Как сделать манипулятор своими руками

Робот манипулятор своими ркуами

как сделать манипулятор своими руками

Все мы давно знаем промышленных роботов манипуляторов. Но теперь их легко можно сделать своими руками! Робот манипулятор на ардуино не только легко собирается из 3D печатных деталей, но и достаточно просто управляется! 3D модель робота манипулятора скачать без регистрации и совершенно бесплатно всегда можно на нашем сайте!

Наглядная схема робота манипулятора, или так называемой Роборуки, изображена на картинках. Скачать 3D модели можно одним архивом. Далее, для просмотра и печати 3D деталей на принтере, Вам понадобиться программа Repetier Host, о которой мы неоднократно писали в наших статьях.

Из особенностей данного робота на платформе Arduino можно отметить сложность его конструкции. Роборука состоит из множества рычагов, которые позволяют ей двигаться по всем осям, хватать и перемещать различные вещи, используя всего 4 серво-мотора.

Собрав собственными руками такого робота, Вы точно сможете удивить своих друзей и близких возможностями и приятным видом данного устройства! Помните, что для программирования Вы всегда сможете воспользоваться нашей графической средой RobotON Studio!

Если у Вас появятся вопросы или замечания, мы всегда на связи! Создавайте и выкладывайте свои результаты!

Особенности:

Чтобы собрать робота манипулятора своими руками, вам понадобится довольно много компонентов. Основную часть занимают 3D печатные детали, их около 18 штук (печатать горку необязательно).Если вы скачали и распечатали все необходимое, то вам потребуются болты, гайки и электроника:

  • 5 болтов М4 20мм, 1 на 40 мм и соответствующие гайки с защитой от раскрутки
  • 6 болтов М3 10мм, 1 на 20 мм и соответствующие гайки
  • Макетка с соединительными проводами или шилд
  • Arduino Nano
  • 4 серво мотора SG 90

После сборки корпуса ВАЖНО убедиться в его свободной подвижности. Если ключевые узлы Роборуки двигаются с трудом, серво-моторы могут не справиться с нагрузкой. Собирая электронику, необходимо помнить, что подключать цепь к питанию лучше после полной проверки соединений. Чтобы избежать поломки серво-приводов SG 90, не нужно крутить руками сам мотор, если нет необходимости. В случае, если нужно разработать SG 90, нужно плавно подвигать вал мотора в разные стороны.

Характеристики:

  • Простое программирование ввиду наличия малого количества моторов, причем одного типа
  • Наличие мертвых зон для некоторых серво-приводах
  • Широкая применимость робота в повседневной жизни
  • Интерсная инженерная работа
  • Необходимость использования 3D принтера

Источник: https://robot-on.ru/3dmodels/podvizhnii-manipulyator-roboruka

Промышленные роботы манипуляторы

как сделать манипулятор своими руками

Промышленные манипуляторы – это подъемные системы, предназначенные для автоматизации ручного труда на производстве. Они применяются при необходимости перемещения тяжелых грузов или когда нужно точное позиционирование груза в пространстве.

Манипуляторы позволяют минимизировать риск производственных травм и профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата рабочих и значительно увеличить производительность труда как на отдельных участках, так и на производстве в целом.

Виды, типы и категории

Промышленные роботы-манипуляторы классифицируются по нескольким признакам.

По виду выполняемых операций различают:

  • производственные – выполняют операции технологического процесса;
  • подъемно-транспортные – осуществляют перемещение грузов;
  • универсальные – выполняют как основные (производственные) операции, так и вспомогательные.

По количеству степеней подвижности. Манипуляторы имеют от трех до шести степеней подвижности в зависимости от выполняемых функций. Три степени позволяют выводить концевую точку манипулятора в любую точку рабочей зоны. Еще три степени необходимы для выполнения в рабочей зоне операций ориентации точки в пространстве. Более шести степеней подвижности необходимы для преодоления препятствий.

По способу управления манипуляторы:

  • биотехнические – требуют непосредственного участия оператора на всем протяжении технологической операции. Оператор задает поочередно все движения манипулятора отдельно по каждой степени подвижности;
  • автоматические – управление без участия рабочего. Нужна только предварительная наладка системы и создание управляющей программы.

По виду базовой системы координат:

  • угловая система координатпрямоугольная или декартовая система координат. Имеет 3 степени подвижности, поступательные, направление перемещении – взаимно перпендикулярное. Состоит устройство из рамы (балочная конструкция), каретки и перемещаемой относительно нее стойки («руки»). Такие системы удобно применять в ограниченных условиях и в работах, сопряженных с высокой точностью позиционирования груза. Но широкого применения они не получили, т.к. при небольшой рабочей зоне имеют достаточно массивные габариты.
  • полярная (сферическая) система координат две вращательные перпендикулярные степени подвижности и одну поступательную. Представляет собой вращающуюся колонну, поворотную каретку и «руку», перемещающуюся по каретке поступательно. Система громоздка и требует сложного управления, но получила широкое применение благодаря универсальности и большего обслуживаемого пространства по сравнению с прямоугольной СК.
  • ангулярная или угловая система координат. Имеет три вращательные степени подвижности. Состоит из узлов наподобие руки человека: вращающийся корпус («туловище»), к которому шарнирно прикреплено «плечо», а к нему таким же образом крепится «локоть». Обладает пониженной жесткостью при позиционировании (нужны специальные меры для повышения точности манипулировании), требует очень сложного управления, но имеет возможность обслуживать наибольшую рабочую зону, не нуждается в больших площадях для размещения. Широко используется при проведении покрасочных и сварочных работ.

По грузоподъемности различают сверхлегкие (менее 1 кг), легкие (менее 10 кг), средней грузоподъемности (до 200 кг), тяжелые (менее 1 т) и сверхтяжелые (от 1 т) манипуляторы.

Исходя из способа подвешивания груза:

  • с автоматической балансировкой массы – датчики подают сигнал на блок управления, который анализирует данные и подает обратный сигнал исполнительному механизму.

Выпускаются электромеханические и пневматические. Электромеханические устройства оборудованы электронным управлением на основе микропроцессора. Главное отличие такого механизма в том, что интеллектуальная система постоянно анализирует изменение массы груза.

Манипулятор-пантограф

Пневматические устройства приводятся в действие за счет сжатого воздуха, который подается компрессором. Уравновешивание груза происходит путем изменения давления воздуха в пневмоцилиндрах. В том случае, если подача энергоносителя (воздуха) прекращается по каким-либо форс-мажорным обстоятельствам, уже поднятый груз будет плавно опущен за счет воздуха, оставшегося в системе. Этим обуславливается высокая безопасность современных устройств по перемещению грузов.

Манипулятор-пантограф по принципу действия относится к пневматическим устройствам. Управляется микропроцессором и совмещают в себе плюсы пневматических и интеллектуальных устройств. Также обладает системой балансировки веса, благодаря которой способен приспосабливаться к изменению массы груза в течение технологического процесса.

  • манипуляторы с предварительной установкой веса

Подъемник-манипулятор с вакуумным механизмом. Перемещает преимущественно небольшие по объему грузы, такие как мешки, коробы и прочие за счет вакуумного захвата.

Пантограф пневматический на основе рычажного механизма уравновешивает груз за счет пневмоцилиндра. Подходит для перемещения грузов с центром тяжести, смещенным относительно рычага.

В зависимости от разновидности несущей конструкции манипуляторы подразделяются на стационарные и перемещаемые.

Стационарные

Напольные манипуляторы наиболее распространенные на сегодняшний день, так как достаточно просто монтируются. Опора в виде колонны жестко фиксируется непосредственно к полу. В ней предусмотрены минимум 4 отверстия для крепления с помощью болтовых соединений. Установка должна осуществляться на ровную поверхность, основание бетонное или железобетонное.

Также можно предусмотреть возможность переноса, если смонтировать манипулятор на отдельное основание – опорную переносную платформу. Могут выпускаться с проушинами для перемещения с помощью вилочного погрузчика. Установка допускается непосредственно на фундамент или другое неподвижное основание. Высота устройства зависит от высоты помещения и от величины перемещаемого груза.

Манипуляторы подвесные целесообразно использовать в том случае, если пространство для работы ограничено. За счет крепления устройства к потолку или к потолочным опорам значительно экономится рабочее пространство.

