منحة إمهارا تتحدث عن روبوتاته - 💡 Fix My Ideas

منحة إمهارا تتحدث عن روبوتاته

منحة إمهارا تتحدث عن روبوتاته


مؤلف: Ethan Holmes, 2019

حبي للهندسة يعود إلى الوراء. عندما كان عمري 3 سنوات ، حصلت على أول مجموعة ليغو. أود أن أقول إنها غيرت حياتي ، لكن في ذلك العصر ، لم يكن لدي الكثير من الخبرة لأستمر فيها ، لذا من الأفضل أن أقول إنها ساعدت في تشكيل الطريقة التي أنظر فيها إلى حل المشكلات. لقد تعلمت العمل ضمن نظام معياري واستخدام الأجزاء الموجودة تحت تصرفي لبناء ما تصورت. وما كنت أتخيله ، في الأساس ، كان مهنة في الهندسة.

[ظهر هذا المقال لأول مرة في Make: magazine Volume 39 ، على الصفحات من 38 إلى 45.]

عندما كنت في المدرسة الثانوية ، لم تكن هناك برامج STEM (أو STEAM). لم تكن هناك مجموعات Lego Mindstorms أو برامج الروبوتات للأطفال مثل FIRST. في الواقع ، لقد تعلمت فقط ما هو مهندس من مستشار التوجيه الجامعي. عندما وصفتها ، نقر ضوء في رأسي ، وقلت ، "نعم ، هذا ما أريد القيام به. "

على مر السنين ، قمت بتفجير معدات المسرح المنزلي ، وساعدت في إنشاء أفلام روائية ، واستخدمت العلم لفضح الأساطير الحضرية. في حين أن المؤثرات الخاصة والانفجارات وحوادث السيارات مثيرة ، فإن الشيء الذي استمتعت به أكثر هو صنع روبوتات. جميع أنواع الروبوتات. من الدنيوية إلى اكيد خطير.

هنا فقط بعض الأصدقاء القدامى والمفضلات.

"العنكبوت"

بدأ هذا الوحش بفكرة إنشاء روبوت يمشي على نطاق واسع بقوة كافية لحمل الشخص. بدأت في مايو 2007 ، مع تصميم ذو ستة أرجل استنادًا إلى مجموعة Lynxmotion hexapod. قمت بتوسيع المفاصل واستخدمت نفاثة لتقطيع مقاطع الساق وألواح الجسم من أصل 6061 من الألومنيوم.

كل ساق لديه محرك للخدمة الشاقة لرفعه ومحرك أخف وزنا لتحريكه للأمام والخلف. ذهب تصميم الساق من خلال العديد من المراجعات. حاولت أربع مجموعات مختلفة من مجموعات المحركات / علبة التروس / التروس الخارجية قبل الوصول إلى السرعة والعزم المناسبين لحركة الرفع. كانت خيارات التروس الخارجية محدودة بسبب المساحة داخل وحول كل ساق ، وانتهى بي الأمر في النهاية باستخدام محركات الكرسي المتحرك مع الفرامل الكهرومغناطيسية المدمجة.

تم تصميم نظام التحكم حول متحكم Parallax BS2p40 ووحدة تحكم مؤازرة PSC متصلة بعشرات برامج تشغيل أجهزة Vantec RBSA23. يدير المتحكم الدقيق أيضًا مجموعة من وحدات إخراج الحالة الصلبة التي تعمل تلقائيًا على فك مكابح المحرك وفك ارتباطها حتى لا يفقد الروبوت طاقة ثابتة وهو لا يزال ثابتًا.

أثبت اختبار العنكبوت - وبالتأكيد أثقل روبوت صنعته على الإطلاق في أكثر من 625 رطلاً - أنه تحد هائل. العمل في وقت متأخر من الليل بنفسي ، كان هناك عدد قليل من المكالمات عن قرب عندما سحقني الروبوت تقريبًا.

نصيحة للمحترفين: لا تفعل ما فعلت. لا تعمل بمفردك على المعدات الثقيلة أو الخطرة.

