दिखाता है।

चरण 1: उपकरण और सामग्री

Sparkfun से 18x Picaxe माइक्रोकंट्रोलर: https://www.sparkfun.com/Polulu से उपलब्ध माइक्रो सीरियल सर्वो नियंत्रक: https://www.pololu.com/2 Polulu2 मानक सर्वो से Polulu.oo5 "मोटी तांबे से उच्च टोक़ सर्वो, माइक्रोमार्क2- 1/8" x 1/16" नियोडिमियम मैग्नेट1- 1"X1"X1" नियोडिमियम चुंबक से पीतल, या फॉस्फोर कांस्य शीट धातु। से उपलब्ध मैग्नेट: https://www.amazingmagnets.com/index.asp माइक्रोमार्क से टेलिस्कोपिंग ब्रास टयूबिंग: https://www.micromark.com/Walmart1/10 से वॉलमार्टग्लास बीड्स से पीतल पिन इलेक्ट्रॉनिक गोल्डमाइन से फाइबरग्लास सर्किट बोर्ड सामग्री: https://www.goldmine-elec-products.com/clear पांच मिनट एपॉक्सी मिश्रित नट और बोल्टटूलनीडलेटिन स्निप्ससोल्डरिंग आयरनड्रिलमेटल फाइलेंछोटी सुई नाक सरौताPic 2 इस्तेमाल किए गए Picaxe मॉड्यूल को दिखाता है।Pic 2b Picaxe मॉड्यूल के पीछे दिखाता है।

चरण 2: 1/20 क्यूबिक इंच का रोबोट बनाएं।

.40"x.50"x.46" पर मैगबॉट आर-20 का रोबोट वॉल्यूम क्यूबिक इंच के 1/20 से थोड़ा कम है। इसे गैर चुंबकीय शीट धातु के 3 बॉक्स संरचनाओं को मोड़कर बनाया गया है। सबसे छोटा आंतरिक बॉक्स को ग्रिपर की बाईं उंगली में मिलाया जाता है। दो छोटे चुम्बक ऊर्ध्वाधर शाफ्ट से जुड़े होते हैं जो ग्रिपर की दाहिनी उंगली बनाने के लिए झुकते हैं जो स्वतंत्र रूप से घूमती है। यह ये दो चुम्बक हैं जो एक बाहरी गतिमान घूर्णन और कताई चुंबकीय द्वारा नियंत्रित होते हैं क्षेत्र जो रोबोट को सारी शक्ति प्रदान करता है। मैंने बॉक्स संरचनाओं के लिए.005 "मोटी फॉस्फोर कांस्य शीट धातु का उपयोग किया क्योंकि इसे मिलाप किया जा सकता है और आसानी से ऑक्सीकरण या धूमिल नहीं किया जा सकता है। तांबे या पीतल का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। मैंने मूल रूप से घूर्णन तार शाफ्ट के लिए शीट धातु में असर छेद ड्रिल करने के लिए छोटे ड्रिल बिट्स का उपयोग किया था। उनमें से कुछ को एक ड्रिल प्रेस में तोड़ने के बाद, मैंने शीट धातु में एक बड़ी सुई और हथौड़े के साथ छिद्रों को समाप्त कर दिया। यह एक शंकु के आकार का छेद बनाता है जिसे बाद में समतल किया जा सकता है। छेदों का एक सटीक आकार या पूरी तरह से रखा जाना नहीं है। इस छोटे पैमाने पर, घर्षण बल मिनट होते हैं और यदि आप चित्रों को करीब से देखते हैं तो आप देखेंगे कि मैंने शाफ्ट और ग्रिपर उंगलियों के लिए लंबे.1 "मानक लंबे हेडर पिन का उपयोग किया है जो चौकोर हैं। तांबे के तार का भी उपयोग किया जा सकता है। कांच के मनके पहियों को रोबोट के निचले हिस्से में लगे पीतल के पिनों पर लगाया गया था। निर्माण के लिए गैर चुंबकीय सामग्री का उपयोग करना महत्वपूर्ण है या रोबोट की शक्ति और नियंत्रण पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ेगा।

