Arduino RC Amphibious Rover: 39 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

W ciągu ostatnich kilku miesięcy opracowaliśmy zdalnie sterowany łazik, który może poruszać się zarówno po lądzie, jak i na wodzie. Chociaż pojazd o podobnych cechach wykorzystuje różne mechanizmy napędu, staraliśmy się osiągnąć wszystkie środki napędu używając samych kół.

Pojazd składa się z pływającej platformy z parą kół zintegrowanych ze śmigłem. Sercem systemu jest wszechstronne Arduino UNO, które steruje silnikami i różnymi mechanizmami.

Kontynuuj, aby zobaczyć transformację między naziemną a wodną formą łazika amfibii!

Jeśli podobał Ci się projekt zagłosuj na nas w konkursach (w prawym górnym rogu)

Krok 1: Wykorzystanie Fusion 360 do opracowania koncepcji

Zaczęliśmy od szkicu tego projektu i wkrótce zdaliśmy sobie sprawę ze złożoności budowy łazika amfibii. Kluczową kwestią jest to, że mamy do czynienia z wodą i mechanizmami, które uruchamiają, dwoma trudnymi do pogodzenia aspektami.

Dlatego w ciągu tygodnia, korzystając z bezpłatnego oprogramowania do modelowania 3D firmy Autodesk o nazwie Fusion 360, opracowaliśmy nasze pierwsze projekty, aby na nowo odkryć koło! Cały proces modelowania był łatwy do nauczenia z pewną pomocą własnej klasy projektowania 3D firmy Instructables. Poniższe kroki podkreślają kluczowe cechy naszego projektu i dają lepsze zrozumienie wewnętrznego działania łazika.

Krok 2: Rozwój kół

Po wielu burzach mózgów doszliśmy do wniosku, że fajnie by było, gdybyśmy zdołali wykorzystać system napędowy łazika do pracy zarówno na lądzie, jak i na wodzie. Rozumiemy przez to, że zamiast dwóch różnych sposobów poruszania łazikiem, naszym celem było zintegrowanie obu w jeden mechanizm.

Doprowadziło nas to do powstania serii prototypów kół, które miały otwierane klapy, co umożliwiało wydajniejsze przemieszczanie wody i samonapędzanie się do przodu. Mechanizmy tego koła były zdecydowanie zbyt skomplikowane i miały kilka wad, co dało inspirację do znacznie prostszego modelu.

Eureko!! Wpadliśmy na pomysł wtopienia śmigła w koło. Oznaczało to, że na lądzie będzie toczył się płynnie, podczas gdy w wodzie wirujące śmigło pchnie go do przodu.

Krok 3: Tworzenie osi obrotu

Mając to na uwadze, potrzebowaliśmy sposobu na dwa tryby:

1. W pierwszym koła byłyby równoległe (jak w normalnym samochodzie), a łazik toczyłby się po lądzie.
2. W drugim trybie tylne koła będą musiały obracać się tak, jak są z tyłu. Umożliwi to zanurzenie śmigieł pod wodą i popchnięcie łodzi do przodu.

Aby zrealizować plan obracania tylnych kół, pomyśleliśmy o zamontowaniu serwomotorów do silników (które są połączone z kołami), aby obrócić je z powrotem.

Jak widać na pierwszym zdjęciu (który był naszym początkowym modelem), zdaliśmy sobie sprawę, że łuk powstały w wyniku obracania się kół kolidował z nadwoziem i dlatego musiał zostać usunięty. Jednak oznaczałoby to, że duża część szczeliny byłaby otwarta na wnikanie wody. Co oczywiście byłoby katastrofalne!

Następne zdjęcie pokazuje nasz ostateczny model, który rozwiązuje poprzedni problem, podnosząc korpus nad płaszczyznę obrotową. To powiedziawszy, część silnika jest zanurzona, ale ponieważ ten silnik ma plastikową skrzynię biegów, woda nie stanowi problemu.

Krok 4: Jednostka obrotowa

Ta jednostka jest mechanizmem za obrotem tylnego koła. Silnik prądu stałego musiał być przymocowany do silnika serwo, więc zbudowaliśmy „most”, który pasuje do silnika i do serwomechanizmu.

Ponieważ silnik ma prostokątny profil po obróceniu, obejmuje obszar o kształcie koła. Ponieważ mamy do czynienia z wodą nie możemy mieć mechanizmów, które eksponują ogromne luki. Aby rozwiązać ten problem, zaplanowaliśmy dołączenie okrągłej tarczy, aby przez cały czas uszczelniać otwór.

Krok 5: Przedni mechanizm kierowniczy

Łazik wykorzystuje dwa mechanizmy sterujące. W wodzie dwa tylne serwomotory służą do kontrolowania położenia śmigła, co skutkuje skręcaniem w lewo lub w prawo. Natomiast na lądzie przedni mechanizm kierowniczy jest sterowany przez przedni serwomotor.

Do silnika przymocowane jest ogniwo, które po dociśnięciu do koła obraca się wokół „złotego wału” na zdjęciu. Zakres kąta obrotu to około 35 stopni, wystarczający do wykonywania szybkich, ostrych zakrętów.

Krok 6: Ruch transformacji

Drugie miejsce w konkursie Arduino 2017

I nagroda w Konkursie Koła 2017

II nagroda w Konkursie Pilotów 2017