遠隔操作ロボットの作り方

ステップ

PDFをダウンロード

. 遠隔操作ロボットを設計する最初のステップは、すべての家事をこなせる等身大の二足歩行の人型ロボットを構築するつもりはないことを認識することです。また、100ポンドの重りに手を伸ばして持ち上げることができる多肢ロボットを構築することもできません。ワイヤレスで制御して、前後左右に移動できるロボットの構築を開始する必要があります。ただし、基礎を築き、この単純なロボットを構築したら、さまざまな詳細を追加および変更できます。通常、ロボットは決して完成しないという原則に従う必要があります。いつでも改善することができます。
. 組み立てる前、部品を注文する前でも、設計する必要があります。初めてのロボットには、プラスチックに 2 つのサーボモーターだけを搭載したシンプルなデザインを選択する必要があります。このプロジェクトは非常にシンプルで、通常、完了後に追加機能を追加する余地が残されています。15 x 20 cm 程度のものを作ることを考えてください。非常に小さいので、実物大の定規を使って紙に描くことができます。ただし、より大型で複雑なロボットについて考える場合は、CAD または Google Sketchup などの同様のプログラムの使用方法を学ぶ必要があります。
3
まだ部品を注文する時期ではありませんが、今すぐ部品を選択し、どこで購入できるかを知っておく必要があります。送料を節約するには、少数のサイトから注文するようにしてください。シャーシ材料、2 つの「サーボ」モーター、バッテリー、送信機、受信機が必要です。
- サーボモーターを選ぶ. 。ロボットを動かすにはモーターを使用する必要があります。1 つ目は一方の車輪に動力を与え、2 つ目はもう一方の車輪に動力を与えます。このようにして、ステアリングの最も簡単な方法を実装できます。ディファレンシャルトランスミッション。これは、両方のモーターが順回転している場合はロボットが前進し、両方のモーターが逆回転している場合は後進し、一方のモーターがアクティブでもう一方のモーターが停止している場合は回転することを意味します。サーボモーターは基本的な DC モーターとは異なり、向きがあり、180 度しか回転できず、元の位置に戻ることができます。このプロジェクトではサーボモーターを使用します。サーボモーターを使用すると動きが簡単になり、高価な「ガバナー」やギアの別のボックスを購入する必要がなくなるからです。ラジコンロボットの作り方を理解したら、サーボモーターではなく DC モーターを使用して別のロボットを作成 (または最初のロボットを改造) することができます。サーボモーターを購入する際に考慮する必要がある基本的な機能が 4 つあります。速度、トルク、サイズ/重量、360°変更可能かどうか。サーボモーターは 180° しか回転できないため、ロボットは少ししか前進できません。エンジンが 360° 変更可能であれば、連続回転させることができます。エンジンを確認してください 本当にそうです 360°編集可能。このプロジェクトでは十分なスペースがあるため、サイズと重量はそれほど重要ではありません。中くらいの大きさのものを作ってみてください。トルクとはモーターの力のことです。そこで使われるのが歯車です。ギアがなくトルクが小さいと、ロボットに力が入らず前に進むことができないでしょう。トルクを高くするようにしてください。ただし、トルクが高くなると、一般的に速度は低くなります。このロボットでは、速度とトルクのバランスをとるようにしてください。構築完了後はいつでも、より強力または高速なサーボモーターを購入して取り付けることができます。初めての RC ロボット用に HiTec HS-311 サーボモーターを入手してください。速度とトルクのバランスが良く、価格も安く、このロボットにぴったりのサイズです。HiTec HS-311 サーボモーターはここで購入できます。
  - サーボモーターは通常 180 度しか回転できないため、連続回転させるには改造する必要があります。変更する あなたはキャンセルします 保証はありますが、必ず行わなければなりません。サーボモーターの改造方法の詳細については、こちらをご覧ください。ここ.
- バッテリーを選択してください。 ロボットに動力を供給するために何かを入手する必要があります。AC 電源を使用しないでください。壁に差し込む必要はありません。DC電源、つまりバッテリーを使用する必要があります。
  - バッテリーの種類を選択します。次の 3 つのタイプから選択できます。アルカリ、NiMH および NiCad、リチウムポリマー (LiPo)。
    - Lipoバッテリーは最新のもので非常に軽いです。ただし、危険で高価であり、特別な充電器が必要です。すでにロボット工学の経験があり、ロボットにもっとお金をかけても構わない場合にのみ、このタイプのバッテリーを使用してください。
    - ニッケルカドミウム電池は一般的な充電式電池です。多くのロボットに組み込まれています。これらのバッテリーの最大の問題は、完全に放電していないときに充電すると、完全に充電できなくなることです。
    - NiMH バッテリは、サイズ、重量、価格の点で NiCad バッテリと非常に似ていますが、全体的にパフォーマンスが優れています。これらは通常、初心者のプロジェクトに推奨されるバッテリーです。
    - アルカリ電池は一般的な非充電式電池です。安くて簡単に手に入るので、すでにいくつか持っているでしょう。ただし、すぐになくなってしまうため、何度も購入する必要があります。使用しないでください。
  - バッテリーの仕様を選択してください。バッテリーパックの電圧を選択する必要があります。ロボットで最も一般的なのは 4.8 V と 6.0 V です。これらを使用すると、ほとんどのサーボモーターが正常に動作します。通常は 6.0V (ほとんどのサーボモーターには問題ありません) を取得するのが最適です。これにより、サーボモーターが高速化され、より多くの出力が得られるためです。ここで、ロボットのバッテリーパックの容量 (mAh (ミリアンペア時) 単位) を指定する必要があります。容量が大きければ大きいほど良いですが、価格も高くなりますし、通常は重くなります。構築するロボットのサイズには、約 1800 mAh が推奨されます。同じ電圧と重量で 1450 mAh または 2000 mAh のどちらかを選択する必要がある場合は、2000 mAh を選択してください。数ユーロ高いかもしれませんが、それでも入手できる最高の多目的バッテリーです。バッテリーパックを充電するための充電器があることを確認してください。ここでは 6.0V 2000mAh ニッケル水素バッテリーを購入できます。