चरण 3: एक रोबोट चुंबकीय मोटर

रोबोट में चार डिग्री स्वतंत्रता है। यह आगे और पीछे जा सकता है, बाएँ या दाएँ घुमा सकता है, ग्रिपर को ऊपर और नीचे ले जा सकता है, और ग्रिपर को खोल और बंद कर सकता है। Pic 4- मैंने बोर्ड मोटरों पर चार को स्थानांतरित कर दिया है कि यह सामान्य रूप से एक चुंबक को क्षैतिज रूप से निलंबित करके ऐसा करने के लिए करेगा। एक दो अक्ष जिम्बल पर। दो 1/8 "x1/8" x1/16 "चुंबक तार के एक ऊर्ध्वाधर शाफ्ट से जुड़े होते हैं जो ग्रिपर की एक उंगली बनाने के लिए मुड़ा हुआ होता है। दो चुंबक एक चुंबक के रूप में कार्य करने और एक चुंबक मोटर बनाने के लिए पंक्तिबद्ध होते हैं। यह सबसे छोटे बॉक्स में लगा होता है, जिसमें दूसरी ग्रिपर फिंगर लगी होती है। ग्रिपर बॉक्स को जिम्बल के दूसरे क्षैतिज अक्ष पर एक 000 पीतल के स्क्रू और नट के साथ रखा जाता है। मैंने स्क्रू का इस्तेमाल किया ताकि मैं इसे आसानी से अलग कर सकूं समायोजन के लिए। एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र एक सीएनसी प्रकार की मशीन पर लगाया जाता है जो चुंबकीय क्षेत्र को x और y अक्ष के साथ स्लाइड कर सकता है और इसे क्षैतिज और लंबवत घुमा सकता है। यह एक इलेक्ट्रो चुंबक के साथ किया जा सकता था, लेकिन मैंने एक का उपयोग करना चुना क्यूबिक इंच नियोडिमियम स्थायी चुंबक क्योंकि यह एक छोटी मात्रा में एक बड़ा चुंबकीय क्षेत्र बनाने का सबसे आसान और तेज़ तरीका है। Pic 4c- तो, रोबोट में छोटे चुंबक के उत्तरी छोर के साथ चुंबक के बड़े बाहरी दक्षिण छोर की ओर है इसके नीचे, रोबोट चुंबक काफी बारीकी से गति का अनुसरण करता है बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के एनएस। 8 पिन आईसी लेने वाले रोबोट के एक लघु वीडियो के लिए, यहां देखें: https://www.youtube.com/embed/uFh9SrXJ1EAया नीचे दिए गए वीडियो पर क्लिक करें।

चरण 4: सीएनसी प्रकार रोबोट नियंत्रक

Pic 5 सीएनसी प्रकार के रोबोट नियंत्रक को दिखाता है। चार सर्वो एक क्यूबिक इंच के नियोडिमियम चुंबक को गति प्रदान करते हैं जिसका रोबोट में जिम्बल माउंटेड चुंबक अनुसरण करता है। एक्स और वाई अक्ष के लिए एक चरखी और मछली पकड़ने वाले नेता के साथ एक उच्च टोक़ सर्वो शीसे रेशा प्लेटफॉर्म पर खींचता है। एक वसंत गति का विरोध करता है। मंच दो टेलीस्कोपिंग पीतल ट्यूबों पर टिकी हुई है जो एक रैखिक गाइड के रूप में कार्य करती हैं। प्लास्टिक कटिंग बोर्ड से बने प्लास्टिक बियरिंग्स, रैखिक गाइड के दोनों ओर, प्लेटफ़ॉर्म स्तर को बनाए रखते हैं। इस विशेष रोबोट नियंत्रक में कुछ घन इंच की सीमित सीमा होती है। यह अंततः वास्तव में सूक्ष्म रोबोटों को नियंत्रित करने के लिए पर्याप्त से अधिक साबित होना चाहिए, जिन्हें केवल कुछ घन सेंटीमीटर की सीमा की आवश्यकता हो सकती है।

