制作一個爬樓梯機(jī)器人

描述

這些說明將向您展示如何制作一個非?；镜呐罉翘?a target='_blank' class='arckwlink_none'>機(jī)器人。這是我們（我的孩子和我......好吧，這個主要是我）為 ServoCity + Actobotics 爬樓梯挑戰(zhàn)而建造的樓梯熊。事實證明，我們贏得了第一名！查看我們的視頻以了解它的實際效果。

第 1 步：制作車輪模板

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面對現(xiàn)實吧……這個設(shè)計完全是關(guān)于輪子的。對于一臺 3D 打印機(jī)來說，這將是一個很棒的項目。但我們沒有一臺，所以我們?nèi)チ死蠈W(xué)校，使用了一些來自 Hobby Lobby 的 1/2 英寸泡沫板。

第一步是制作模板：

1A) 下載 PDF

樓梯%20Bear%20Wheel%20Template.pdf

1B) 打印

1C) 剪掉它

1D）把它粘在一起

1E) 打孔。

因為我使用了 Actobotics Round Base A，所以我抓取了 Servo City 的尺寸圖形并將其放入我的 Adob??e Illustrator 文檔中，以確保間距恰到好處。我選擇在圓形底座上只使用 8 個孔……最里面的 4 個用于輪轂，最外面的 4 個用于車輪穩(wěn)定性。

每條腿上的 3 個大圓圈是可選的。我的想法是，如果泡沫沒有支撐起來，我會嘗試使用木材，然后需要減輕重量。

第 2 步：切割和鉆孔車輪

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我用了一把盒子刀和一個切割啞光。然后我用 1/4 英寸鉆頭鉆中心孔，用 5/32 英寸鉆頭鉆其余孔。

第 3 步：組裝車輪

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現(xiàn)在是組裝輪子的時候了。我會讓圖片和注釋來說話。

我從 ebay 拿起橡膠墊圈：

第 4 步：連接渠道

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主體簡單地由兩個 18 英寸通道組成，這些通道通過一些 6-32（1.32 英寸長）鋁制螺紋支架并聯(lián)連接，兩個在前面，兩個在后面。

第 5 步：安裝電機(jī)

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我使用了ServoCity 的313 RPM HD 精密行星齒輪電機(jī)。它的最大扭矩為 416.6 oz-in。

首先將行星齒輪電機(jī)底座 B 安裝到電機(jī)上，然后安裝在右舷通道前端的第 8 個大孔上。

您還需要將軸耦合器（1/4 英寸至 6 毫米）連接到電機(jī)軸。

第 6 步：全部登上齒輪系

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齒輪：我用過：

三個 24 齒、32 節(jié)距、1/4 英寸孔小齒輪

三個 72 齒、32 節(jié)距、1/2 英寸孔徑鋁齒輪

這兩個齒輪的傳動比為 3 比 1。它們被配置為在 3 個階段中的每一個階段降低速度并將扭矩增加三倍。產(chǎn)生的最大速度約為 11.6 rpm。這是通過一些試驗和錯誤來實現(xiàn)的。您可能希望從更減速的電機(jī)開始。

選擇您的軸系：

我使用了一些來自 Servo City 的精密鋼 1/4 英寸 D 軸，但也發(fā)現(xiàn)在緊要關(guān)頭你可以拿起一些來自 Mendards 的 1/4 英寸“PLAT STL - ROUND”——我嘗試了 1/4 英寸。鋁棒和 1/4 英寸的可焊接鋼棒，但它們都太厚了。使用D軸與五金店的鋼棒有利有弊；主要是 D 形在使用固定螺釘花鼓時非常有用 - 但是我發(fā)現(xiàn)來自 Servo City 的精密鋼 1/4 英寸 D 軸很難使用，因為配合太緊了......很難獲得任何開啟或關(guān)閉。五金店的鋼棒稍微薄一點，因此更容易使用——但由于沒有平坦的一面，它們會因受到很大力的固定螺釘而被嚴(yán)重?fù)p壞。

您將需要的軸：

14 英寸軸 (x2) - 現(xiàn)在一個用于前部，稍后您將需要另一個用于后部。ServoCity 最大的 D 軸為 12 英寸，因此您可以使用 Menards 鋼棒或使用 1/4 英寸 - 1/4 英寸的軸耦合器連接兩個 7 英寸 D 軸。

6 英寸軸 (x2)

4.5 英寸軸（這是連接到電機(jī)軸上的耦合器的軸）

軸系提示：

如果您使用 Menards 的鋼棒；切割到一定長度后，將邊緣斜切（我用的是 dremel），這樣可以更容易地放置零件。你以后會感謝我的。事實上，也可以對您的 Precision D 軸執(zhí)行此操作！