Неподвижное крепление к потолку осуществляется через фланец с отверстиями, при помощи болтовых соединений. Для перемещения манипулятора используется подвижная каретка и подвесной рельсовый путь. Он фиксируется на несущей опоре за счет стержней и подвесов, представляет собой 2 профиля, скрепленные ребрами жесткости. Соединения болтовые.

Перемещаемые

В том случае, если необходимо присутствие манипулятора в разных частях большого производственного цеха, приобретают перемещаемый манипулятор. Потолочные мобильные устройства монтируются на крановые конструкции, монорельсовые или однобалочные.

Механизмы на основании, которое движется по полу благодаря приводным моторам или  имеет ролики для перемещения по рельсам.  С электрическим или пневматическим питанием.

Технические характеристики

Промышленные манипуляторы Liftronic, самобалансируемые электрические:

  • степень защиты от воздействия окружающих факторов по ГОСТ14254-96 – IP По желанию заказчика выбирается степень защиты IP 55;
  • рабочая температура от 0 до 40о С;
  • максимальная грузоподъемность 320 кг;
  • максимальная скорость подъема 0,9 м/с (без учета нагрузки);
  • потребляемая мощность 700Вт.

Области применения

Большое распространение промышленные манипуляторы получили на автомобильных заводах. Именно там существует необходимость перемещения крупногабаритных деталей кузова,  которые также отличаются значительным весом. Также манипуляторы позволяют четко ориентировать деталь или заготовку в пространстве, используя минимум физической силы оператора.

Устройства малой и средней грузоподъемности используют преимущественно для выполнения манипуляций, связанных с точным позиционированием деталей в пространстве, например, при сборке автомобилей.

Это достигается благодаря тому, что система управления расположена непосредственно на устройстве захвата груза и позволяет оператору пользоваться манипулятором, словно своими руками.

Еще один плюс таких устройств – относительная простота в управлении – нет необходимости проходить специальный курс обучения.

Преимущества

Применение в производстве роботов-манипуляторов позволяет значительно сократить производственные расходы. Они могут работать в условиях, очень вредных или недоступных для человека, например, под водой, в химической среде или в открытом космосе. Происходит существенное снижение затрат на заработную плату, снижаются страховые и пенсионные отчисления, нет необходимости оплачивать больничные и отпускные, ведь роботы не болеют и не устают.

Также можно снизить затраты на организацию рабочего места, в частности, на освещение, которого роботу требуется несколько меньше, чем человеку на аналогичных производственных операциях. Также снижается потребность в отоплении.

Недостатки

Главный недостаток таких механизмов это конечно их высокая стоимость. Хотя за счет вышеупомянутого снижения затрат и повышения выпуска продукции по сравнению с ручным трудом установка манипулятора окупится, не все предприятия могут позволить себе единовременно сделать такие существенные вложения в модернизацию и механизацию производства.

Второй минус в том, что, хотя роботы-манипуляторы производятся фирмами, тщательно следящими за качеством своей продукции, они все же могут сломаться.

Ремонт такого оборудования должен производиться высококвалифицированными специалистами, содержать которых на производстве не всегда целесообразно. Поэтому приходится обращаться в сервисные центры, находящиеся порой на другом конце страны или за границей.

Это стоит немалых денег и приводит иногда к длительным простоям оборудования. Но, в основном, это касается роботов с числовым программным управлением.

Манипуляторы, используемые в промышленности, отличаются высокой надежностью, пневматические элементы, которые приводят механизмы в действие, имеют ресурс в несколько миллионов циклов.

Разнообразные функции и модификации позволяют применять их практически в любых условиях производственного процесса, поднимать и перемещать хрупкие или опасные грузы, крупногабаритные и нестандартные. Большинство узлов, входящих в состав механизмов манипуляторов, выпускаются серийно и приведено к единому стандарту.

Источник: http://zewerok.ru/manipulyatory/

Рука-манипулятор своими руками: как сделать?

как сделать манипулятор своими руками

Мы рассмотрим, как делается рука-манипулятор своими руками, на промышленных образцах. Сначала будут затронуты общие вопросы, потом технические характеристики результата, детали, а под конец и сам процесс сборки.

В целом и общем

Создание данного устройства в целом не должно вызвать каких-то сложностей. Необходимо будет качественно продумать только возможности механических движений, что будет довольно сложно осуществить с физической точки зрения, чтобы рука-манипулятор выполняла поставленные перед ней задачи.

Технические характеристики результата

Будет рассматриваться образец с параметрами длины/высоты/ширины соответственно 228/380/160 миллиметров. Вес руки-манипулятора, своими руками сделанной, будет составлять примерно 1 килограмм. Для управления используется проводной дистанционный пульт. Ориентировочное время сборки при наличии опыта – около 6-8 часов.

Если его нет, то могут уйти дни, недели, а при попустительстве и месяцы, чтобы была собрана рука-манипулятор. Своими руками и одному в таких случаях стоит делать разве что для своего собственного интереса. Для движения составляющих используются коллекторные моторы. Приложив достаточно усилий, можно сделать прибор, который будет поворачиваться на 360 градусов.

Также для удобства работы, кроме стандартного инструментария вроде паяльника и припоя, необходимо запастись:

  1. Удлинёнными плоскогубцами.
  2. Боковыми кусачками.
  3. Крестовой отверткой.
  4. 4-мя батарейками типа D.

Пульт дистанционного управления можно реализовать, используя кнопки и микроконтроллер. При желании сделать дистанционное беспроводное управление элемент контроля действий понадобится и в руке-манипуляторе. В качестве дополнений необходимы будут только устройства (конденсаторы, резисторы, транзисторы), которые позволят стабилизировать схему и передавать по ней в нужные моменты времени ток необходимой величины.

Мелкие детали

Для регуляции количества оборотов можно использовать переходные колесики. Они позволят сделать движение руки-манипулятора плавными.

Также необходимо позаботится о том, чтобы провода не усложняли её движения. Оптимальным будет проложить их внутри конструкции. Можно сделать всё и извне, такой подход сэкономит время, но потенциально может привести к сложностям в перемещении отдельных узлов или всего устройства. А теперь: как сделать манипулятор?

Сборка в общих чертах

Теперь приступаем непосредственно к созданию руки-манипулятора. Начинаем с основания. Необходимо обеспечить возможность поворота устройства во все стороны. Хорошим решением будет его размещение на дисковой платформе, которая приводится во вращение с помощью одного мотора. Чтобы она могла вращаться в обе стороны, существует два варианта:

  1. Установка двух двигателей. Каждый из них будет отвечать за поворот в конкретную сторону. Когда один работает, второй пребывает в состоянии покоя.
  2. Установка одного двигателя со схемой, которая сможет заставить его крутится в обе стороны.

Какой из предложенных вариантов выбрать, зависит исключительно от вас. Далее делается основная конструкция. Для комфорта работы необходимо два «сустава». Прикреплённый к платформе должен уметь наклоняться в разные стороны, что решается с помощью двигателей, размещённых в его основании.

Ещё один или пару следует разместить в месте локтевого изгиба, чтобы часть захвата можно было перемещать по горизонтальной и вертикальной линии системы координат. Далее, при желании получить максимальные возможности, можно установить ещё двигатель в месте запястья. Далее наиболее необходимое, без чего не представляется рука-манипулятор.

Своими руками предстоит сделать само устройство захвата. Тут существует множество вариантов реализации. Можно дать наводку по двум самым популярным:

  1. Используется только два пальца, которые одновременно сжимают и разжимают объект захвата. Является самой простой реализацией, которая, правда, обычно не может похвастаться значительной грузоподъёмностью.
  2. Создаётся прототип человеческой руки. Тут для всех пальцев может использоваться один двигатель, с помощью которого будет осуществляться сгиб/разгиб. Но можно сделать и конструкцию сложней. Так, можно к каждому пальцу подсоединить по двигателю и управлять ими отдельно.

Далее остаётся сделать пульт, с помощью которого будет оказываться влияние на отдельные двигатели и темпы их работы. И можно приступать к экспериментам, используя робот-манипулятор, своими руками сделанный.

Возможные схематические изображения результата

Рука-манипулятор своими руками предоставляет широкие возможности для творческих измышлений. Поэтому предоставляются вашему вниманию несколько реализаций, которые можно взять за основу для создания своего собственного устройства подобного предназначения.