चरण 5: चुंबकीय रोबोट सर्किट

रोबोट नियंत्रक में एक Picaxe माइक्रोकंट्रोलर होता है जिसे रोबोट को गतियों का एक क्रम प्रदान करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है। मुझे लगता है कि Picaxe हुक अप और प्रोग्राम करने के लिए सबसे आसान और सबसे तेज़ माइक्रोकंट्रोलर है। हालांकि यह एक मानक Pic Micro या Arduino की तुलना में धीमा है, यह अधिकांश प्रयोगात्मक रोबोटों के लिए पर्याप्त तेज़ से अधिक है। अन्य Picaxe परियोजनाओं के लिए यहां देखें: https://www.inklesspress.com/picaxe_projects.htmऔर यहां: https://www.instructables.com/id/Building-Small-Robots-Making-One-Cubic-Inch-Micro/ Picaxe एक Polulu माइक्रो सीरियल सर्वो नियंत्रक को क्रमिक रूप से आदेश भेजकर रोबोट को नियंत्रित करता है। पोलुलु नियंत्रक बहुत छोटा है और जिस भी स्थिति में उन्हें रखा जाता है, वे लगातार 8 सर्वो तक धारण करेंगे। Picaxe से सरल आदेश आपको सर्वो की स्थिति, गति और दिशा को आसानी से नियंत्रित करने की अनुमति देते हैं। मैं इस नियंत्रक को सभी प्रकार के सर्वो आधारित रोबोटों के लिए अत्यधिक अनुशंसा करता हूं। योजनाबद्ध दिखाता है कि चार सर्वो कैसे जुड़े हुए हैं। सर्वो 0 और 1 एक्स और वाई अक्ष के साथ 1 चुंबक का मार्गदर्शन करते हैं। सर्वो 2 एक निरंतर घूमने वाला सर्वो है जो चुंबक को 360 डिग्री से अधिक घुमा सकता है। सर्वो 3 चुंबक को थोड़ा आगे और पीछे झुकाता है और ग्रिपर को ऊपर उठाता है। एक पैसा चालू करने वाले रोबोट का एक छोटा वीडियो, यहां देखें: https://www.youtube.com/embed/wwT0wW-srYgया नीचे वीडियो पर क्लिक करें:

चरण 6: रोबोट नियंत्रक सॉफ्टवेयर

यहाँ Picaxe माइक्रोकंट्रोलर के लिए सॉफ्टवेयर प्रोग्राम है। यह पोलुलु सर्वो नियंत्रक को पूर्व-क्रमादेशित अनुक्रम भेजता है जो रोबोट को नियंत्रित करने के लिए चुंबक को 3डी अंतरिक्ष में ले जाता है। थोड़े से संशोधनों के साथ, इसका उपयोग मूल स्टाम्प दो को प्रोग्राम करने के लिए भी किया जा सकता है। Picaxe को प्रोग्राम करने के लिए मैंने सर्वो नियंत्रक से पिन 3 (सीरियल आउटपुट) को डिस्कनेक्ट करना आवश्यक पाया। अन्यथा प्रोग्राम पीसी से डाउनलोड नहीं होता। सर्किट को चालू करते समय, सर्वो नियंत्रक को लॉक होने से रोकने के लिए, मैंने सर्वो नियंत्रक से पिन तीन को डिस्कनेक्ट करना भी आवश्यक पाया। फिर, एक या दो सेकंड के बाद मैंने पिन 3 को फिर से कनेक्ट किया। 'आर -20 मैग्रोबोट पिकअप अनुक्रम के लिए एक पोलुलु सर्वो नियंत्रक उच्च 3' सीरियल आउटपुट पिनपॉज़ 7000 'सेट को 0 स्थिति से 3, टी 2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1,) पर सेट करें। 35, 127) 'स्थिति s1 13-24-35 काउंटर-क्लॉकवाइजसेरआउट 3, t2400, ($80, $01, $04, 0, 35, 127) 'स्थिति s0 c-clockpause 7000' लेवल मैग्नेटसेरआउट 3, t2400, ($80, $01, $०४, ३, २३, १२७) 'पोजीशन मिडपॉज 1000' आगे बढ़ें सर्वो1सेरआउट 3, टी2400, ($80, $01, $04, 1, 21, 127) 'पोजिशन क्लॉकवाइजपॉज 1500' ग्रिप डाउनसरआउट 3, टी2400, ($80, $01, $04, 3, 26, 127) 'स्थिति डाउनपॉज़ 2000' क्लोज ग्रिपरआउट 3, t2400, ($80, $01, $04, 2, 25, 1) 'धीमी गति क्लॉकपॉज़ 50serout 3, t2400, ($80, $01, $00, 2, 0, 127) 'स्टॉप सर्वो 2 रोटेटपॉज़ 700' आगे बढ़ें शॉर्टसरआउट 3, t2400, ($80, $01, $04, 1, 13, 127) 'स्थिति क्लॉकपॉज़ 1000' ग्रिप अपसरआउट 3, t2400, ($80, $01, $04, 3, 23, 127) 'स्थिति मिडपॉइंटपॉज़ 700' दाएँ मुड़ें 90serout 3, t2400, ($80, $01, $04, 2, 25, 1) 'धीमी गति क्लॉकपॉज़ 470serout 3, t2400, ($80, $01, $00, 2, 0, 127) 'स्टॉप सर्वो 2 रोटेशनपॉज़ 1000' फॉरवर्डसेरआउट 3, t2400, ($80, $01, $04, 0, 13, 12) 'पोज़िशन s0 पॉज़ 1500' ग्रिप डाउनसरआउट 3, t2400, ($80, $01, $04, 3, 25, 12) 'पोजीशन मिडपॉज 2000' क्लोज ग्रिसरआउट 3, t2400, ($80, $01, $04, 2, 25, 1) 'धीमी गति c-क्लॉकवाइजपॉज 50serout 3, t2400, ($80, $01, $00, 2, 0, 127) 'स्टॉप सर्वो 2 रोटेशनपॉज़ 400' बैकअपसेरआउट 3, t2400, ($80, $01, $04, 0, 35, 127) 'पोज़िशन s0 c-क्लॉकपॉज़ 700' ग्रिप upserout ३, t2400, ($८०, $०१, $०४, ३, २२, १२) 'स्थिति मध्य विराम १०००पॉज़ ६०००' ३, t२४००, ($८०, $०१, $०४, १, ३५, १२७) की स्थिति s१ १३- 24-35 सी-क्लॉकसरआउट 3, टी2400, ($80, $01, $04, 0, 35, 127) 'स्थिति एस0 सी-क्लॉकलूप:गोटो लूप

चरण 7: सेंसर जोड़ना

इस रोबोट में कोई सेंसर नहीं है। छोटी वस्तुओं के रोबोट मैनिपुलेटर के रूप में वास्तव में उपयोगी होने के लिए विभिन्न वास्तविक दुनिया सेंसर से माइक्रोकंट्रोलर के लिए फीडबैक लूप होना एक फायदा होगा। बिजली की आपूर्ति को बोर्ड पर लगाने से बचने के लिए, प्रकाश संवेदकों का उपयोग किया जा सकता है। लेजर या इन्फ्रारेड लाइट को रोबोट के शीर्ष पर निर्देशित किया जा सकता है और मैकेनिकल रिफ्लेक्टर या ब्लॉकर्स को टच सेंसर, प्रेशर सेंसर, या तापमान सेंसर और फोटोकल्स या वीडियो कैमरा द्वारा पढ़े जाने वाले वेरिएबल परावर्तन से जोड़ा जा सकता है। एक और संभावना आरएफआईडी तकनीक का उपयोग करना है एक पल्स संचारित करें जो रोबोट पर इलेक्ट्रॉनिक्स को एक पहचान संख्या के बजाय वापस लौटने के लिए शक्ति देता है, बिट्स का एक क्रम जो स्पर्श या अन्य सेंसर में भिन्नता का प्रतिनिधित्व करता है।

