Как нельзя лучше имитирует настоящих живых существ, которые живут с нами на нашей планете. Сделать такого робота не сложно, но нужно иметь желание и некоторые навыки в сфере электроники.
Материалы и инструменты:
- кусок медного провода;
- два держателя пальчиковых батареек;
- два монолитных керамических конденсатора по 0.22 мФ;
- один резистор номиналом 3.3М;
- 74НСТ240 октальный чип инвертора на восемь каналов (один);
- 20 pin DIP 74ХХ240 или же 74ХХ245 (один);
- серводвигатель (один);
- выключатель;
- одна пластиковая шестерня;
- соединитель проводов.
Процесс изготовления:
Шаг первый. Подготовка шестерней
Нужно взять пластиковую шестерню и разрезать ее на две одинаковых части. Затем нужно снять рожок и с помощью клея закрепить его к одному полукругу.
Шаг второй. Переделка двигателя
Серводвигатель нужно переделать таким образом, чтобы он работал только на вращение. Затем к нему надо приклеить медный провод, как указано на картинке.
Также на этом этапе понадобится пластиковая трубочка подходящего диаметра, ее нужно приклеить к полукругу. Рожок серводвигателя впоследствии ставится на родное место. На медный провод затем нужно надеть пластиковую трубку. На этом этапе работу можно считать оконченными.
Шаг третий. Создание и установка лап робота
В качестве ног используется медная проволока, ее нужно согнуть так, как указано на картинке. Затем автор приклеивает лапы к полукругам. Также теперь можно приклеить к серводвигателю держатели батареек.
Шаг четвертый. Работа с электроникой
Пожалуй, это самый сложный и ответственный момент. Всю систему нужно подключить четко так, как указано на схеме. Сразу после подключения робот будет готов, и его можно будет испытывать.
Путем изменения угла лап можно добиваться различных характеристик от робота. Можно делать его быстрее или медленнее. Еще можно оснастить робота дополнительными элементами управления, к примеру, усами, по которым он будет определять препятствие. Еще робота можно оснастить глазами в виде светодиодов, это создаст еще большую реалистичность подобия живого существа.
Запускать такого робота нужно на ровной поверхности. Чтобы его ноги не скользили, на их концы можно надеть кембрики.
Обычно мы рассказываем о роботах, созданных различными научно-исследовательскими центрами или компаниями. Однако роботов с разной степенью успеха по всему миру собирают обычные люди. Итак, сегодня мы представляем вам десять самодельных роботов.
Адам
Немецкий студент-нейробиолог собрал андроида по имени Адам. Его имя расшифровывается как Advanced Dual Arm Manipulator или «усовершенствованный двуручный манипулятор». Руки робота обладают пятью степенями свободы. Их приводят в действие суставы Robolink немецкой компании Igus. Для вращения суставов Адама используются внешние тросы. Кроме того, на голове Адама установлено две видеокамеры, громкоговоритель, синтезатор речи, а также ЖК-панель, имитирующая движения губ робота.
MPR-1
Робот MPR-1 примечателен тем, что он сконструирован не из железа или пластика, как большинство его собратьев, а из бумаги. Как утверждает создатель робота художник Kikousya, материалы для MPR-1 – бумага, несколько дюбелей и пара резиновых лент. При этом робот уверенно двигается, хотя его механические элементы также сделаны из бумаги. Кривошипно-шатунный механизм обеспечивает движение ног робота, а его ступни созданы так, что их поверхность всегда находится параллельно полу.
Робот-папарацци Boxie
Робот Boxie создан американским инженером Александром Ребеном из Массачусетского технологического института. Boxie, похожий чем-то на героя известного всем мультфильма Валл-И, должен помочь сотрудникам средств массовой информации. Маленький и юркий папарацци полностью сделан из картона, передвигается он при помощи гусениц, а ориентируется на улице посредством ультразвука, что помогает ему преодолевать разнообразные препятствия. Интервью робот берет забавным детским голосом, а респондент в любой момент может прервать беседу, нажав на специальную кнопку. Boxie может записать около шести часов видео и отправить снятое своему хозяину, используя ближайшую точку Wi-Fi.
Morphex
Норвежский инженер Каре Халворсен создал шестиногого робота Morphex, который умеет превращаться в мяч и обратно. Кроме того, робот способен передвигаться. Движение робота происходит за счет двигателей, толкающих его вперед. Робот движется по дуге, а не по прямой линии. В силу своего дизайна Morphex не может самостоятельно исправить траекторию своего движения. В данный момент Халворсен работает над тем, чтобы решить данный вопрос. Ожидается любопытное обновление: создатель робота хочет добавить 36 светодиодов, которые позволили бы Morphex менять цвета.