Любая представленная схема манипулятора может быть усовершенствована.

Заключение

Важным в робототехнике является то, что практически не существует ограничения по функциональному улучшению. Поэтому при желании создать настоящее произведение искусства не составит труда. Говоря о возможных путях дополнительного улучшения, следует отметить кран-манипулятор.

Своими руками сделать такое устройство не составит труда, одновременно оно позволит приучить детей к творческому труду, науке и конструировании. А это в свою очередь позитивно может сказаться на их будущей жизни. Сложно ли будет сделать кран-манипулятор своими руками? Это не так проблемно, как может показаться на первый взгляд.

Разве что стоит позаботиться о наличии дополнительных мелких деталей вроде троса и колёс, по которым он будет крутиться.

Источник: https://fb.ru/article/237461/ruka-manipulyator-svoimi-rukami-kak-sdelat

Простой самодельный мини экскаватор своими руками: иллюзия или реальность?

Каждый раз при произведении земляных работ, особенно на мелком строительстве, встаёт вопрос – копать лопатой (на это уйдёт много времени) или экскаватором – минут 30. Можно рассмотреть множество вариантов, и не получить универсального совета, что лучше сконструировать мини-экскаватор своими руками, взять в аренду или приобрести такую технику. Но проанализировать плюсы и минусы, сложности и преимущества построения самодельного агрегата необходимо. К важным этапам отнесём:

  • Подготовку
  • Конструирование
  • Изготовление
  • Сборку.

Самостоятельно изготовить или купить мини экскаватор – вот в чём вопрос

Мини установка отличается многофункциональностью, компактностью, лёгкостью транспортировки и прекрасно подходит для мелких строительств или частных собственников.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как определить износ поршневой

Купить или сделать самодельный мини экскаватор будет зависеть от нескольких деталей: финансовые возможности и технические навыки. Если ваш бюджет позволит потратить от 15000$ на покупку такой техники – конечно проще купить и работать в удовольствие.

Если у вас одна кратковременная задача – копка траншеи или фундамента для дома – возможно проще арендовать его.

Если вы всё же хочется создать агрегат своими руками, то вы должны обладать:

  • Горячим желанием сделать это самостоятельно;
  • Временем для осуществления затеи;
  • Инженерно – технические знания и навыки, в том числе знание гидравлики, электрогазосварочной работы, слесарные навыки;
  • Наличие финансов – при хороших навыках значительно удешевит расходы при самостоятельной постройке экскаватора;
  • Наличие необходимых инструментов и оборудования.

Типологизация экскаваторов – определимся, что именно нужно нам

Решившись на самостоятельное конструирование, вы должны понять, какой именно вид миниэкскаватора подойдёт вам. Различают автономный и прицепной типы.

При наличии в вашем распоряжении мотоблока или мини трактора логично будет создать прицепной экскаватор, с дополнительным узлом крепления.

Если в наличии имеется старый автомобильный двигатель, то вам проще создать автономный агрегат с шасси и блоком для земельных работ.

Загоревшись идеей как сделать самодельный прицепной мини экскаватор своими руками, следует учесть, что процесс будет нелёгким, нужны знания и умения.

Конструкция мини экскаватора и её особенности

Чтобы сконструировать мини экскаватор, нужно сделать схему вашей модели, знать особенности всех элементов, узлов, деталей. Принцип конструкции самодельного мини экскаватора сходен с промышленными технологиями.

При обладании определёнными навыками в инженерном деле, можно попробовать создать конструкцию экскаватора самому. Но гораздо проще воспользоваться множеством идей на просторах интернет форумов.

При выборе конструкций следует заметить, что на иностранных сайтах измерения все указаны в дюймах, и их нужно перевести в отечественную систему измерения.

Определившись с конструкцией, делаем смету, без которой мы не увидим всех нюансов самодельного построения экскаватора. В смете указываем:

  • Необходимые расходные материалы
  • Запасные части и детали
  • Оборудование для изготовления запчастей
  • Инструментарий (наличие или доступ)
  • Примерные затраты на изготовление экскаватора.

Сделав всё это, вы сможете решить, стоит ли строить его самому или лучше воспользоваться арендой.

Чертежи – не проблема

Подсчитав свои финансы и определившись с возможностями, вы всё-таки решили строить экскаватор сами? Прекрасное решение, творческое удовольствие вам будет обеспечено!

И следующим этапом станут чертежи самодельного мини экскаватора.

Для построения чертежей самостоятельно вы должны иметь инженерные навыки, навыки расчетов. Тут важным будет прочертить каждую деталь, составить все расчеты.

Можете воспользоваться помощью интернет — ресурсов, ведь если вы знаете, какой именно вид мини экскаватора будете делать – найти чертежи в интернете будет не так сложно.

Чертежи прицепного мини экскаватора будут гораздо легче и проще, чем экскаватора автономного, в изготовлении которого значительно больше деталей и узлов.

Основные узлы – что это, как их собирать и стоит ли покупать?

Найдя все необходимые чертежи, или сделав их самостоятельно, приступаем к основным узлам мини экскаватора, попутно прикинув их стоимость.

Раму мы изготовим из швеллера 8 или 10, воспользовавшись электросваркой. К полученной раме прикрепим старую балку от автомобиля, сняв с неё рессоры и пружины.  Вариантом будет посадка колёс на самодельную ось. Из затрат имеем: около 12 метров швеллера, автомобильная балка, ну и ваша работа.

Манипулятор – проще изготовить двухколенный из таких же швеллеров, сваренных в прямоугольный профиль. При изготовлении манипулятора понадобится рассчитать всё, и не имея инженерных навыков сделать это будет сложно. Поэтому возможно манипулятор лучше купить готовый.

Из оборудования, если всё таки решите делать манипулятор сами, нужны будут станки – фрезерный, токарный, слесарный.

Гидравлика – выбор тут широк, из насосов подойдут масляные, типов: НШ-10, НШ-32, НШ-150, насосы нужно купить, и желательно новые. А вот цилиндры для манипулятора подойдут и б\у от МАЗа или КАМАЗа, размер 63x40x500. Для узла управления можно найти, если постараться, б\у гидрораспределитель РГС 253, МРС 70.4.

Стрелу желательно взять готовую и установить вместе с гидравликой, так как велика возможность ошибки в расчётах при проектировании этого узла. Вполне подойдёт стрела от старого погрузчика.

Привод – какой лучше и как выбрать

Перешерстив просторы интернета, и пообщавшись на форумах вы увидите стойкую тенденцию наших самоделкиных – мастеров использовать, выбирая привод дизель для гидравлики. В промышленных моделях так же используется дизель. В самостоятельном изготовлении дешевле брать китайский двигатель «Лифан». Можно конечно поэкспериментировать с отечественными двигателями, но это зависит от ваших навыков.

Мини экскаватор надёжный помощник в ведении земляных работ, он компактен и удобен, но не лишён недостатков. Первым из недостатков можно назвать низкую скорость, эта техника не очень мобильна, и глубина копания невелика из-за размеров мини экскаватора. Но для небольших строительств такая техника вполне подойдёт.

Строим ковш – особенности подбора и установки

Ковш – наша рабочая лошадка. Непосредственная нагрузка при земельных работах ложится на этот важный узел.

Ковши для мини экскаватора нужно делать прочными, чтобы техника прослужила долго и эффективно. Изготавливаем ковш из двух боковин и днища, используя электросварку. При изготовлении усилим конструкцию ковша, приварив рёбра жёсткости и клыки. Зубья можем сделать из «пальцев» от гусениц старых тракторов.

Ковш так же можно купить готовый, но и самостоятельно изготовить его не сложно, тут нет сложных расчетов, выбор за вами.

Выбор мини экскаватора зависит только от вашего желания и возможностей. Если вы оценили свои возможности и решили строить самостоятельно свой мини экскаватор – вы получите море удовольствия от процесса и результатов вашего труда. Если ваше финансовое положение позволяет купить новую модель – замечательно, она прослужит долго и эффективно.

Но для технически творческого человека истинным удовольствием всё-таки будет создать свою собственную модель. Тут важно чтобы результаты вашего труда не померкли после подсчётов растрат на строительство. Если вы не уверены в своих силах и навыках – ваш мини экскаватор может обойтись вам дороже, чем купить готовый.