أثبتت مواطن الخلل السيطرة أيضا مكلفة. مررت بالعديد من التروس المصنوعة من الحديد المصبوب والتي تبلغ قيمتها 100 دولار عندما كانت الأرجل قاعًا أمام نقاط توقفهم واستمر المحرك في الدوران ، مما أدى إلى قطع أسنان التروس وتمطر على الأرض مثل Tic Tacs. إن ما أبقى المشروع على الرف خلال السنوات القليلة الماضية هو عزم الدوران غير الكافي في المحركات التي تتأرجح الأرجل جيئة وذهابا - لسوء الحظ ، الجزء الأكبر من حركة "المشي". تم اختيارهم لحجمهم الصغير ، لكن يجب استبدالهم بمحركات أكبر وأكثر قوة قبل أن ينتقل المشروع (حرفيًا ومجازيًا) إلى الخطوة التالية.

المكونات الرئيسية

»المنظر BS2p40 متحكم

»المنظر PSC تحكم المؤازرة

»6 × NPC B81 / B82 المحركات

»6 × NPC EJ818 المحركات

»12 × Vantec RBSA23 (" الفتوة ") مكبرات مضاعفات

»وحدات إنتاج الحالة الصلبة 6 × ODC5

»2 × NPC-B1812 12V 22Ah مختومة بطاريات AGM حمض الرصاص

حقيقة ممتعة

لقد كان نقل العنكبوت إلى مرآب السيارات في المنزل عملية سهلة الاستخدام. تم تحميله على الشاحنة في غضون دقائق (بفضل مثبوسترس] الرافعة الشوكية) ، لكن تفريغها في المنزل استغرق 4 أشخاص تقريبًا 6 ساعات ، وهو واحد من أخطر الأشياء غير المرتبطة بالعمل التي قمت بها على الإطلاق.


"Deadblow" (Battlebots)

في روبوت الحروب عام 1995 في سان فرانسيسكو ، رأيت بوت مطرقة قوية بلا هوادة تسمى "Thor" التي ألهمتني لتصميم شيء مشابه ، ولكن باستخدام القوة الهوائية (الهوائية) بدلاً من الهيدروليكية. يستخدم الإصدار الخاص بنا خزان نيتروجين لكرة كرات لتخزين الغاز المضغوط ، ومراكم للهواء ، وصمام عالي السرعة عالي التدفق لقيادة مكبس الهواء ذهابًا وإيابًا ، حيث يتأرجح المطرقة.

كنا ضد الروبوتات ذات الأسماء المخيفة مثل "BioHazard" و "Vlad the Impaler" ، لذلك قررت تسمية روبوت المطرقة الخاص بي "Deadblow" ، بعد الأداة التي تحمل الاسم نفسه. (مطرقة الضربة هي واحدة مصممة لتقليل الارتداد إلى أدنى حد بعد الضربة.) لقد وضعت نموذجًا ثلاثي الأبعاد CAD ، ثم قطع النموذج الأولي من الليزر من الأكريليك. عندما كنت راضيًا عن ملائمة جميع المكونات واللوحات ، استخدمت مطحنة CNC لقطع الأجزاء "النهائية" من الألومنيوم.

ولكن بعد ذلك ، المنافسة مع القتال الروبوتات هي حياة ترقيات مستمرة. انتهى بي الأمر عبر ثلاثة أو أربعة تكوينات للدروع ، وستة أنظمة قيادة مختلفة ، وأطنان من قرص الأسلحة الصغيرة والثانوية ونظام القرص الجوي للضغط على أداء أكثر من أجزائي.

يسأل الناس غالبًا ما إذا كان الأمر يستحق تخصيص الكثير من الوقت والمال في شيء من المحتمل أن يتم تدميره. جوابي؟ BattleBots يشبه حفلة رائعة حقًا حيث الروبوت الخاص بك هو تذكرتك للدخول. يتعلق الأمر باختبار أفكارك ضد المنافسين الأذكياء والأقوياء ، وحول الإثارة القتالية. أخذ الضرر هو جزء من المرح. وإحضار الجوز العملاق (الكأس) ليس سيئًا أيضًا.

المكونات الرئيسية

»6AL4V التيتانيوم دروع وذراع سلاح

»2024 البنية الفوقية الألومنيوم

»S7 أداة رئيس مطرقة الصلب

»حزم نيمه البطارية

حقيقة ممتعة

لقد كان Deadblow شائعًا إلى حد أنه أنتج سلسلة من الألعاب الرسمية ، وقد طُلب مني كتابة كتاب ، اتصلت به Kickin 'Bot: دليل مصور لبناء روبوتات القتال.