無論您使用哪種軸系，都要準(zhǔn)備好一個小的細(xì)銼，以銼掉損壞的斑點……尤其是如果您使用固定螺釘輪轂。

對于卡在軸上的物品：

最有效的拆卸方法是使用虎鉗直接向下錘擊軸。

我還發(fā)現(xiàn)，使用一對滑動接頭鉗（帶有粗橡皮筋或繩索以減少損傷）與平頭螺絲刀結(jié)合使用通常也很有效。如果您不能或不想拆開整個組件以找到一個卡住的齒輪……或者如果有孩子在睡覺并且您必須安靜地工作，這將特別有用。

選擇您的集線器：

我最終為齒輪使用了固定螺釘輪轂，為車輪使用了夾緊輪轂。如果您不使用 D 軸，則夾緊輪轂將更容易拆卸和調(diào)整。然而，由于它的設(shè)計方式會在您擰緊它時將 4 個螺釘中的兩個拉到一起 - 我不想給齒輪系引入任何可能的變形或錯位。

其他：

您當(dāng)然需要一些 1/4 英寸的法蘭球軸承 ( 535198 )、一些1/4 英寸的定位螺釘環(huán)和一些1/4 英寸的軸墊片以及用于較大齒輪的定位螺釘輪轂。

第 7 步：鏈輪和鏈條

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我沒有輪轂適配器，但我確實有單平通道支架，它可以讓我將輪轂連接到我的 4個 48 齒大鏈輪。它們可能沒有那么強(qiáng)大，但它們更便宜。

我使用了ServoCity 的塑料鏈條，因為使用起來更清潔（不含油脂或油）。添加/刪除鏈接真的很容易，您只需要一把小平頭螺絲刀。我用了兩條鏈子，每條鏈都不長 43.5 英寸。

第 8 步：安裝車輪

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這可能是最有趣的一步。安裝鏈輪、鏈條和輪子。

確保盡可能擰緊車輪和齒輪上的固定螺釘輪轂和夾緊輪轂螺釘！如果車輪開始失準(zhǔn)，機(jī)器人可能會變得不穩(wěn)定并翻倒。

第9步：大腦！

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阿杜諾

我使用了 arduino Uno（通過arduino 通道卡扣安裝）和BLE 屏蔽來添加藍(lán)牙功能。arduino 由電池座中的 9v 電池供電，電池座帶有一個開關(guān)，我用拉鏈將其系在適當(dāng)?shù)奈恢靡苑乐蛊浠瑒印?/p>

BLE 盾牌

我使用了 Red Bear Labs 的 BLE Shield。您可以查看他們的入門文檔。我從他們的庫中將 BLEControllerSketch 加載到了 arduino 上，然后在我的 iPhone 上安裝了他們的免費(fèi)應(yīng)用程序（他們也有一個 Android 應(yīng)用程序）。

第一次運(yùn)行 iPhone 應(yīng)用程序時，您需要進(jìn)入菜單并選擇“BLE 控制器”。我很確定第一次運(yùn)行它時，它直接進(jìn)入了簡單聊天應(yīng)用程序，這有點讓人迷失方向。然后，您當(dāng)然需要確保您的 arduino 已打開電源，然后在應(yīng)用程序中進(jìn)行掃描。隨后，您可以選擇“最后連接”。接下來選擇您的引腳（我使用引腳 3，因為它能夠進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制）

PWM電路

我基本上將這個Instructable的電路用于脈沖寬度調(diào)制電路。是的，說明是在打開和關(guān)閉螺線管的背景下，但只需用電機(jī)代替螺線管并發(fā)送 pwm 而不是高/低，它對于電機(jī)速度控制非常有效。簡單、便宜、有效。

第 10 步：大電池

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接下來，我將一個舊的 12v 2.2 amp hr 密封鉛酸電池連接到樓梯爬升器的前面......它很重（2lb），但是當(dāng)放置在第一個軸前面時，額外的重量起到了平衡作用，它實際上幫助它更穩(wěn)定，不太可能向后傾斜爬升。

我使用了一些90 度雙面安裝 E的電池架和一個拉鏈來扣住它。

第 11 步：電源線束

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我使用了兩個 SPST（單刀單擲）開關(guān)將 12v 電池連接/斷開 PWM 電路（一個開關(guān)用于 +，一個用于 -）。這充當(dāng)安全開關(guān)，可在緊急情況下快速切斷電源。隨意使用一個 DPST（雙刀單擲）。我使用了一些安裝在兩個主要通道之間的Quad Hub Mount C來安裝開關(guān)。

第 12 步：爬上去！

好吧，這就是這個構(gòu)建。嘗試一下玩得開心...肯定可以進(jìn)行改進(jìn)-例如，此版本無法轉(zhuǎn)向，沒有傳感器，可能更快等。如果您自己制作，請務(wù)必分享:)