Фото самодельных мини экскаваторов

Несколько вариантов изготовления самодельных агрегатов:

о самоделках

Небольшой видеоролик об одной из самоделок:

Источник: http://promspectehcentr.ru/stroitelnaja/ekskavatory/svoimi-rukami.html

Подбор и установка крана-манипулятора

При установке КМУ (крано-манипуляторной установки) на грузовую машину следует понимать, что это значительно увеличивает ее возможности. Но установка манипулятора на шасси грузовика обладает и минусами. Автомобиль, который имеет такую установку, имеет пониженную грузоподъемность и полезную площадь грузовой платформы. Сборка и установка КМУ должны выполняться в организациях, которые специализируются на этом, но можно сделать это и своими руками.

Сейчас уже рынок заполнен большим количеством разнообразных КМУ, которые имеют отличие в грузовом моменте, в грузоподъемности, длины стрелы и др. Когда начинается выбор манипулятора, нужно учитывать начальные данные машины: грузоподъемность и другие характеристики.

Выбор КМУ

На грузовики, которые могут поднимать средний (3-5 т) или малый (1-2 т) груз могут быть установлены КМУ небольшого размера с макимумом грузоподъемности 1-3т. Их главная особенность и отличие – это значительная маневренность и гибкость, что дает возможность работать в ограниченном пространстве, которое не доступно для больших установок.

На тяжелые грузовые машины устанавливаются КМУ, которые могут поднимать груз до 25 т., а вылет стрелы должен быть от 20 м и больше. Такой транспорт может поднимать грузы на нижние этажи зданий прямо с машины, пропуская складирование.

Монтаж

Процедура установки манипулятора на транспорт должна начинаться с разборки грузовика, а именно: нужно снять грузовую платформу (в случае с бортовым грузовиком), бензобак, аккумуляторные батареи, воздушные ресиверы, задние крылья, инструментальные ящики. Если в установке нет откидных лап, то баки, АКБ, ресиверы и ящики нужно будет переместить на новые места. КМУ из Европы обладают откидными лапами, поэтому переносить детали на другие места будет не нужно.

Важный момент заключается в задних крыльях. Если они крепятся к бортовой платформе, которая после установки манипулятора сдвинута, то обязательно нужно будет перенести задние крылья.

Следующей стадией будет изготовление подрамника для КМУ. Это нужно будет сделать по нескольким обстоятельствам. Самое главная и первая причина – это то, что изготовители грузовых машин не разрешают устанавливать специальное оборудование на саму раму.

  Вторая – подрамник служит для усиления элемента рамы, которая будет выдерживать излишнюю нагрузку. Третья – подрамник станет буфером между краном и рамой автомобиля.

Он будет смягчать удары и какие-либо нагрузки, которые будут передаваться от крана к машине при погрузке или разгрузке, и от машины к крану во время движения.

Подрамник должен выглядеть как стальная конструкция, которая превышает раму по ширине не меньше, чем на 1м. На сегодняшний день их производят в двух вариантах. Один – короткий подрамник под основание манипулятора, другой – длинный, под основание КМУ и бортовой платформы.

Когда начинается установка подрамника, нужно заранее иметь специальные распорки на раму базового транспорта и боковые листы, которые помогут усилить крепление.

Сборка и установка КМУ проводится на смонтированный подрамник и крепится специальными шпильками и болтами. Должны быть соблюдены все технологические зазоры между установкой и кабиной, между кабиной и кузовом, а также должна быть учтена общая высота конструкции, не превышающая требования правил дорожного движения.

Можно воспользоваться небольшим советом и выбрать шпильки и болты, которые произведены из углеродистой стали, с очень большим диаметром и маленьким шагом резьбы. Шпильки нужно закрепить двумя болтами с каждой стороны, а болты – двумя гайками.

Источник: https://uralstz.ru/info/podbor-i-ustanovka-krana-manipulyatora

Десятка самодельных роботов

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.

Китайский робот-журналист написал статью за одну секунду

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 робота-собаки от Boston Dynamics. 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.

Источник: http://robotoved.ru/ten_robots_made_by_people/

Робот-манипулятор на Arduino

Создаем робот-манипулятор с использованием дальномера, реализуем подсветку.

Резать основание будем из акрила. В качестве двигателей используем сервопривода.

Общее описание проекта робота-манипулятора

В проекте использовано 6 серводвигателей. Для механической части использован акрил толщиной 2 миллиметра. В качестве штатива пригодилось основание от диско-шара (один из двигателей вмонтирован внутрь). Также использован ультразвуковой датчик расстояния и светодиод диаметром 10 мм.

Для управления роботом используется Arduino плата питания. Сам источник питания — блок питания компьютера.

В проекте изложены исчерпывающие пояснения по разработке робо-руки. Отдельно рассмотрены вопросы питания разработанной конструкции.

Давайте начнем разработку. Вам понадобятся:

  • 6 серводвигателей (я использовал 2 модели mg946, 2 mg995, 2 futuba s3003 (mg995/mg946 по характеристикам лучше, чем futuba s3003, но последние намного дешевле);
  • акрил толщиной 2 миллиметра (и небольшой кусок толщиной 4 мм);
  • ультразвуковой датчик расстояния hc-sr04;
  • светодиды 10 мм (цвет — на ваше усмотрение);
  • штатив (используется в качестве основания);
  • схват аллюминиевый (стоит около 10-15 долларов).

Для управления:

  • Плата Arduino Uno (в проекте использована самодельная плата, которая полностью аналогична Arduino);
  • плата питания (вам придется ее сделать самим, к этому вопросу мы вернемся позже, он требует отдельного внимания);
  • блок питания (в данном случае используется блок питания компьютера);
  • компьютер для программирования вашего манипулятора (если вы используете для программирования Arduino, значит, среда Arduino IDE)

Конечно же, вам пригодятся кабели и некоторые базовые инструменты вроде отверток и т.п. Теперь мы можем перейти к конструированию.

Сборка механической части

Перед началом разработки механической части манипулятора, стоит отметить, что чертежей у меня нет. Все узлы делались «на коленке». Но принцип очень простой. У вас есть два звена из акрила, между которыми надо установить серводвигатели. И другие два звенья. Тоже для установки двигателей. Ну и сам схват. Подобный схват проще всего купить в интеренете. Практически все устанавливается с помощью винтов.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Ман сколько лошадиных сил

Длина первой части около 19 см; второй — около 17.5; длина переднего звена около 5.5 см. Остальные габариты подбирайте в соответсвии с размерами вашего проекта. В принципе, размеры остальных узлов не так важны.

Механическая рука должна обеспечивать угол поворота 180 градусов в основании. Так что мы должны установить снизу серводвигатель. В данном случае он устанавливается в тот самый диско-шар. В вашем случае это может быть любой подходящий бокс. Робот устанавливается на этот серводвигатель. Можно, как это показано на рисунке, установить дополнительное металлическое кольцо-фланец. Можно обойтись и без него.

Для установки ультразвукового датчика, используется акрил толщиной 2 мм. Тут же снизу можно установить светодиод.

Детально объяснить как именно сконструировать подобный манипулятор сложно. Многое зависит от тех узлов и частей, которые есть у вас в наличии или вы приобретаете. Например, если габариты ваших сервоприводов отличаются, звенья арма из акрила тоже изменятся. Если изменятся габариты, калибровка манипулятора тоже будет отличаться.

Вам точно придется после завершения разработки механической части манипулятора удлинить кабели серводвигателей. Для этих целей в данном проекте использовались провода из интернет-кабеля. Для того, чтобы все это имело вид, не поленитесь и установите на свободные концы удлиненных кабелей переходники — мама или папа, в зависимости от выходов вашей платы Arduino, шилда или источника питания.

После сборки механической части, мы можем перейти к «мозгам» нашего манипулятора.

Схват манипулятора

Для установки схвата вам понадобится серводвигатель и несколько винтов.

Итак, что именно необходимо сделать.

Берете качалку от сервы и укорачиваете, пока она не подойдет к вашему схвату. После этого закручиваете два маленьких винта.

После установки сервы, проворачиваете ее в крайнее левое положение и сжимаете губки схвата.

Теперь можно установить серву на 4 болта. При этом следите, чтобы двигатель был все так же в крайнем левом положении, а губки схвата закрыты.

Можно подключить сервопривод к плате Arduino и проверить работоспособность схвата.