"Artoo"

الوقت: مايو 1997. المكان: Leavesden Studios ، المملكة المتحدة. تصوير حرب النجوم: الحلقة الأولى، على وشك أن تبدأ ، وكانت الأمور لا تسير بسلاسة على مجموعة حظيرة Theed. على وجه التحديد ، لم تكن وحدات R2 تسير بسلاسة - فقد ظلوا عالقين في مسار الباب. كان لدى فريقي في Industrial Light & Magic أسابيع قليلة للحصول على روبوتات الدعم القديمة في الإنتاج.

حتى ذلك الحين ، كان لجميع وحدات R2 شكلاً من أشكال عجلة العجلات في جراب القدم الأمامية. كان حلنا لمشكلة الباب هو استخدام عجلة ذات قطر أكبر لا تقع في الشق ، وتثبيتها على محور يمكن توجيهه بفعالية مع بقية الروبوت. استخدمنا محركات الكرسي المتحرك للتنقل ، والتي تتميز بالهدوء والدقة. لقد تعاملت مع إلكترونيات الطاقة ونظام التحكم في الراديو ، بما في ذلك خلط مكونات التوجيه الجديدة.

قبل تصوير حرب النجوم: الحلقة الثانية، دُعيت إلى تحديث الأجهزة الإلكترونية على أسطول R2 بأكمله ، بدءًا من مصابيح القبة (تُعرف أيضًا باسم "شاشات المنطق"). في السابق ، تم إنهاء حزم كبيرة من الألياف البصرية بعجلة ألوان دوارة مضاءة بمصباح هالوجين ساطع (لم يتغير منذ أوائل الثمانينيات) ، مما أعطى مظهرًا دواميًا. لقد استبدلت التحرير والسرد بعجلات الهالوجين / اللون بمصفوفتي LED بحجم كرة الصولجان للهوكي مدفوعة بواسطة متحكم يقوم بتشغيل كود التسلسل العشوائي PWM العشوائي (تم تطويره أصلاً لمحركات الاعوجاج الموجودة على الحامي في مجرة كويست). لقد صنعت أيضًا ثنائي الفينيل متعدد الكلور مخصص للجمع بين جميع وظائف الإضاءة في حزمة صغيرة أنيقة واحدة.

المكونات الرئيسية

»2 × Invacare Power9000 المحركات على كرسي متحرك

»2 × Seiko Tonegawa SSPS-105 الماكينات (القبة وعجلة القيادة)

»استقبال RC

»رقاقة PIC16C متحكم 8 بت سلسلة

»Vantec RDFR33 التحكم في السرعة الإلكترونية

حقيقة ممتعة

وحدة R2 التي قطعناها على أنفسنا ل الحلقة الأولى في النهاية أصبحت وحدة "البطل" - الأكثر استخدامًا في تصوير المقربة.


"إنرجايزر الأرنب"

في أوائل عام 2008 ، قامت شركة Eveready Battery Company بتكليف Industrial Light & Magic لبناء جيل جديد من تمائم Energizer Bunny للإنتاج التجاري التلفزيوني. كان لدى فريقي المؤلف من ثمانية أشخاص إطار زمني مدته ثلاثة أشهر لاستكمال ثلاثة أرانب ميكانيكية جديدة بالإضافة إلى اثنين من "أجهزة الطرح" غير الآلية. مسؤوليتي: كل أنظمة التحكم الإلكتروني والالكتروني.

يحتوي كل الأرنب على لوحة دوائر مخصصة ومرحلات RC مخصصة ، مع عدة ميكروكنترولر 8 بت لتفسير أوامر التحكم في الراديو وتنفيذ حركات متعددة الخطوات - على سبيل المثال: توقف عن الضرب, رفع السلاح, العصي برم, توقف عن التدوير, انخفاض الأسلحةو استئناف الضرب.

الهيكل الداخلي هو الألومنيوم ، مع قذيفة الخارجي الستايرين تشكيل الفراغ. في المجموع ، لدى Bunny 10 أجهزة ، 3 محركات إكسسوارات ، ومحركان ، ويحتاج إلى ثلاثة مشغلين: واحد للرأس ، والآخر للأسلحة ، والآخر للقيادة.

