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PVCBOT【18号】叠行者·弓身曲展小车
发表日期:2011-11-11 10:30:51 来源:PVC-Robot 作者: 【 】 浏览:2123次 评论:0
    本项目是一个有着奇特行动方式的机器人,其模仿的是一种被称为“尺蠖”的小虫爬行。所谓尺蠖(huò,与“或”同音),这个名字可能有点生僻,很多人可能未必对得上号,但是如果说弓身爬行的小虫大家应该都会知道,也就是那种把身体曲成弓形后再伸展开来爬行的小虫。孔子所说的“尺蠖之曲,在于伸也”也就是指的这种小虫。按照惯例我们再给本项目机器人起一个外号,由于其主要是依靠身体的不断折叠来行进的,文绉绉一点就叫“叠行者”。

【入门】22、PVC-Robot【18号】叠行者·弓身曲展小车 - PVC-Robot - PVC-Robot

 

  以下为视频:

  本项目套件的淘宝地址http://item.taobao.com/item.htm?id=12611715267

 

 

  一、基本原理

    1.1、运动方式

    1.2、驱动机理

    1.3、电路原理

  二、准备工作

  三、制作过程

    3.1、躯干

    3.2、动力

    3.3、传动

    3.4、轮子

    3.5、电路

    3.6、总装

  四、效果展示

  五、项目总结

 

 

 

一、基本原理
1、运动方式
  本项目机器人是靠曲柄连杆对两个躯干的拉伸来实现运动的。

【入门】22、PVC-Robot【18号】叠行者·弓身曲展小车 - PVC-Robot - PVC-Robot



       1、当曲柄连杆向外伸展时,左边的轮子逆时针转动,右边的轮子顺时针转动,由于制动片的作用,轮子无法逆时针转动,因此,左边躯干保持不动,右边躯干伸展出去了。
       2、当曲柄连杆由伸展变为拉缩时,左边轮子顺时针转动,右边轮子逆时针转动,制动片阻止了右边轮子的转动,因此,右边轮子保持不动,左边躯干收缩回来。小车完成了一个步长的移动。
       随着曲柄连杆的往复转动,小车也重复这上述的运动。

【入门】22、PVC-Robot【18号】叠行者·弓身曲展小车 - PVC-Robot - PVC-Robot

 
 
2、驱动机理
  本项目机器人两组轮子的转动的方式是一样的,一下以其中一组轮子的转动作为例子。
       注意:小车的轮子和齿轮是一体的,因此,轮子的转动即是齿轮的转动,为了便于说明问题,此处只展示齿轮而略掉了轮子。
       1、当齿轮顺时针转动时,齿轮带动制动片向右弯曲,由于制动片较软,且右边没有受到阻力,因此,齿轮可以连续顺时针转动。
       2、当齿轮逆时针转动时,齿轮试图带动制动片向左边弯曲,由于小车躯干阻挡了制动片的弯曲,因此,齿轮无法向逆时针方向转动。
       

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3、电路原理
  本项目机器人的电路原理比较简单,就是直接一组电池连接一个电机,中间通过一个拨动开关来控制电路的通断。
 

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二、准备工作

  本项目需要的器材主要包括:PVC线槽、电机(带减速齿轮箱)、螺丝/螺帽、垫片等。      

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  本项目采用宽度为2.5CM的PVC线槽,另外还有2节7号干电池。 

  以下列出本项目的其他主要器件:

名称

 规格

数量 

用途 

1

小电机

 带齿轮减速箱的微型马达

1

 动力

2

电池盒

 7号电池盒(2节) 

1

 电源

3

拨动开关

 小拨动开关

1

 电源开关

4

导线

 //绿

若干

 电路连接

5

齿轮

 孔径1.9mm

2

 车轴齿轮

6

短轴

铁制长1.2CM,直径1.8mm

1

 减速电机转轴

7

长轴

铁制长4.5CM,直径1.8mm

2

 车轴

8

长轴

铁制长4.5CM,直径1.8mm

1

 合页轴杆

9

橡皮圈

直径15mm

4

 车轮外胎

10

大滑轮

皮带滑轮,直径24mm

4

 车轮

11

小滑轮

 小皮带滑轮

1

 合页轴连接

12

小圆珠

塑料圆珠子

2

 合页轴套

13

M1.2*5螺丝/螺母

 直径1.2mm,长5mm

1

 固定减速电机

14

M1.2*5螺丝/螺母

 直径1.2mm,长5mm

1

 连杆铰链

15

M2*6螺丝/螺母

 直径2mm,长6mm

1

 连杆轴

16

M2*6螺丝/螺母

 直径2mm,长6mm

2

 固定齿轮限位杆

17

M2*6螺丝/螺母

 直径2mm,长6mm,平头

1

 固定电池盒

18

M1.2螺母

孔径2mm

1

 固定连杆铰链

19

M2螺母

孔径2mm

1

 固定连杆轴

 

 

 

 

 