चरण 8: अन्य चुंबकीय रूप से संचालित रोबोट

विभिन्न प्रकार के चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा नियंत्रित रोबोट कोई नई बात नहीं है। उनमें से कुछ सूक्ष्म हैं और कुछ बड़े हैं इसलिए उन्हें मानव शरीर में चिकित्सकीय रूप से तैनात किया जा सकता है। कुछ कंप्यूटर नियंत्रित इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग करते हैं और कुछ चल स्थायी चुंबक का उपयोग करते हैं। यहां कुछ सबसे अच्छे और सबसे छोटे प्रयोगात्मक चुंबकीय रोबोटों के कुछ लिंक दिए गए हैं जिन पर शोधकर्ता काम कर रहे हैं। एक पैसे पर उड़ने वाला चुंबक रोबोट। हालांकि यह वास्तव में उड़ता नहीं है, यह कंप्यूटर नियंत्रित चुंबकीय क्षेत्र में घूमता है, उन खिलौनों की तरह जो एक को निलंबित करते हैं पृथ्वी का छोटा ग्लोब। इसमें एक ग्रिपर भी होता है जो लेजर से गर्म करने पर फैलता है और फिर ठंडा होने पर पकड़ लेता है। दुर्भाग्य से, रोबोट चुंबकीय उत्तर और दक्षिण छोर लंबवत हैं, इसलिए ग्रिपर को सटीक रूप से उन्मुख करने के लिए घूर्णन स्पिन को नियंत्रित करने का कोई तरीका नहीं है। यह मेरे द्वारा बनाए गए सबसे छोटे रोबोट से थोड़ा बड़ा है जिसे चरण 9 में दिखाया गया है। -76.htmlतैराकी चुंबक रोबोटएक सचमुच सूक्ष्म रोबोट जो एक सर्पिल है जिसके एक सिरे पर चुंबक है। बाहरी धुरी और घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ, इसे किसी भी दिशा में लक्षित किया जा सकता है और पानी के भीतर तैर सकता है। Spectrum.ieee.org/aug08/6469मेडिकल रोबोट्स। /Controlled_pill_camera_is_created/UPI-60051212691495/यहां कुछ सूक्ष्म चुंबकीय नियंत्रित ग्रिपर हैं जिन्हें रासायनिक या गर्मी सक्रिय किया जा सकता है। लपकना। इसलिए वे पूरी तरह कार्यात्मक ग्रिपर की तुलना में एक सूक्ष्म भालू जाल की तरह हैं। /13010901.asppic 10 इन प्रयोगों के लिए बनाए गए तीन रोबोट मैगबॉट्स R-19, R-20 और R-21 को दिखाता है। एक धुरी और पहियों को हटाकर सबसे छोटे को छोटा कर दिया गया था। एक तार की पूंछ इसे पीछे की ओर झुकाने से रोकती है।

चरण 9: और भी छोटे रोबोट बनाना

Pic 11 में मैगबॉट R-21 दिखाया गया है, जो अब तक मेरे द्वारा बनाए गए कार्यात्मक ग्रिपर के साथ चुंबकीय रूप से संचालित सबसे छोटा रोबोट है।.22"x.20"x.25" पर यह घन इंच का लगभग 1/100 है। पहियों और एक धुरी बिंदु (गिम्बल) को हटाकर, रोबोट पहिए वाले संस्करण की तुलना में बहुत छोटा है। यह धातु पर स्लाइड करता है फ्रेम उतना सुचारू रूप से नहीं है जितना कि पहियों वाला। वायर टेल रोबोट को ग्रिपर को उठाने के लिए वापस रॉक करने की अनुमति देता है। इस तरह के कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग सूक्ष्म आकार के रोबोट को बनाने के लिए किया जा सकता है। इस बिंदु पर समस्या या तो पारंपरिक आईसी का उपयोग करना है पतली फिल्म यांत्रिक संरचनाओं को बनाने के लिए प्रौद्योगिकी, या सूक्ष्म संरचनाएं बनाने के लिए किसी अन्य विकल्प के साथ आने के लिए। मैं इस पर काम कर रहा हूं। ये छोटे रोबोट एक छोटी सी जगह में बहुत अधिक गति प्राप्त करने के सबसे आसान तरीकों में से एक का प्रतिनिधित्व करते हैं। कई हैं ऑन बोर्ड मैग्नेट और बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों के अन्य संभावित कॉन्फ़िगरेशन जो बहुत ही रोचक रोबोट का उत्पादन कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, रोबोट पर तीन या अधिक घूर्णन या पिवोटिंग मैग्नेट का उपयोग करने से स्वतंत्रता की अधिक डिग्री और ग्रिपर के अधिक सटीक हेरफेर हो सकते हैं।

पॉकेट-साइज़ प्रतियोगिता में प्रथम पुरस्कार