- ロボットの素材を選択してください. 。すべての電子コンポーネントを接続するにはシャーシが必要です。このサイズのロボットのほとんどはプラスチックまたはアルミニウムでできています。初心者の場合は、HDPE と呼ばれる種類のプラスチックを使用することをお勧めします。このプラスチックは加工が容易で安価です。厚みを決めるときは5mm程度とってください。シートのサイズについては、カット時に失敗した場合に備えて、かなり大きなものを用意する必要があるでしょう。通常、ロボットに必要な表面積の少なくとも 2 倍を取ることをお勧めします。5 x 600 x 600 mm HDPE を 1 枚購入可能ここ。
- 送信機/受信機を選択してください. 。これはロボットの最も高価な部分になります。これがなければロボットは何もできないため、これが最も重要であると考えることもできます。ロボットの機能を制限するデバイスであるため、最初は適切な送信機/受信機を購入することを強くお勧めします。安価な送信機/受信機はロボットを問題なく動かしますが、他に何も追加することはできません。さらに、送信機は将来構築する他のロボットにも使用できます。したがって、今安いものを購入し、後でより高価なものを購入するのではなく、今すぐより良いものを購入してください。長期的にはお金の節約になります。ただし、使用できる周波数は異なります。最も一般的なのは 27 MHz、72、75 MHz、および 2.4 GHz です。27MHzは飛行機や自動車に使用できます。これは、安価なリモコンゲームでよく使用されます。小規模なプロジェクト以外にはお勧めできません。72MHzも使用可能 一人で 航空機用。通常は大型モデルに使用されるため、地上車両での使用は違法です。この周波数を使用すると、法律に違反するだけでなく、近くを飛行する高価な旅客機に干渉する可能性があります。飛行機事故を起こして莫大な修理費がかかる危険性があり、さらに悪いことに人々の命を危険にさらすことになります。ただし、75 MHz のものは完了しました。 一人で 表面使用の場合:それを使うことができます。ただし、周波数は 2.4 GHz が最適です。他の周波数よりも干渉が少ないです。さらに数ドル出して、受信機付きの 2.4 GHz 送信機を入手することをお勧めします。使用する周波数を決定したら、送信機/受信機で使用する「チャネル」の数を決定する必要があります。チャンネルの数は基本的に、ロボットで制御できる機能の数に対応します。このロボットには少なくとも 2 つ必要です。1 つのチャンネルではロボットを前方/後方に移動させることができ、もう 1 つのチャンネルではロボットを左または右に移動させることができます。ただし、少なくとも 3 つを持つことをお勧めします。ロボットを構築した後、いつでも別の機能を追加できるからです。4 つある場合は、通常、ジョイスティックが 2 つあることになります。送信機/受信機チャンネルが 4 つあるので、最終的には爪を追加できます。前に述べたように、後からさらに優れたものを購入する必要がないように、今は予算が許す限り最高の送信機/受信機を購入する必要があります。また、将来構築する他のロボットでも送信機と受信機を再度使用することができます。Spektrum DX5e 5 チャンネル 2.4 GHz 無線システムモード 2 と AR500 は、ここで一緒に購入できます。
- ホイールを選択してください. 。ホイールを選択する際に考慮する必要がある最も重要な点は、直径、トラクション、モーターに簡単に取り付けられるかどうかの 3 つです。直径は、中心点を通るホイールの左右の長さです。ホイールの直径が大きくなると、より速く進み、より高く登ることができますが、トルクは小さくなります。ホイールが小さい場合は、それほど簡単に登ったり、非常に速く走ったりすることはできないかもしれませんが、より多くのパワーを得ることができます。トラクションの質は、路面上のホイールのグリップに依存します。滑らないように、ゴムまたはフォームリングが付いているホイールを使用してください。サーボモーターに適したホイールのほとんどは正しくネジ止めできるので、心配する必要はありません。直径 3 ～ 5 インチのホイールの周囲にゴムリングが付いているタイプのホイールをお勧めします。車輪が 2 つ必要になります。精密ディスクホイールはここから購入できます。
特にすべてを同時に購入する場合は、送料を節約するために少数のサイトから購入するようにしてください。
. 定規とマーカーを使用して、フレームに使用する予定の素材上のフレームの長さと幅を測定します。15×20cmくらいにするのがベストです。適切な測定を行います。線が曲がっていてはならず、長さが正しいことを確認してください。覚えて：採寸は2回行いますが、カットは1回のみです。はい、どうぞ：カットできるようになりました。HDPE を使用する場合は、同じサイズの木材を切断するのと同じ方法で切断できるはずです。
6
. 材料がすべて揃ってフレームもカットできたので、あとは組み立てるだけです。ロボットを適切に設計した場合、これは実際には最も簡単なステップです。
- サーボモーターをプラスチック部分の底部、前方に取り付けます。シャフトの各「角」（サーボモーターの動く部分）が側面を向くように、横向きに配置する必要があります。車輪を取り付けるのに十分なスペースがあることを確認してください。
- 付属のネジを使用して、ホイールをサーボに取り付けます。
- ベルクロの一方をハンドセットに取り付け、もう一方をバッテリーパックに取り付けます。
- ロボットに 2 枚のベルクロを反対側になるように配置し、そこに受信機とバッテリーパックを取り付けます。
- これで、前部に 2 つの車輪があり、後部が床に触れるロボットが完成しました。このロボットには 3 番目の車輪はありません。背面が床に沿って滑るように正確に設計されています。
. ロボットが組み立てられたので、すべてを受信機に接続するだけです。受信機の「バッテリー」とマークされたソケットにバッテリーを挿入します。正しく接続してください。次に、サーボモーターを受信機の最初の 2 つのチャンネルに接続します。そこには「チャンネル 1」と「チャンネル 2」と書かれています。
. バッテリーを受信機から外し、充電器に接続します。バッテリーが充電されるまで待ちます。これには最大 24 時間かかる場合があるため、しばらくお待ちください。
この時点では、すべてがうまくいくはずです。次に進むには、を押します。 お先にどうぞ 送信機で。障害物コースを作り、それを使って猫と遊びましょう。すべての準備が整ったので、ロボットを楽しんで機能を追加してください。