 本项目套件的淘宝地址http://item.taobao.com/item.htm?id=12611715267
 
 
三、制作过程
  以下将按照制作的顺序,全程介绍本项目机器人的制作过程。
  

1、躯干 

  裁出两段PVC材料作为小车的躯干,长约8CM。
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  将两段躯干边缘剪去。
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  躯干四个边缘适当倒角。
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  选择躯干其中一端,靠近边缘处打上小孔,用于固定小车车轮的轴。
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  选择其中一段躯干,剪掉一段边槽,长约1.5CM。【入门】22、PVC-Robot【18号】叠行者·弓身曲展小车 - PVC-Robot - PVC-Robot
 

  躯干打孔的一端剪掉一段凹槽。
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2、动力 

  选择未剪掉边槽的躯干,在其边槽上挖出一个半圆形缺口。
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  在该段躯干另一端打上小孔,用于固定连接两段躯干的轴。【入门】22、PVC-Robot【18号】叠行者·弓身曲展小车 - PVC-Robot - PVC-Robot

  用502胶水将减速电机固定于半圆形缺口处。
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3、传动 

  将小滑轮磨掉一个切边。
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  用502胶水将小滑伦固定在如下图的位置上,作为合页轴连接。
  注意:小滑轮位置居中,滑轮与PVC材料边缘平行。
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  剪出一段PVC材料,长约3.5CM,宽约0.8CM,并在两头打上一大一小两个小孔,做为连杆。
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  剪出一段PVC材料,长约1.2CM,宽约0.8CM,在两端打上一大一小两个小孔,作为曲柄。
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  用502胶水将一段长约0.8CM的轴固定在曲柄大孔的位置上。
  注意:轴要与曲柄平面垂直。

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  曲柄小孔处套上一组M1.2的螺丝、螺母。
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  将曲柄和连杆连接起来。
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4、轮子 

  将橡皮圈套入大滑轮,作为小车的车轮。选取一段长约4CM的轴。
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  将车轮、车轴套入躯干,车轴中间加入一个此轮。
  注意:1、用502将车轮与轴固定。
     2、用502将齿轮与轴固定。
  要求:车轮、轴、齿轮连为一体,他们与PVC材料之间不能有粘合,能自由转动。
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  两段PVC躯干都装好车轮。
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  剪出一段较薄的PVC材料,作为制动片。其中一段打上小孔。
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  将制动片放入PVC躯干槽中,其放置的位置刚好可以卡住齿轮。
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  将制动片用螺丝固定。
  注意:安装好制动片后,可以测试一下车轮的转动,由于制动片的作用,车轮只能朝一个方向转动。
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  另一段PVC躯干也用相同的方法安装制动片。
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5、电路 

  用502胶水将开关粘在安装电机的PVC躯干的边槽上。
  特别提醒:由于502胶水渗透性强,干得快,使用时要格外小心,如果没有控制好用量,轻则会把不该粘住的东西粘起来了,严重的有可能会导致器件的损坏报废,一般建议使用前先试一下会不会出水孔过大一次性会滴出过多胶水,必要的时候可以用牙签之类的工具蘸着胶水涂到要粘贴的部位。
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  用螺丝将电池盒固定在安装电机的PVC躯干上。
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  根据电路原理图和焊接示意图,把电路接好
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6、总装 

  用502胶水将曲柄上的短轴固定到电机上。
  特别提醒:由于502胶水渗透性强,干得快,使用时要格外小心,如果没有控制好用量,轻则会把不该粘住的东西粘起来了,严重的有可能会导致器件的损坏报废,一般建议使用前先试一下会不会出水孔过大一次性会滴出过多胶水,必要的时候可以用牙签之类的工具蘸着胶水涂到要粘贴的部位。
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  曲柄的另一端用螺丝固定在另一段PVC躯干上。
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  用一根长轴,通过小滑轮,将两段躯干连接在一起。
  长轴两端分别套上两个小圆珠,防止长轴脱落。
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  至此,小车的制作即完成。
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四、效果展示
  以下是PVC-Robot 18号完成组装后的整体效果。 
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五、项目总结
  这是一个非常有意思的项目,且制作相对也不会太复杂,通过这个项目我们可以:
 
  1、了解尺鳠屈伸运动的驱动方式;
  2、学习新的机械结构设计;
  3、锻炼动手能力。
 
  本项目设计巧妙而且非常有趣味性,学习娱乐两不误,推荐大家都来动动手。
 

  本项目套件的淘宝地址http://item.taobao.com/item.htm?id=12611715267 

 

  特别说明:当前小车运动方式的创意来源于互联网上一位据说是来自日本的木制DIY爱好者的视频,不过由于只看到实际运行的视频而没有详细的制作资料,所以当前PVC版本的尺蠖小车的制作方法也只能是自己试验和摸索出来的。不过,在这里也还是要向这位DIY爱好者表示敬意。

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Tags:PVCBOT 行者 弓身曲 小车 责任编辑:博趣
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