Учтите, что могут возникнуть проблемы с работой схвата, если болты/винты слишком сильно затянуты.

Добавление подсветки на манипулятор

Можно сделать ваш проект ярче, добавив на него подсветку. Для этого использовались светодиоды. Делается несложно, а в темноте выглядит очень эффектно.

Места для установки светодиодов зависят от вашего креатива и фантазии.

Электросхема

Можно использовать вместо резистора R1 потенциометр на 100 кОм для регулировки яркости вручную. В качестве сопротивлени R2 использовались резисторы на 118 Ом.

Перечень основных узлов, которые использовались:

  • R1 — резистор на 100 кОм
  • R2 — резистор на 118 Ом
  • Транзистор bc547
  • Фоторезистор
  • 7 светодиодов
  • Переключатель
  • Подключение к плате Arduino

В качестве микроконтроллера использовалась плата Arduino. В качестве питания использовался блок питания от персонального компьютера. Подключив мультиметр к красному и черному кабелям, вы увидите 5 вольт (которые используются для серводвигателей и ультразвукового датчика расстояния). Желтый и черный дадут вам 12 вольт (для Arduino). Делаем 5 коннекторов для сервомоторов, параллельно подключаем позитивные к 5 В, а негативные — к земле. Аналогично с датчиком расстояния.

После этого подключите оставшиеся коннекторы (по одному с каждой сервы и два с дальномера) к распаянной нами плате и Arduino. При этом не забудьте в программе в дальнейшем корректно указать пины, которые вы использовали.

Кроме того, на плате питания был установлен светодиод-индикатор питания. Реализуется это несложно. Дополнительно использовался резистор на 100 Ом между 5 В и землей.

10 миллиметровый светодиод на роботе тоже подключен к Arduino. Резистор на 100 Ом идет от 13 пина к к позитивной ноге светодиода. Негативный — к земле. В программе его можно отключить.

Для 6 серводвигателей использовано 6 коннекторов, так как 2 серводвигателя снизу используют одинаковый сигнал управления. Соответствующие проводники соединяются и подключаются к одному пину.

Повторюсь, что в качестве питания используется блок питания от персонального компьютера. Либо, конечно, вы можете приобрести отдельный источник питания. Но с учетом, того, что у нас 6 приводов, каждый из которых может потреблять около 2 А, подобный мощный блок питания обойдется недешево.

Обратите внимание, что коннекторы от серв подключаются к ШИМ-выходам Arduino. Возле каждого такого пина на плате есть условное обозначение ~. Ультразвуковой датчик расттояния можно подключить к пинам 6, 7. Светодиод — к 13 пину и земле. Это все пины, которые нам понадобятся.

Теперь мы можем перейти к программированию Arduino.

Перед тем как подключить плату через usb к компьютеру, убедитесь, что вы отключили питание. Когда будете тестировать программу, также отключайте питание вашей робо-руки. Если питание не выключить, Arduino получит 5 вольт от usb и 12 вольт от блока питания. Соответственно, мощность от usb перекинется к источнику питания и он немного «просядет».

На схеме подключения видно, что были добавлены потенциометры для управления сервами. Потенциометры не являются обязательным звеном, но приведенный код не будет работать без них. Потенциометры можно подключить к пинам 0,1,2,3 и 4.

Программирование и первый запуск

Для управления использовано 5 потенциометров (вполне можно заменить это на 1 потенциометр и два джойстика). Схема подключения с потенциометрами приведена в предыдущей части. Скетч для Arduino находится здесь.

Снизу представлены несколько видео робота-манипулятора в работе. Надеюсь, вам понравится.

Источник: http://arduino-diy.com/arduino-robot-manipulyator

Маленький кукловод: что делать, если ваш ребенок — манипулятор — Телеканал «О!»

Ситуация, когда в магазине игрушек ребенок вдруг бросается на пол со слезами и криками: «Купи! Хочу!», — страшный сон любого родителя. И это не единственная манипуляция маленьких хитрецов, которые хотят добиться от родителей своего. Почему дети так себя ведут? Как правильно реагировать на такой «шантаж» и предотвращать его в дальнейшем? За ответами на эти вопросы «О!» обратился к детскому психологу Павлу Тарунтаеву.

Павел Тарунтаев, детский психолог сети частных детских садов «Интересный детский сад»
Что такое манипуляция

Манипуляция — это завуалированная попытка воздействовать на другого человека с целью получить желаемое. В данном случае ребенок-манипулятор пытается играть на чувствах родителей, чтобы они купили ему игрушку. Все манипуляции сводятся к одному — при помощи особых уловок добиться желаемого.

Не всегда детская манипуляция — это хитрый умысел. Ребенок может действовать неосознанно, маскируя одну просьбу другой. Пример из моей личной практики. Один малыш, приходя ко мне на прием, очень тяжело расставался с мамой, плакал и не хотел ее отпускать. Но стоило маме пообещать ему какой-то подарок, как он моментально успокаивался и спокойно позволял ей уйти.

Малыш не отдавал себе отчет в том, что его слезы — это не столько грусть из-за расставания с мамой, сколько желание что-то получить. У него сложился такой стереотип поведения: плачу и получаю желаемое; для нас, взрослых, это манипуляция, а для ребенка — привычный способ добиться своего.

Вплоть до 6−7 лет дети не до конца могут отдавать себе отчет о том, что манипулируют.

Что манипуляцией не является

Не всегда ребенок, который плачет и говорит, к примеру, что ему страшно засыпать одному, пытается вами манипулировать. Родителям сложно отличить манипуляцию от гиперчувствительности. Надо понять, как ребенок себя ведет в похожих ситуациях.

Если он на самом деле боится темноты, то ему будет страшно и с мамой, и с другими. А если он выражает свой страх только при маме, то, скорее всего, хочет от нее чего-то добиться. Часто бывает, что ребенок пытается манипулировать только определенными членами семьи.

Ведь другие ему не поддаются.

Почему ребенок так себя ведет

Представьте ситуацию: ребенок просит какую-то игрушку, ему ее не покупают. Возможно, он успокоится, а возможно, начнет плакать, потому что ему грустно. Но если после этого ему эту игрушку купят, он уже будет знать: стратегия работает. У него формируется привычка так себя вести. Именно родители, сознательно или нет, приучили ребенка к ней. Поэтому необходимо стараться прививать ребенку стремление к открытому способу взаимодействия.

«Я выполню твою просьбу, если ты купишь мне кое-что»

Есть семьи, в которых дети ходят в магазин, гуляют с собакой и моют посуду только в обмен на приятные бонусы от родителей — сладости или игрушки. Если ваш ребенок пытается торговаться с вами таким образом, важно показать ему, что вам неприятен такой «бартер». Объясните ребенку, что в семье так торговаться нельзя. Ведь в ваших отношениях важны помощь и взаимовыручка.

Не поддавайтесь. Предположим, ребенок высказал вам свои условия: «Вымою посуду в обмен на шоколадку!», вы с ним не согласились, но малыш все-таки выполнил вашу просьбу. И многие готовы его тут же вознаградить сладостью, хотя договоренности такой не было. Я не советую так делать. Вы можете купить ребенку шоколадку, но не сейчас и не в качестве платежа, а просто так. Иначе вы покажете ему, что, хоть вы и сопротивлялись, все же поддались его уловке.

Но если же вы вслух согласились с ним и пообещали шоколадку — купите ее. Потому что дали слово и теперь должны его выполнить.

«Ваське родители купили LEGO, а вы мне нет»

Часто подобное звучит в семьях, где принято сравнивать родных с другими. Но бывает и так, что через такие сравнения ребенок пытается понять, что он может попросить у родителей. В таких случаях важно объяснить ему: все люди разные, у всех разные возможности.

Нужна ли ребенку та вещь, которая есть у другого малыша, и зачем? Если ему нужен конструктор, чтобы быть не хуже Васьки, проработайте эту тему. Скажите малышу: «Ты уникален, у тебя есть свои достоинства. Не думай, что ты хуже Васьки, раз у тебя нет такого конструктора». Поясните, что сравнивать надо себя сегодняшнего со вчерашним, но никак не с другими детьми.

А может, ему действительно нужен такой конструктор, который есть у Васьки? Может, ему очень понравилась эта вещь, стоит ее купить? Только важно сделать акцент на том, что вы покупаете конструктор по просьбе ребенка, а не потому, что такой же есть у Васи.