広告

アドバイス

高速性とトルクを得るには、12V DC のバイク用バッテリーを使用することをお勧めします。
押したら右ロボットが左に移動したら、受信機のサーボモーターの入力を交換してみてください。右をチャンネル 1 に、左をチャンネル 2 に接続した場合は、それらを切り替えます。
カメラが付いている場合は、古いスマートフォンをロボットの上に置き、ビデオ送信機として使用してみてください。Google ハングアウトと組み合わせてロボットとコンピュータまたはその他のデバイスの間でビデオチャットを行うことで、部屋の外からでもロボットをガイドすることができます。
バッテリーを充電器に挿入できるアダプターを購入する必要がある場合があります。
さらに機能を追加します。送信機/受信機に追加のチャンネルがある場合は、別のサーボモーターを追加してロボットを改善できます。追加のチャンネルが 1 つしかない場合は、閉じることができるクランプを作成してみてください。ただし、追加のチャネルが 2 つある場合は、開閉、左右に移動できる爪を作成してみてください。想像力を働かせてください。
ご購入前に送信機と受信機の周波数が同じであることをご確認ください。また、受信機に同数以上のブロードキャストチャンネルがあることを確認してください。受信機に送信機より多くのチャネルがない場合、最小限のチャネルのみが使用可能になります。

警告

12V DC バッテリーを使用すると、12V DC でない場合はモーターが爆発する可能性があります。
ない飛行機を組み立てる場合を除き、72 MHz の周波数を使用してください。地上車両で使用すると、違法であるだけでなく、人を傷つけたり、死亡させたりする可能性があります。
初心者はぜひ試してみてくださいない住宅改修プロジェクトには AC 電源 (コンセントに接続) を使用してください。AC電源は非常に危険です。
110 ～ 240V AC モーターで 12V DC バッテリーを使用すると、バッテリーが焼き切れてすぐに故障します。

必要なもの

フレーム素材 (HDPE):要求された寸法の場合、約 15 ユーロかかりますが、多少は余るはずです。
2 つのサーボモーター:HiTec HS-311 の価格はそれぞれ約 7 ユーロです。
受信機:ヘリコプターの内部に取り付けられる送受信機。
6 V 2000 mAh NiMH バッテリーの価格は約 20 ユーロです。
充電器:約20ユーロかかります。
直径 5 インチの精密ホイール 2 個の価格は、それぞれ約 5 ユーロです。
粘着ベルクロ。