Truckbot
Американцы Тим Хис и Райан Хикмен решили создать небольшого робота, в основе которого находится телефон Android. Созданный ими робот Truckbot довольно прост в плане его конструкции: телефон HTC G1 находится на верхушке робота, являясь его «мозгом». На данный момент робот умеет передвигаться по плоской поверхности, выбирать направления движения и сопровождать всяческими фразами столкновения с препятствиями.
Робот-пайщик
Однажды американец Брайан Дори, занимающийся разработкой плат расширения, столкнулся со следующей проблемой: запаивать двухрядную гребенку пинов своими руками очень сложно. Брайану был необходим помощник, поэтому он решил создать робота, который умел бы паять. На разработку робота у Брайана ушло два месяца. Сделанный робот оборудован двумя паяльниками, которые могут запаивать два ряда контактов одновременно. Управлять роботом можно через ПК и планшет.
Mechatronic Tank
В каждой семье есть своё излюбленное хобби. Например, в семье американского инженера Роберта Битти конструируют роботов. Роберту помогают его дочери-подростки, а супруга и новорожденная дочь оказывают им моральную поддержку. Наиболее внушительное их творение – самоходная установка Mechatronic Tank. Благодаря 20-килограммовой броне этот робот-охранник – гроза любого преступника. Восемь эхолокаторов, установленных на башне робота, позволяют ему рассчитать дистанцию до объектов, находящихся в его поле зрения, с точностью до дюйма. Робот ещё стреляет металлическими пулями со скоростью в тысячу выстрелов в минуту.
Робособака
Американец по имени Макс создал мини-копию знаменитого . Несущую конструкцию робота Макс сделал из обрезков пятимиллиметрового акрилового стекла, а для скрепления всех частей воедино им были использованы обычные резьбовые болты. Кроме того, при создании робота были использованы миниатюрные сервоприводы, отвечающие за движение его конечностей, а также детали из набора Arduino Mega, координирующие двигательный процесс механического пса.
Робот-шар
Робот-колобок был сконструирован Джеромом Демерсом, работает он на солнечных батареях. Внутри робота есть конденсатор, который соединен с деталями питания от солнца. Он нужен для накапливания энергии в непогоду. Когда солнечной энергии достаточно, шар начинает катиться вперед.
Роборука
Изначально преподавателем Технологического института Джорджии Джилом Вайнбергом была сконструирована роборука для барабанщика, которому ампутировали руку. Затем Джил создал автоматизированную технологию синхронизации, благодаря которой двурукий барабанщик мог бы пользоваться роборукой в качестве дополнительной руки. Роборука реагирует на манеру игры барабанщика, создавая свой собственный ритм. Также роборука умеет импровизировать, анализируя при этом ритм, в котором играет барабанщик.
Часть II. Суставы и связки.
Расскажите учащимся, что благодаря суставам наши конечности могут сгибаться, а благодаря связкам кости нашего скелета скрепляются между собой. А за счет чего в будет обеспечиваться подвижность деталей в роботе, части которого должны свободно изменять свое положение относительно друг друга?
Предложите командам найти следующие штифты в коробках своих робототехнических наборов.
 |  |  | |||
Спросите учащихся, в чем отличаются штифты в каждой паре?
Попросите учащихся в командах соединить каждым штифтом по две балки и проверить вращение балок относительно друг друга. Балки, соединенные какими штифтами, вращаются более свободно?
Сделайте заключение о том, какие штифты наиболее подходящие для подвижных соединений.
Задайте вопрос, какие еще элементы из конструктора учащиеся могут предложить использовать в местах подвижных соединений помимо штифтов?
Часть III. Прототипирование ноги робота.
Пусть каждый из членов команд в своей тетради сделает схематический рисунок для шагающего робота или его части, которая ответственна за шагание. При создании схемы пусть они ориентируются только на детали из существующего комплекта. По завершению, учащиеся должны обговорить внутри команд свои схемы:
- Есть ли отличающиеся предложения по типу перемещения робота? По принципиальному строению педипулятора (pedis - нога, лат., понятие введено по аналогии с манипулятором)?
- Какую траекторию, по их мнению, описывают крайние точки получившихся педипуляторов относительно робота?
Пусть учащиеся соберут схему подобную следующей:
Попросите привести шестерню в движение посредством оси и спросите, можно ли считать свободную балку, прикрепленную к шестерне прототипом ноги? Что произойдет если внизу под балкой подставить какую-то поверхность? Сможет ли робот опираться на такую ногу? Что не хватает такой конструкции?