«Купи мне эту игрушку, ну купи!»

Манипуляции такого типа призваны воздействовать на ваши эмоции, поэтому держите себя в руках. Объяснитесь с ребенком, почему вы не можете купить ему игрушку прямо сейчас.

«Уйду от вас к бабушке!»

Если ребенок угрожает уйти к бабушке, потому что она ему все разрешает, предложите разобраться вместе, почему ему не нравится жить с родителями. Старайтесь вывести его из этой манипуляции на открытый диалог. Если ребенок маленький, можно просто сказать, что в вашем доме такие правила, других нет, объяснить, зачем они нужны. Если так себя ведет ребенок постарше, значит, ему дают недостаточно свободы, нужно работать над этим.

Возможно, это также сигнал о том, что в вашей семье взрослые ведут себя по-разному, а у бабушки действительно можно больше. Тогда всем взрослым стоит договариваться о единых правилах. Разные требования взрослых провоцируют ребенка на манипуляции.

Игнорировать или говорить по душам

Игнорирование — очень сильный и опасный инструмент. Его лучше применять в рамках стратегии, разработанной с психологом. Такой тип реакции может привести к тому, что какие-то сильные переживания ребенка тоже однажды будут нами не распознаны.

Есть ситуации, когда приходится поддаваться манипуляциям. Например, перед походом в детский сад ребенок может закапризничать, а нам проще сделать то, чего он хочет, чем спорить и из-за этого опоздать. Если такое было несколько раз подряд, эти ситуации надо предугадывать.

Лучшее средство от манипуляций — честный, откровенный разговор и сила воли родителей. Выясните, чего хочет ребенок на самом деле. Объясните, почему сейчас вы не будете делать то, о чем он просит.

В будущем манипуляторство может обернуться серьезными проблемами. Выстраивайте с ребенком доверительные отношения, залогом которых будут искренность и прямота.

И еще: дети берут от нас намного больше, чем мы сами замечаем. Не манипулируем ли мы супругом? Родителями? Самим ребенком? Может, он лишь копирует нас? Будьте внимательны прежде всего к себе.

Источник: https://www.kanal-o.ru/news/9609

Особенности и отличительные достоинства кранов-манипуляторов

Грузовые машины с установленным краном-манипулятором активно применяются в строительстве и других сферах человеческой деятельности для перемещения грузов различных весов.

КМУ (Краново-манипуляторная установка) монтируется на борт грузовой машины, как правило, за кабиной водителя. Удобство эксплуатации и повышенная практичность такого оборудования давно доказана на практике. КМУ может выполнять широкий спектр задач и существенно сэкономить финансовые средства при выполнении проектов любого масштаба.

Область эксплуатации

Широкое распространение манипуляторов (автомобилей с установленным на платформе краном-манипулятором) началось примерно с середины 20 века. Это полностью самостоятельная единица спецтехники, которой по силам в одиночку погрузить, переместить и разгрузить груз различного веса и габаритов. Это и есть одно из главных преимуществ данного вида техники.

Практически сразу область применения такой техники задала широкие рамки: промышленность, сельское хозяйство, строительство и даже бытовые потребности. В отличие от большого крана, компактные манипуляторы обладают маневренностью и могут легко перемещаться в современных городских условиях.

Сегодня смело можно сказать, что область применения данного вида спецтехники ограничивается лишь фантазией человека, управляющего автомобилем.

Так, нередко можно увидеть, как манипуляторы помогают спасательным службам эвакуировать автомобили, разгружать завалы, доставлять грузы в те места, куда не может проникнуть ни одна другая техника.

Широко используют КМУ в строительстве, сельском хозяйстве, в коммунальном хозяйстве или создании ландшафта. Большинство установок оснащены краном, держащим груз в свободном положении, что дает возможность осуществлять работы повышенной сложности. Существуют модели, способные достать груз, располагающийся в 20 метрах от самого борта и переместить его в нужную точку в указанном радиусе. Плавность перемещения позволяет работать даже с хрупкими объектами.

Отечественный рынок только начинает заполняться кранами-манипуляторами, но и за этот небольшой срок данная спецтехника сумела показать свою универсальность и получить хорошую репутацию. В скором времени можно будет наблюдать на улицах краны-манипуляторы, сделанные и отечественными производителями.

Преимущества кранов-манипуляторов

Если сложилась ситуация, когда бюджет ограничен, а надо выполнить перевозку строительного мусора, переместить громоздкий товар, привезти строительные материалы или выполнить любую другую схожую работу, то лучший выход – заказать КМУ, которая со всем этим прекрасно справится и в одиночку.

Большая экономия средств – это одно из главных достоинств данной спецтехники. Финансовые затраты на одну единицу будут гораздо меньше, нежели на несколько видов узконаправленной спецтехники.

Не всегда целесообразно покупать манипулятор, ведь сегодня существует множество сервисов, готовых отдать в аренду манипуляторы в СПб. Можно заказать опытного водителя, либо сесть за руль грузовой машины самостоятельно – управлять ею сможет практически каждый, кто когда-либо сдавал на водительские права.

По индивидуальным заказам машина может быть оснащена дополнительным оборудованием, например, ковшом для работы с песком и другими сыпучими материалами. Часто люди заказывают манипулятор в качестве эвакуатора.

Попробуйте наладить свой рабочий процесс при помощи КМУ и вы увидите, насколько эффективнее и с меньшими затратами энергии можно выполнять задачи разной сложности.

Источник: http://stroidom-shop.ru/pravila/osobennosti-i-otlichitelnyie-dostoinstva-kranov-manipulyatorov.html

Настольная робо-рука манипулятор из оргстекла на сервоприводах своими руками или реверс-инжиниринг uArm

Привет, гиктаймс!

Хочу поделиться с вами результатами реверс-инжиниринга uArm – простого настольно манипулятора из оргстекла на сервоприводах.

Проект uArm от uFactory собрал средства на кикстартере уже больше двух лет назад. Они с самого начала говорили, что это будет открытый проект, но сразу после окончания компании они не торопились выкладывать исходники. Я хотел просто порезать оргстекло по их чертежам и все, но так как исходников не было и в обозримом будущем не предвиделось, то я принялся повторять конструкцию по фотографиям. Сейчас моя робо-рука выглядит так:

Работая не спеша за два года я успел сделать четыре версии и получил достаточно много опыта. Описание, историю проекта и все файлы проекта вы сможете найти под катом.

Пробы и ошибки

Начиная работать над чертежами, я хотел не просто повторить uArm, а улучшить его. Мне казалось, что в моих условиях вполне можно обойтись без подшипников. Так же мне не нравилось то, что электроника вращается вместе со всем манипулятором и хотелось упростить конструкцию нижней части шарнира. Плюс я начал рисовать его сразу немного меньше. С такими входными параметрами я нарисовал первую версию.

К сожалению, у меня не сохранилось фотографий той версии манипулятора (который был выполнен в желтом цвете). Ошибки в ней были просто эпичнейшие. Во-первых, ее было почти невозможно собрать. Как правило, механика которую я рисовал до манипулятора, была достаточно простая, и мне не приходилось задумываться о процессе сборки.

Но все-таки я его собрал и попробовал запустить, И рука почти не двигалась! Все детли крутились вокруг винтов и, сли я затягивал их так, чтобы было меньше люфтов, она не могла двигаться. Если ослаблял так, чтобы она могла двигаться, появлялись невероятные люфты. В итоге концепт не прожил и трех дней. И приступил к работе над второй версией манипулятора. Красный был уже вполне пригоден к работе. Он нормально собирался и со смазкой мог двигаться.

На нем я смог протестировать софт, но все-таки отсутствие подшипников и большие потери на разных тягах делали его очень слабым. Затем я забросил работу над проектом на какое-то время, но вскоре принял решении довести его до ума. Я решил использовать более мощные и популярные сервоприводы, увеличить размер и добавить подшипники. Причем я решил, что не буду пытаться сделать сразу все идеально.