كان أحد الأجزاء الأكثر تحديا في المشروع هو أنه (لأسباب قانونية ، الحقيقة في الإعلان) كان على الأرنب أن يعمل في الواقع على بطاريات إنرجايزر من فئة المستهلك. ولكن مع وجود أكثر من عشرة محركات على متن الطائرة - بما في ذلك محركان للخدمة الشاقة - كان لدى Bunny متطلبات طاقة هائلة ، وهو ما يفوق بكثير طاقة البطاريات الجاهزة للبطاريات وحزم البطارية. كان حلي هو توصيل الأسلاك طن منهم. لقد قمت بتعبئة ما مجموعه 44 بطارية AA في عبوة على شكل موزة ، مثل مشبك AK-47 ، الذي يختبئ جنبًا إلى جنب مع جميع الإلكترونيات الأخرى في جسم الأسطوانة.

المكونات الرئيسية

»3 × استقبال RC

»2 ميكروكيب PIC16C سلسلة ميكروكنترولر 8 بت

»4 × ضوابط سرعة RC

»10 × فوتابا S9402 الماكينات

»44 × بطاريات AA

حقيقة ممتعة:

الأرانب لها أسماء! هم E ، F ، و G - ويعرف أيضا باسم إيرل ، فلويد ، وجارث.


"جيف بيترسون"

في عام 2010 ، طلب مني كريج فيرغسون تصميم وبناء "صاحب هيكل عظمي روبوت" لمساعدته على الاستضافةالراحل المتأخر على CBS. قال لي "تبقي الأمر بسيطًا".

استخدمت هيكل عظمي قياسي لبيولوجيا البلاستيك ، لكنني استبدلت الجذع بلوحة من الألومنيوم حيث قمت بتركيب الماكينات والأجهزة الإلكترونية الأخرى. تم تزويد "Geoff" بثلاثة أجهزة عالية الطاقة - واحدة لكل ذراع وواحد في الرقبة - قادرة على توفير 27 رطلاً من عزم الدوران لكل منهما. هناك أيضًا مؤازرة أصغر من نوع هواية في الرأس ، والتي تقلب الفك.

في الأصل ، كان لدى Geoff نظام تحكم لاسلكي معقد قائم على iPad وجهاز التوجيه اللاسلكي على متن الطائرة. فسر متحكم أوامر المشغل المرسلة من الآيباد ولعب ملف صوت مطابقًا ، بالإضافة إلى تنظيم مجموعة من حركات المؤازرة المتزامنة لإعطاء جيف وهم الحياة. في الأساس ، سوف تضغط على زر ، وسوف يستجيب الروبوت من تلقاء نفسه. قبل كل عرض ، يقوم المنتجون بتحميل مجموعة من المقاطع المبرمجة مسبقًا ثم اختيار من تلك المكتبة للرد على Craig. (بالمناسبة ، هذه هي الطريقة التي أصبحت بها "الكرات" واحدة من عبارات Geoff ، حيث يمكن استخدامها في العديد من المواقف المختلفة.) في الآونة الأخيرة ، كانت تعمل على تشغيل Geoff مع دمية متحركة ، والتي تسمح بمزيد من العفوية والعديد من الخيارات الكوميدية. يتم التخطيط دائمًا للترقيات لـ Geoff ، وقد حصل مؤخرًا على القدرة على غمض عينيه.

مكونات أساسية »متحكم Parallax Basic Stamp» وحدة التحكم المؤازرة Parallax »مشغل SparkFun MP3» موجه واي فاي »3 أجهزة Seiko Tonegawa SSPS-105» مضاعفات Futaba S9402 »واجهة شبكة Wiznet Ethernet» 2 × تبديل إمدادات الطاقة

FUN FACT قام كريج نفسه بتسجيل النسخة الأولى من صوت Geoff. بدا وكأنه داليك بلهجة اسكتلندية. ثم تولى الممثل جوش روبرت تومبسون التعبير عن والسيطرة على جيف ويفعل ذلك حتى يومنا هذا.


"وظيفة غريبة"

السلاح المفضل لأتباع جيمس بوند الشرير في إصبع الذهب هو قبعة الرامي razorrimmed انه يلقي بسرعة القاتلة والدقة. ل مثبوسترس] اختبار ، قمنا ببناء الرامي لديناchakram مع حلقة الصلب شحذ الداخل. لسوء الحظ ، اتضح أنه كان ثقيلًا جدًا على الإنسان أن يرميه بدقة.

