总结
背景情况
关于这款令我们倍感自豪的小型打印机器人的故事,要追溯到几个月前。当时,我8岁的儿子哈维尔收到了圣诞礼物——一套机器人套件(来自bq品牌,强烈推荐),于是我们开始摆弄一些基础电子元件、Arduino开发板之类的东西。家里有台3D打印机,在组装了几款现成的打印机器人后,我们突发奇想:何不自己动手从零开始制作一个呢?如果能设计出这样的产品,岂不更有挑战性?
也就是说,我们在电子、编程和自动化方面的知识几乎为零。除了3D设计和建模
鸣谢
继续讲这个故事之前,我得先感谢 bq 公司、他们的 DIWO 平台、机器人课程,以及他们基于 Arduino bitbloq 套件开发的编程平台。
尤其要感谢来自PROMETEC的胡安·卡洛斯。http://www.prometec.net感谢您出色的 Arduino 公开课程,没有它,我根本无法完成这项任务。
同时,我还要感谢哈维尔·维达尔·佩尼亚(Javier Vidal Peña)。推特账号:https://Twitter.com/javidalpe感谢他耐心地帮助我们搭建控制网页,并调试我们的程序代码。
概念设计
我们的想法是制作一款带有内置摄像头的遥控机器人,能在无需直视的情况下进行远程操控。在众多可能的遥控系统中,我们认为Wi-Fi技术最为合适,因为我们认为它能提供更强的自主性、更广的覆盖范围,还能实现实时视频传输(至少在受控区域内可行),并且有望通过互联网实现远程控制
由于我们有一台 GoPro,它可以通过自带的应用程序与手机进行流媒体连接,我们觉得部分工作已经完成了,剩下的就是解决机器人移动控制的问题了。
首次测试中遇到的一个重大问题是,发现摄像头的流媒体传输存在几秒钟的延迟。不过这个小缺点倒也有其积极的一面,或者说挺有趣的,因为这让操控机器人感觉就像在火星上遥控机器人一样!!!!!相信这个问题迟早会得到解决,但就我们目前的情况而言,这几乎算是一个优点而非缺点了。
话虽如此,这款探测器主要由两个连续旋转的伺服电机组成,安装在一个底盘上,底盘上还装有电子设备和相机支架。底盘上还配备了一个微型伺服电机,可实现 180 度的旋转。
打印件
设计这些部件时,我们借鉴了之前组装BQ打印机(如Beetle和Renacuajo)的经验,以及在Thingiverse上看到的其他设计。我们以这些打印机的某些部件为基础,进行复制或修改,最终找到了适合我们的解决方案。我们的设计理念是打造一个坚固、简洁且紧凑的机箱。设计过程中我们使用了AutoCAD和SketchUp软件。
我们的机器人曾出现一些轻微的碰撞问题,因此你们会看到这个机器人是用两种颜色打印的。这是因为我们需要对第一个原型机的一些部件进行修改,以解决拼接问题。使用 SolidWorks 或 Inventor 设计软件的话,就不会出现这种问题了!
大家现在看到的这些图片,展示的是我们目前正在制作的原型机。我们正在努力改进一些设计,比如给无线网络模块加装一个支架。
主要组件
Freaduino UNO 控制板(兼容 Arduino UNO 或类似设备)。该控制板的优势在于,其每根引脚都集成了 SVG 连接器,无需额外外接线材,极大提升了连接便利性。
2个SM-S4303R型连续旋转舵机或类似型号的舵机
一个9克的微型舵机(及其配套螺丝)
模块化 Wi-Fi 设备 ESP8266(配有 FTDI 接口,可在需要时进行编程)
一个 GoPro Hero 3 相机及其配件(或配备 WIFI 功能的类似产品)
M3规格的螺丝和螺母(尺寸多样,包括12毫米、14毫米、30毫米等)
直径为12毫米的球、弹珠或滚珠轴承
2个50毫米的O型密封圈
一个可容纳 8 节 AAA 电池的电池盒
一个迷你原型开发板
一些原型板用的电缆线
主要功能与控制方式
向前、向后、左转、右转以及停车。
摄像机向右、向左移动,以及回到中央位置。
通过控制面板上的箭头按键,可以对网页进行控制操作。
需要在 Arduino 的串行监视器中通过 AT 命令执行以下操作:
AT+CIFSR? // 这将为我们提供 ESP8266 的网址信息。
AT+CWLAP="tured","tucontraseña" //只需执行一次,因为相关信息会被保存下来。
控制界面有一个输入框,用户需要在其中输入打印机的网址(即通过执行 AT+CIFSR? 命令获取的网址)。
我建议大家去 www.prometec.net 看看关于 ESP 8266 的教程,那里详细讲解了如何配置 ESP8266 及其特性。
http://www.prometec.net/arduino-wifi/
我附上了控制程序,目前仍处于调试和优化阶段。欢迎大家提出建议和意见(这方面我们做得最不尽如人意了);)正如我所说,我上传的是一个功能尚不完善的测试版。希望过几天能把它完善、优化到位。我把它放出来,希望有更专业的技术人员能帮我们一把!
用户在浏览器中运行 controlweb.html 文件,即可对打印机进行控制(按住方向键不放,松开即可停止操作)。
最后,附上几段测试阶段的视频(循环播放,未启用 Wi-Fi 控制功能)。不久后,我们还会上传远程操控的视频片段:
https://www.youtube.com/watch?v=HMv9-_M3Ngg
https://www.youtube.com/watch?v=LGqeGaWIHyk
打印设置
打印机品牌:
复制者
打印机:
普瑞萨 I3 Hephestos 打印机
木筏:
不要
支持者:
不要
分辨率:
300
填充部分:
30
注意事项:
用PLA材料打印的零件
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