Я набросал чертежи на скорую руки, не вычерчивая красивых сопряжений и заказал резку из прозрачного оргстекла. На получившемся манипуляторе я смог отладить процесс сборки, выявил места, нуждающиеся в дополнительном укреплении, и научился использовать подшипники. После того, как я вдоволь наигрался с прозрачным манипулятором, я засел за чертежи финальной белой версии.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое торцовочная пила

Итак, сейчас вся механика полностью отлажена, устраивает меня и готов заявить, что больше ничего не хочу менять в этой конструкции: Меня удручает то, что я не смог привнести ничего принципиально нового в проект uArm. К тому времени, как я начал рисовать финальную версию, они уже выкатили 3D-модели на GrabCad. В итоге я только немного упростил клешню, подготовил файлы в удобном формате и применил очень простые и стандартные комплектующие.

Особенности манипулятора

До появления uArm, настольные манипуляторы подобного класса выглядели достаточно уныло. У них либо не было электроники вообще, либо было какое-нибудь управление с резисторами, либо было свое проприетарное ПО. Во-вторых, они как правило не имели системы параллельных шарниров и сам захват менял свое положение в процессе работы.

Если собрать все достоинства моего манипулятора, то получается достаточно длинный список:

  1. Система тяг, позволяющих разместить мощные я тяжелые двигатели в основании манипулятора, а также удерживающие захват параллельно или перпендикулярно основанию
  2. Простой набор комплектующих, которые легко купить или вырезать из оргстекла
  3. Подшипники почти во всех узлах манипулятора
  4. Простота сборки.

    Это оказалось действительно сложной задачей. Особенно трудно было продумать процесс сборки основания

  5. Положение захвата можно менять на 90 градусов
  6. Открытые исходники и документация. Все подготовлено в доступных форматах. Я дам ссылки для скачивания на 3D-модели, файлы для резки, список материалов, электронику и софт
  7. Arduino-совместимость.

    Есть много противников Arduino, но я считаю, что это возможность расширения аудитории. Профессионалы вполне могут написать свой софт на C — это же обычный контроллер от Atmel!

Механика

Для сборки необходимо вырезать детали из оргстекла толщиной 5мм: и 3мм: С меня за резку всех этих деталей взяли около $10. Основание монтируется на большом подшипнике: Особенно трудно было продумать основание с точки зрения процесса сборки, но я подглядывал за инженерами из uArm. Качалки сидят на штифте диаметром 6мм. Надо отметить, что тяга локтя у меня держится на П-образном держателе, а у uFactory на Г-образном.

Трудно объяснить в чем разница, но я считаю у меня получилось лучше. Захват собирается отдельно. Он может поворачиваться вокруг своей оси. Сама клешня сидит прямо на валу двигателя: В конце статьи я дам ссылку на суперподробную инструкцию по сборке в фотографиях. За пару часов можно уверенно все это скрутить, если все необходимое есть под рукой. Также я подготовил 3D-модель в бесплатной программе SketchUp.

Её можно скачать, покрутить и посмотреть что и как собрано.

Электроника

Чтобы заставить руку работать достаточно всего навсего подключить пять сервоприводов к Arduino и подать на них питание с хорошего источника. У uArm использованы какие-то двигатели с обратной связью. Я поставил три обычных двигателя MG995 и два маленьких двигателя с металлическим редуктором для управления захватом.

Тут мое повествование тесно сплетается с предыдущими проектами. С некоторых пор я начал преподавать программирование Arduino и для этих целей даже подготовил свою Arduino-совместимую плату. С другой стороны как-то раз мне подвернулась возможность дешево изготовить платы (о чем я тоже писал).

В итоге все это закончилось тем, что я использовал для управления манипулятором свою собственную Arduino-совместимую плату и специализированный шилд.

Этот шилд на самом деле очень простой. На нем четыре переменных резистора, две кнопки, пять разъемов для сервопривода и разъем питания. Это очень удобно с точки зрения отладки. Можно загрузить тестовый скетч и записать какой-нибудь макрос для управления или что-нибудь вроде того. Ссылку для скачивания файла платы я тоже дам в конце статьи, но она подготовлена для изготовления с металлизацией отверстий, так что мало пригодна для домашнего производства.

Программирование

Самое интересное, это управление манипулятором с компьютера. У uArm есть удобное приложение для управления манипулятором и протокол для работы с ним. Компьютер отправляет в COM-порт 11 байт. Первый из них всегда 0xFF, второй 0xAA и некоторые из оставшихся — сигналы для сервоприводов. Далее эти данные нормализуются и отдаются на отработку двигателям. У меня сервоприводы подключены к цифровым входам/выходам 9-12, но это легко можно поменять.

Терминальная программа от uArm позволяет изменять пять параметров при управлении мышью. При движении мыши по поверхности изменяется положение манипулятора в плоскости XY. Вращение колесика — изменение высоты. ЛКМ/ПКМ — сжать/разжать клешню. ПКМ + колесико — поворот захвата. На самом деле очень удобно. При желании можно написать любой терминальный софт, который будет общаться с манипулятором по такому же протоколу.

Я не буду здесь приводить скетчи — скачать их можно будет в конце статьи.

работы

И, наконец, само видео работы манипулятора. На нем показано управление мышью, резисторами и по заранее записанной программе.

Ссылки

Источник: https://habr.com/ru/post/387875/

Робот на Ардуино и машинка на Bluetooth своими руками

Робот – машинка на Ардуино становятся одним из самым популярных инженерных проектов в школьной робототехнике. Именно с таких устройств, автономных или управляемых со смартфона и bluetooth, начинается путь в робототехнику “после Lego”.

К счастью, сегодня можно без труда купить все необходимые компоненты и достаточно быстро создать своего первого робота для езды по линии или объезда препятствий.

В этой статье вы найдете подробную видео инструкцию как сделать продвинутый автомобиль Arduino Car своими руками, с питанием, датчиками линии, расстояния и управлении через bluetooth.

Робот на ардуино своими руками

В отличие от других проектов, создание робота – автомобиля (Arduino Car) требует понимания и навыков работы сразу с несколькими важными компонентами, поэтому не стоит приступать к созданию машинок без получения базовых навыков работы с платформой Arduino. В любом случае, вам нужно будет но только подключить готовые модули, но и собрать конструкцию, шасси с двигателями, обеспечить правильное питание и управление. Все это потребует определенного терпения.

Робот машина на Ардуино

Вот список ключевых компонентов, которые обязательно встретятся в проекте.

Контроллер Ардуино

Куда уж без него, если мы говорим о проектах на этой платформе. Как правило, роботы машины делают на базе плат Arduino Uno и Nano. Mega будут слишком большие, Pro Mini сложнее подключать к компьютеру и соединять с остальными компонентами, а Leonardo требуют дополнительных навыков в программировании, они дороже и их основное преимущество (тесная интеграция с компьютером в качестве периферийного устройства) в данном случае не слишком востребована.

Есть еще вариант использования плат ESP8266 или ESP32, тогда в проекте появляется возможность управления машиной через WiFi. Но и сами платы и их программирование требует определенных навыков, в этой статье мы будем говорить преимущественно об Uno или Nano.

Конструкция, шасси и двигатели робота на Ардуино

Для того, чтобы что-то поехало или стало перемещаться, надо снабдить “это” колесами, гусеницами или манипуляторами-ногами. Вот тут выбор совершенно не ограничен, можно использовать совершенно любые комбинации и сочетания платформ. Как правило, в качестве начального варианта берутся уже готовые наборы платформ с Алиэкспресс.

Двигатель, шасси и колеса машинки на ардуино

Если работать со стандартными наборами вам не интересно, можно создать платформу своими руками. Например, разобрать игрушечные радиоуправляемые машинки или любые двигатели на 5-12 вольт, с редукторами или без. Колеса можно создать и самим, что тоже является интересной задачей.

Драйвер двигателей

Драйвер двигателя L298N

Ардуино – достаточно ранимое устройство, не терпящее больших нагрузок по току. Соединяя его с “брутальными” мощными двигателями, не избежать беды.

Поэтому для нормальной совместной работы нам нужно будет включить в схему робота компонент, отвечающий за управление двигателями – подающий и отключающий ток на их обмотки. Речь идет о микросхеме или готовом модуле, которые называют драйвером двигателя.

На нашем сайте есть статьи, посвященные драйверам, построенным на схеме H-моста.  Если вы покупаете готовые шасси, то обязательно предусмотрите возможность размещения на них подходящего драйвера.

Красивый корпус

Как правило, вся конструкция автомобиля строится вокруг его шасси. Если посмотреть примеры готовых проектов, то они часто выглядят как “провода на колесиках” – внешний вид их изобилует пучками соединительных проводов, ведущих от восседающего на троне контроллера Ардуино к драйверам, моторам и датчикам.