Чтобы добавить такой конструкции "ноги" дополнительную жесткость измените механизм на:
Отметьте, что у такой конструкции балка уже не болтается свободно - она закреплена сверху, что дает ей дополнительный упор. А за счет того, что балка закреплена теперь в двух местах, ее нижний конец теперь строго описывает определенную траекторию.
Снова добавьте поверхность под нижний конец балки. Что происходит во время вращения шестерни?
Объясните, что мы будем считать эту конструкцию первым прототипом ноги. Теперь его нужно перенести на мотор.
Прежде, чем это сделать попросите учащихся обозначить критические точки в конструкции, какие должны быть потом найдены у мотора.
Если посмотреть на мотор, то у него места для крепления частей педипулятора тоже есть.
Теперь учащиеся должны будут перенести всю конструкцию, необходимую для создания педипулятора, на мотор. Работа должна проходить в парах - каждая пара делает педипулятор на одном моторе. В итоге получится вот такой результат:
Попросите учащихся подключить мотор к контроллеру и на блоке написать программу для движения одного мотора в течении нескольких секунд.
Перенос прототипа на мотор робота удался!
После наблюдения за системой, пусть учащиеся построят в тетради схему этой механической системы, а также проставят размеры. Если какие-то размеры должны быть вычислены, то учащиеся должны расписать процесс вычисления данных величин.
 |  |
Шагоходы из скрепок и моторчика – это не просто самодельные игрушки, но и целый арсенал технологических приемов и инженерного мышления.
Изготовление такого робота своими руками не только интересно, но развивает мелкую моторику пальцев, а для ребенка станет целым откровением – ведь фактически из ничего создается настоящий шагающий робот!
Чтобы собрать простого рабочего робота из обычных скрепок своими руками понадобится несколько незамысловатых и легкодоступных материалов. Во-первых это сами металлические скрепы, а также небольшой набор инструментов. Из инструментов понадобятся паяльник, припой, плоскогубцы, кусачки, круглогубцы, а также небольшой электрический двигатель с редуктором и батарейка к нему.
Для начала из длинной и толстой скрепки нужно сделать опорную раму, то есть согнуть ее в прямоугольник и надежно спаять ее концы припоем. На эту раму в процессе сборки будут устанавливаться детали и элементы робота.
Далее нужно изготовить петли, на которые будут крепиться ножки робота. Их нужно будет припаять к прямоугольной раме с помощью паяльника. Затем из скрепок изготавливаются маленькие ножки шагающего робота. При этом сначала желательно собрать сложные передние лапки, а потом все остальные.
После сборки конечностей робота нужно приступить к изготовлению коленчатого вала. Скрепа для него должна быть крепкой и абсолютно ровной.
Коленвал следует осторожно изготовить с помощью плоскогубцев и круглогубцев. Когда вал будет закончен, его следует аккуратно надеть на шестеренку двигателя. После этого изготавливаются специальные шатуны, которые соединят ножки робота с коленчатым валом. Затем шестеренка припаивается к коленвалу.
Затем на раму робота устанавливается батарейка и выключатель. Если все сделано верно робот начнет шагать.
Вот видеоинструкция по изготовлению самодельного шагающего робота из скрепок своими руками, смотрите ее, если вам что то не понятно из статьи.
Микроконтроллеры позволяют при небольшом количестве дополнительных деталей, управлять довольно сложными механизмами - конвейерами, автоматикой и другими модулями. Но в данном случае речь идёт о простой игрушке шагающий робот, где весь блок контроля поместился на небольшой плате. Данный гексапод изначально задумывался как максимально простой и , не требующий дополнительных модулей и блоков. Весь мозг собран на одном микроконтроллере PIC16F887, питание от трех цилиндрических литий-ионных аккумуляторов от ноутбука, сервомоторы TowerPro SG90. Напряжение на серво поступает 4,8 В (так как они питаются напряжением 4,8-6). В брюхе робота находятся не только аккумуляторы но и регулируемый стабилизатор напряжения на LD1084, который и подает 4,8 В, сама микросхема установлена на небольшой радиатор, хоть он греется и не сильно, но для подстраховки его обдувает кулер, так как внутри маленькое внутреннее пространство.. Управляется робот с самодельного пульта по bluetooth радиоканалу, также можно управлять с компьютера или смартфона. Пульт сделан на PIC16F873A, blutooth модуль готовый, модели HC-05. Аккумулятор для пульта взял от мобильного телефона, на 4,2 В. Время потраченное на создание этого шагающего робота около 1,5 месяца, от задумки до результата.
Фото готового робота
