PVCBOT【12號C版】機械猴--吊繩攀爬機器人【轉譯】手工電子DIY教程

2018-06-09 閲讀:(1.85W)

這是12號“索道遊者”的吊繩攀爬機器人的改良版,其主要是模仿靈長類動物在吊繩攀爬時的運動方式,攀爬在樹枝上或者是吊在繩索上,是依靠雙手攀住樹枝或者繩索,然後通過雙臂交替向前抓握來實現移動的。本項目機器人的造型類似一隻猴子,所以又稱為“機械猴”。【原址:】

主要材料:

  齒輪  螺絲螺母
  回形針

所需工具:

  具體看下圖器材準備

製作步驟:

第1步:

器材準備

電源部件

第2步:

減速箱部件

第3步:

主體結構部件

第4步:

電路原理
本項電路原是比較簡單的,就是直接一組電池連接一個電機,中間通過一個撥動開關來控制電路的通斷。

第5步:

動力——

  本項目結構平台的動力部件是減速電機,並且整體規格尺寸是基於PVCBOT的A型減速箱來設計的,也就是説只要是採用PVCBOT的A型減速箱的減速電機就都能作為當前項目的動力部件(常見的有AN20、AK30減速電機)。
  當前項目我們直接使用製作完成的AN20(或AK30)減速電機,而關於這些減速電機的具體制作教程請參閲之前在本版塊的《PVCBOT【Reducer-AN20】DIY--A型N20減速箱》教程,即:

第6步:

腿部——

  剪裁一根長10.5cm、寬1cm的PVC長條。
如圖所示從PVC長條其中一端起,分別在2cm、4cm、6.5cm、8.5cm的位置畫好橫截線,並且把2cm、8.5cm兩處的橫截線中點作為打孔標記。

第7步:

在上一步驟畫好的兩個打孔標記的位置,分別鑽出兩個直徑2mm的小孔。

第8步:

用尖嘴鉗分別沿着PVC長條上4cm和6.5cm位置的橫截線,把長條彎折成如圖所示的凹形支架

第9步:

把凹形支架用502膠水固定在A型減速箱如圖所示的位置,即支架頂部搭在電機上,而支架兩端與減速箱兩側外殼的後端靠在一起。
  這樣,減速箱外殼就相當於機器人的軀幹,而支架兩端長出減速箱外殼的部分就作為機器人的腿部  
注意:502膠水只需塗在凹形支架與減速箱外殼之間接觸的位置,千萬不要塗在靠近電機的位置,以避免把電機給粘壞了

第10步:

凹形支架粘貼到減速箱外殼上時,要求支架兩端上的小孔不能被減速箱外殼擋住。
  因為502膠水乾得非常快,為了一擊即中保證粘貼位置的準確,建議:
  1)先不要塗膠水,嘗試把凹形支架搭在目標的位置;
  2)接着用鉛筆在減速箱外殼上做好固定位置的標記;
  3)然後在凹形支架的其中一條腿內側塗上膠水,對準減速箱外殼上做好的目標位置迅速靠近粘貼上去;
4)貼好了凹形支架的一條腿之後,再用前面同樣方法粘貼另一條腿。

第11步:

把作為限位杆的長軸從凹形支架其中一條腿上的小孔穿進去,再從另一條腿穿出來。

第12步:

限位杆從兩條腿左右兩側伸出的長度要一樣。

第13步:

假如腿部上的兩個小孔鑽得比較大,容易使得限位杆安裝在上面比較鬆的話,這時候可以塗上一點502膠水把限位杆固定住。

第14步:

背部——

  剪裁一塊長9.5cm、寬1.5cm的PVC長條。
  從長條一端開始,分別在1cm、3.5cm、6cm、8cm四個位置畫上橫截線,其中3.5cm處橫截線的中點位置畫上打孔標記。

第15步:

在打孔位置鑽出一個直徑為2mm的小孔。

第16步:

用尖嘴鉗沿着PVC長條上1cm、6cm、8cm三個位置的橫截線彎折,最後得到成如圖所示的形狀,作為背部支架

第17步:

準備把背部支架安裝到減速箱頂上。

第18步:

對於背部支架上1cm位置處彎折得到的勾狀結構,在內側塗上少量502膠水,然後勾住凹形支架的頂端,等待502膠水乾掉。

第19步:

背部支架跨過減速箱頂部,從前面勾住減速箱的底部,塗上少量502膠水讓背部支架與減速箱固定起來。

第20步:

背部支架蓋在減速箱的頂部,起到一個支撐作用,同時也對減速箱裏面的齒輪起到一個保護作用,避免從外部直接碰到齒輪而影響減速箱的工作。

第21步:

傳動——

  這裏將用盤面上帶孔的大齒輪以及螺絲/螺母製作傳動用的曲柄結構。

第22步:

把M2*10的螺絲從大齒輪盤面上的小孔穿過,其中要求是從齒輪中心軸孔突出一側的盤面穿入。
  然後用給螺絲套上M2的螺母並擰緊。
  提示:為了擰緊螺母,可以用尖嘴鉗把螺母一側夾緊不允許其轉動,再用螺絲刀扭動螺絲並最終擰緊它。

第23步:

兩個大齒輪上都固定了M2*10的螺絲,以此作為曲柄。

第24步:

用尖嘴鉗夾住減速箱上的長軸不允許其轉動,然後用手握住大齒輪,讓齒輪中心的軸孔對着長軸,把齒輪轉動着扭到長軸上。
  大齒輪扭入長軸的深度是讓長軸剛好從齒輪盤面的另一側露出來一點。
  注意:大齒輪上伸出螺絲的一側是朝着外側的。

第25步:

兩個大齒輪分別安裝到長軸的兩端。

第26步:

轉動大齒輪,調整它與長軸之間的相對位置,使得左右兩個大齒輪上的螺絲位置正好是對稱的,也就是:
  假如左邊齒輪上的螺絲位於齒輪盤面的最高點,則右邊齒輪上的螺絲就應該位於齒輪盤面的最低點;假如左邊齒輪上的螺絲位於齒輪盤面的最低點,則右邊齒輪上的螺絲就應該位於齒輪盤面的最高點。

第27步:

手臂——

  剪一段長14.5cm、寬1.5cm的PVC長條。
  從長條其中一端起,分別在3cm、3.5cm、5cm、7cm、9.5cm、12cm、13cm等七個位置畫上橫截線。
  同時,從一端邊緣開始到3cm處橫截線之間,在中心線左右各1.5mm的位置分別畫一條連接直線,即為邊緣到橫截線之間有一根寬度為3mm左右的開槽標記線。
  另外,在7cm處橫截線的中點位置畫上打孔標記。

第28步:

沿着前面的開槽標記用剪刀在長條上剪出一條長3cm、寬3mm的凹槽。   
  同時,在打孔標記的位置,鑽一個直徑為2mm的小孔。

第29步:

用同樣的方法,製成兩根這樣形狀的PVC長條。

第30步:

用尖嘴鉗把兩根曲別針拉直。

第31步:

用尖嘴鉗沿着PVC長條上3.5cm、5cm、9.5cm、12cm、13cm等五個位置的橫截線彎折,最後得到成如圖所示的形狀,作為手臂。
  兩根手臂都彎折成同樣的形狀。

第32步:

把曲別針沿着手臂的彎折結構進行彎折,從手臂上小孔位置前面一點開始,到手臂前端結束,長出的曲別針部分用尖嘴鉗夾斷。
  然後藉助透明膠布把彎折好的曲別針捆綁固定在手臂的內側,作為給手臂加固用的骨架。

第33步:

如圖所示,把作為軀幹的減速箱平放在桌面上。
  把兩片紅色M3墊片分別套到兩個傳動大齒輪的螺桿上。
  再在腿部的限位杆兩端各套入一個紅色M3墊片。

第34步:

把手臂如圖所示安裝到減速箱上,其中傳動大齒輪上的螺桿從手臂上的小孔穿出,而腿部的限位杆套到手臂後端的凹槽中。

第35步:

大齒輪上的螺桿從手臂穿出之後,再套上一個M3紅色墊片,然後在擰上一個M2螺母。
  提示:這裏不需要把螺母擰緊。

第36步:

限位杆從手臂凹槽穿出之後,也再套上一個M3紅色墊片。

第37步:

從限位杆外側套上一個塑料墊圈。

第38步:

藉助尖嘴鉗,把塑料墊圈往限位杆內側壓進去。

第39步:

讓塑料墊圈壓着M3墊片靠近腿部,但不會把手臂和腿部夾得過緊,而是留有一定的空隙。

第40步:

第41步:

把手臂上的M2螺母繼續往裏擰,使得M3紅色墊片把手臂夾住,但不要夾得過緊,讓M墊片與手臂之間有一點空隙。
  然後用熱熔膠把M2螺母與螺桿之間的部分粘起來。

第42步:

兩隻手臂都用前面所述的方法安裝到減速箱做成的軀幹上。

第43步:

接口——

  這裏我們採用PVCBOT裏常用的PH2.0的插頭作為可拔插的接口。“PH”是一種連接器件,其PH插頭包括外殼和端子兩個部分,“2.0”代表引腳之間的間距為2mm。

第44步:

一根長導線剪成兩小根短的導線。

第45步:

把兩根導線分別焊接到減速箱上電機的兩個電極上。

第46步:

把兩根導線的另一端分別焊接到PH2.0插座的兩根引腳上。

第47步:

如圖所示,把PH插座放置到凹形支架與電機之間的空隙中。
  然後塗上熱熔膠把PH插座固定起來。

第48步:

最後完成電路接口的組裝。

第49步:

頭部——
選用寬度為2.5cm左右的PVC線槽,分別剪下兩段都是長約2cm的線槽凹槽部分。

第50步:

把其中一段線槽凹槽部分往一側壓,使得它往邊上傾斜。

第51步:

在該段線槽凹槽部分的前端(對應上一步圖中的右側),用鉛筆畫上倒梯形的標記線。

第52步:

然後用剪刀沿着倒梯形標記線剪裁,有倒梯形這一面作為機器人的正臉。

第53步:

把兩塊線槽凹槽部分疊加在一起。
其中傾斜且有倒梯形的一塊為臉面部分(圖中右側),而另一塊為頭蓋部分(圖中左側)。

第54步:

臉面部分放置於頭蓋部分的內側,其中臉面部分有倒梯形的一側(正臉)與上面的頭蓋部分平齊(圖中下部分),而臉面部分的另一端從頭蓋部分後端長出來一點,算是後腦勺。

第55步:

臉面部分與頭蓋部分之間用502膠水固定在一起。

第56步:

用鑷子夾住紅色的M3墊片,塗上502膠水後,粘貼在正臉在如圖所以的位置上,作為機器人的一對大眼睛。

第57步:

完成機器人的頭部製作。

第58步:

把做好的頭部安裝到減速箱做成的軀幹上。

第59步:

頭部結構上的臉面部分的前後端正好夾住背部支架的頂端。
藉助502膠水把頭部結構和背部支架粘貼到一起。

第60步:

完成頭部的安裝。

第61步:

腳掌——

  選取寬度為2.5 cm左右的PVC線槽的凹槽部分,截取長2.5cm的一段。

第62步:

在凹槽部分的背面,分別距離兩側邊緣0.5cm的位置,用鉛筆各畫一條與兩側邊緣平行的直線。

第63步:

用剪刀沿着畫好的直線把凹槽的兩個側邊剪下來。

第64步:

把原來凹槽側邊上的軌道剪掉,再如圖所示把底面側邊剪開一個斜角,得到腳掌的結構。

第65步:

把腳掌的結構用502膠水粘貼在凹形支架的腿部前端。

第66步:

第67步:

整個肢體結構就基本成型了。

第68步:

第69步:

軀幹——

選用寬度為2.5cm左右的PVC線槽的槽蓋部分,截取長約3cm的一段.

第70步:

把槽蓋上的軌道槽的一側用美工刀傾斜着削去一段,得到一塊頗具立體感的胸板結構。

第71步:

把胸板結構用502膠水粘貼在機器人的前胸部位。
至此,主體結構部分就算完成了。

第72步:

2-電源:支架——
  選用橫截面為25*15mm左右的PVC線槽的凹槽部分,截取1.5cm長的一段。

第73步:

把上面得到的線槽凹槽的一個側邊剪掉,再把剩下的那個側邊上的軌道裁切掉,得到一根L形支架。

第74步:

用鉛筆在L形支架底部如圖所示位置作好要鑽孔的標記。
  其中大孔位於圖中左上角的位置,大孔的中心距離最近兩側邊緣都大約為6mm;小孔位於圖中右下角的位置,小孔的中心距離最近兩側邊緣都大約為4mm。

第75步:

在L形支架的鑽孔標記的位置鑽好一大一小兩個孔,其中小孔的直徑2mm,大孔的直徑3mm。

第76步:

要求L形支架上的大孔可以同時穿過電池盒的兩根導線。

第77步:

用M2*6mm的平頭螺絲/螺母把L形支架固定在電池盒的正極一端。

第78步:

M2*6mm的平頭螺絲可從電池盒正極的金屬電極上的孔穿出,然後再串上L形支架,最後扭上螺母並擰緊。
  在此之後,平頭螺絲的螺帽部分將代替電池盒的金屬電極變為電池的正極接點。

第79步:

開關——
  把電池盒的兩根導線朝如圖所示的方向拉直,並且在負極導線(黑色)稍微超過L形支架的位置把其剪斷。

第80步:

把電池盒在上一步被剪短的黑色導線,以及黑色導線被剪斷得到的另一段,分別焊接到撥動開關的中間以及其中一個側邊的引腳上。

第81步:

把撥動開關放置於L形支架的彎折角上,用熱熔膠固定好。

第82步:

導線——
 對於從電池盒上引出的紅色導線,以及撥動開關上連接的另一段黑色導線(剪斷後得到的),把這兩根紅黑導線合成一股,在它們靠近電池盒的一端打一個結。

第83步:

把紅黑導線一併從L形支架的大孔中穿出。
  注意:從這裏可以看到,紅黑導線打結的位置要控制好,使得打的結剛好卡在L形支架的大孔上,而導線從電池盒(以及開關)上引出到L形支架孔之間的部分恰到好處,既不會長出太多,也不至於拉扯導線時會牽扯到接點,也就是説打結的作用是保護導線的接點不會被扯斷。

第84步:

把紅黑兩根導線從L形支架引出的部分合在一起拉直,並且把引出的一端剪成一樣的長度。

第85步:

接口——
  這裏我們選用PH2.0的插頭作為可拔插的接口。
  “PH”是一種連接器件,其PH插頭包括外殼和端子兩個部分,“2.0”代表引腳之間的間距為2mm。

第86步:

把兩個端子從原來固其上的金屬條上拆下。

第87步:

用烙鐵直接給端子凹槽中央上錫,然後把電纜導線焊接到凹槽中。注意凹槽中央兩側有各有一段突起的彎折片,在焊接好導線後用尖嘴鉗把兩側的彎折片按下凹槽內側,讓其夾住導線的焊接點。
  端子兩側有突起彎折片的一側是端子的尾部,而呈管狀通道的一側則是端子的頭部,導線是從端子的尾部穿入到中部。

第88步:

再用尖嘴鉗把端子後部兩側的突起也向內按下,夾住電纜的導線膠皮部分,這樣相當於同時也讓導線外皮也受力避免拉扯導致的導線斷路。

第89步:

把連接好導線的端子如圖所示插入到PH的塑料插頭中,如下圖所示放置端子的插入方向。
  注意:儘量用尖嘴鉗把端子中部和尾部兩側突起的彎折圍着導線夾好,讓端子整體呈圓管狀,以便端子可以順利插入到PH插頭中。

第90步:

最後端子頭部頂上有一個小突起可以卡住插頭前端槽口上的卡片,讓端子不至於會脱落。
  注意:假如需要把端子退出插頭,則需要先把插頭頂部槽口裏的卡片頂開,鬆開端子頭部頂端的小突起,然後才能把端子從插頭上卸下來。

第91步:

第92步:

完成的電源模塊

第93步:

3-總裝:
  LT-12結構平台的背部,有一個安裝孔,DC-7A電源模塊可以直接安裝固定在吊繩攀爬結構平台的背上

第94步:

如圖所示,把DC-7A電源模塊放置於LT-12結構平台的背部。
  用M2*6的螺絲從DC-7A電源模塊的電池盒底面的小孔穿入,然後再穿過LT-12結構平台的背部上的小孔並從下面穿出,再用尖嘴鉗夾住M2螺母送到內側的螺絲前端,用螺絲刀把螺絲扭入螺母上並擰緊。
  這樣就把整個電源模塊固定到結構平台的背部。
  提示:DC-7A電源模塊有開關的一側朝下(相對機器人的頭部)

第95步:

把DC-7A電源模塊的PH插頭插入LT-12結構平台的PH插座上。

第96步:

完成整個吊繩攀爬機器人的製作。

小貼士:

原址:

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