Между тем, красивый и функциональный корпус не только вызывает правильные эстетические чувства и помогает выделить вашу модель от остальных. Хороший корпус может превратить игрушку в реальное устройство, помогает привить навыки конструирования и промышленного дизайна, что важно для инженеров любого возраста.

Питание робота

Обеспечение правильной схемы питания – это то, что очень часто оказывается на последнем месте в списке приоритетов начинающих ардуинщиков.

Между тем, именно ошибки в схеме электропитания становятся основными причинами проблем, возникающих в процессе работы умных устройств на Ардуино. Создавая ардуино-машинку нужно предусмотреть питание контроллера, двигателей, драйвера и датчиков.

У всех них есть свои ограничения и особенности работы, требуется создать оптимальное по весу и сложности решение, позволяющее учесть все эти ограничения.

Питание робота на Ардуино

Создавая по-настоящему автономное устройство робота, нужно побеспокоиться и о времени его работы, и о возможности быстрой подзарядки или смены батареек. Как правило, выбираются решения из следующих вариантов:

  • Обычные батарейки AA. Тут нужно понимать, что платы Arduino Uno, Nano и большинство двигателей, используемых в Ардуино-робототехнике, требуют напряжения в диапазоне 6-9 вольт. Поэтому придется собрать вместе последовательно не менее 4 батареек на 1,5 В, причем сами батарейки должны быть хорошего качества и обеспечивать работу с достаточно большим током. Например, большинство солевых батареек этим критериям не удовлетворяют. Батарейки AAA при создании ардуино-машинок практически не используются из-за своей пониженной емкости (хотя могут использоваться в миниатюрных моделях, где размер имеет первостепенное значение).
  • Аккумулятор AA. Здесь возникает еще большее ограничение по напряжению и току. Большинство аккумуляторов выдают напряжение 1,2 вольт, поэтому их требуется больше для “собирания” нужных нам 6-9 вольт. Несомненным плюсом является возможность перезарядки.
  • Литиевые аккумуляторы 18650. Это уже “серьезная артиллерия”, позволяющая получить большое время автономной работы, возможность подзарядки и приемлемые характеристики по току и напряжению. Рабочее напряжение для таких элементов питания – 3,7 В, что позволяет собирать готовую схему питания всего из двух элементов.
  • Другие источники питания. Сюда можно включить как более мощные и габаритные никель-металлгидридные, кадмиевые аккумуляторы, так и многочисленные литий-ионные “плоские” варианты, используемые в дронах, смартфонах или другой портативной цифровой технике.

Каким бы ни был источник питания, нужно обеспечить его надежное крепление, удобное расположение, защиту от воздействия недружелюбной окружающей среды. Если вы подключаете к одному источнику и контролер, и двигатели, и датчики, то нужно позаботиться о правильной схеме, включающей, например, надежную связь “по земле” всех устройств.

Где купить платформу и запчасти

Все, о чем говорится в этой статье, можно без проблем купить на всем известном сайте. К сожалению, подавляющее большинство предложений основываются на стандартной платформе 4WD автомобиля с двумя несущими планками, не очень надежными двигателями и колесами, любящими ездить в “развалочку”. Но эти варианты относительно не дороги и вполне подойдут для начала работы.

Инструкция по сборке робота-автомобиля

В этой статье расскажем вам о том, как по шагам собрать универсального робота на колесной или гусеничной платформе.  Управлять им будет микроконтроллер Ардуино нано. Если вам не нравится долго читать, посмотрите в конце статьи на видео, подготовленное нашими партнерами – каналом ArduMast Club.

Пример платформы робота-машины на Ардуино

Предлагаем инструкцию по созданию универсальной платформы, которая потом пригодится для создания самых разных проектов, независимо от выбранного контролера или типа шасси.

Вы можете использовать стандартные варианты из Алиэкспресса, как на видео, можете снабдить машину гусеницами и создать вездеход,  можете придумать вообще ни на что не похожий вариант.

Главное, чтобы число двигателей не превышало 4 и сами ни не были слишком мощными (тогда придется менять тип управления моторами – другой драйвер двигателя).

Робот на Ардуино

Для реализации проекта нам понадобится:

  • Контроллер Ардуино (в нашем случае, Arduino Nano).
  • Драйвер двигателя L298N.
  • Двигатели с редукторами.
  • Корпус и шасси для крепления колес и оборудования
  • Корпус для аккумуляторов 18650 с выключателем.
  • Коммутационные провода.

Дополнительное оборудование, которое потребуется для создания полноценного проекта:

  • Датчик расстояния и серво-мотор, на который он установлен.
  • Инфракрасные датчики линии.
  • Светодиоды для индикации и “красоты”.
  • Пьезодинамик – пищалка.
  • Bluetooth модуль (если собираетесь управлять машинкой дистанционно).
  • Sensor shield (упрощает коммутацию).
  • Модуль контроля заряда и подзарядки аккумуляторов.
  • Сами аккумуляторы.

Общая схема машинки на Ардуино

Схема электропитания робота автомобиля

Вопрос организации правильного стабильного электропитания является одним из самых важных в любом проекте.В нашей модели применена рекомендованная нами схема питания, основанная на использовании литийионных аккумуляторов формата 18650 и платы защиты их от переразряда и перезаряда.

Давайте разберем самый простой вариант схемы питания электромоторов. Перед началом сборки лучше заранее припаять провода к моторам.

Схема питания и подключения двигателей в ардуино автомобиле

Все достаточно стандартно и вы найдете в интернете десятки подобных примеров. Но в этой схеме есть большой минус – в случае полного разряда аккумуляторы придут в негодность.

Машинка на Ардуино

Для добавления контроллера разряда придется внести следующие изменения в схему:

Схема питания с контролем разряда аккумулятора

Теперь аккумуляторы будут защищены, но здесь нет возможности заряжать их.

Питание робота Ардуино

Для зарядки можно использовать модуль повышения напряжения с 5v до необходимого уровня зарядки, который зависит от количества серий используемых аккумуляторов. Он имеет гнездо типа микро USB и при частом использовании оно может сломаться, поэтому мы рекомендуем установить дополнительное гнездо для последующей подзарядки пяти вольтовым блоком питания. Для зарядки двух литий-ионных аккумуляторов необходимо настроить выходное напряжение на 8,4 Вольта.

Схема питания с модулем зарядки для ардуино робота машинки

Подключаем двигатели и плату

С питанием платформы мы разобрались, теперь подключим остальные компоненты. Для начала припаиваем провода к моторам, затем обматываем их изолентой, чтобы случайно в дальнейшем не оторвать контакты. Можно сделать так, что в итоге на 2 двигателя будут идти всего два провода вместо 4х. Это немного упростит монтаж и сэкономит место на платформе.

Монтируем драйвер двигателей на платформу так, чтобы его радиатор был спереди. ЭТО ВАЖНО! В противном случае, вам придется переписывать программу для микроконтроллера.

Драйвер двигателя для Ардуино робота

Затем размещаем холдер и плату БМС. Не забываем оставлять место спереди для последующего монтажа каких-либо сенсоров. Ардуиио нужно разместить так, чтобы была в дальнейшем возможность подключить его к ПК для прошивки. Это же правило относится и к модулю для зарядки аккумуляторов.

Питание для ардуино и других электронных компонентов мы возьмем от драйвера двигателей.

Подключаем Bluetooth к машинке

Мы собираемся использовать модуль Bluetooth через  SoftwareSerial (библиотеку SoftwareSerial.h), поэтому подключаем модуль блютуз к 3 и 4 цифровым пинам ардуино.  RX к D3,   TX к D4

Схема подключения Bluetooth к ардуино машинкеПодключаем BluetoothСхема подключения драйвера двигателя к роботу Схема подключения компонентов к Arduino Датчик расстояния машины

Платформа робота готова! Теперь осталось загрузить прошивку для контроллера Ардуино и программу для смартфона RC CAR. Вы можете посмотреть на нашем сайте обзор Android приложений для работы с Arduino.

Программирование робота на Ардуино

Источник: https://arduinomaster.ru/uroki-arduino/robot-mashinka-avtomobil-arduino/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Эксперт по технике
Как работать на автовышке

Закрыть