احتجنا إلى القوة والسرعة والدقة الفائقة ، لذلك قمت ببناء روبوت بإطار من الصلب وذراع رمي مدعومة بأسطوانة هوائية ضخمة. كان للذراع "كوع" ، وهو اسطوانة هواء ثانية لالتقاط "الساعد" ، و "إصبع" هوائي في النهاية تمسك بالقبعة. تم ضغط الأسطوانة في وقت مبكر وتم تثبيت الذراع تحت الضغط من خلال قفل تحرير سريع سعة 1 طن. كانت الحيلة أن التوقيت كان يجب أن يكون دقيقًا للغاية. لقد استخدمت مفاتيح الحد لتشغيل صمامات الهواء ؛ عندما تتأرجح الذراع الرئيسية ، أصابت هذه المفاتيح ، مما تسبب في تمديد الساعد والإصبع لإطلاق القبعة في اللحظات المناسبة.

المكونات الرئيسية

»4.5 ″ ديا. × 24 ″ الاسطوانة الهوائية السكتة الدماغية

»2 ″ ديا. × 10 cylinder اسطوانة تعمل بالهواء المضغوط

»1.5 ″ ديا. × 6 cylinder السكتة الدماغية الهوائية

»2 × الصمامات الهوائية عالية السرعة ذات الحجم الكبير

»1 طن مزلاج الإفراج السريع

»ANSI # 80 ضرس وسلسلة الأسطوانة

الحد من مفاتيح

حقيقة ممتعة

القبعة ذات الحافة الفولاذية قد دفعت رأس التمثال المستهدف في المحاولة الثانية ، وكاننا متحمسون بشكل لا يصدق ... إلى أن اكتشفنا أن تمثالنا "الرخام الصلب" كان ، في الواقع ، مجوفًا. بعد ذلك ، استخدمنا تمثالًا خرسانيًا صلبًا ، كانت القبعة قادرة فقط على تشيبه.


"العروس"

في اقتل بيل، شخصية أوما ثورمان The Bride مدفونة أحياء في صندوق خشبي. وبدلاً من قبول مصيرها ، تستخدم مهاراتها في فنون الدفاع عن النفس لكمة غطاء التابوت مرارًا وتكرارًا حتى ينهار ، ثم تستخرج طريقها. ل مثبوسترس] اختبار ، كنا في حاجة إلى شخص يمكن لكمة مرارا وتكرارا لساعات - مع قوة هائلة - دون الاستسلام. كانت قائمة المتطوعين البشر قصيرة بشكل مدهش ، لذلك اخترنا روبوتًا.

لإنشائه ، استخدمت خزان هواء صغيرًا كمراكم وأرفقت صمامًا كبيرًا للهواء عالي السرعة / كبير الحجم بالإضافة إلى أربعة صمامات هواء أصغر. تعامل صمام الهواء الرئيسي مع ضربة اللكم القوية ، في حين أن الصمامات الأصغر تعاملت مع التراجع. قمنا بتوصيلها بأسطوانة هواء (لكنها قوية) مزودة بقبضة من الجيلاتين الباليستية. كان كل شيء متصلاً بإمداد هواء خارجي ضخم ويتم التحكم فيه بواسطة زوج من أجهزة ضبط الوقت الرقمية.

أطلقنا الروبوت صعودًا ، وشرع في الانتقال إلى الإبهام والإبهام والإبهام على غطاء التابوت لساعات. بعد حوالي 600 من اللكمات ، أحدثت بالفعل صدعًا في الخشب ، لكنها لم تخترق. اسف اوما ارقد في سلام!

مكونات أساسية »أجهزة ضبط الوقت الرقمية OMRON المزدوجة

»4 × صمامات هوائية صغيرة

»صمام هوائي عالي التدفق / الحجم

»4.5 ″ ديا. × 10 cylinder اسطوانة تعمل بالهواء المضغوط

FUN FACT تم استعارة الصمام الرئيسي عالي السرعة / ذو الحجم الكبير من شركة M5 Industries المؤثرات الخاصة ، وجاءت عدة صمامات هواء أصغر من روبوتي القتالي الشخصي ، Deadblow.




قد تكون مهتمة

دليل هدايا العطلة: Retro Tech

دليل هدايا العطلة: Retro Tech


صانع أعياد الميلاد: وليام بليك

صانع أعياد الميلاد: وليام بليك


جون كين حالمة بعد ملاحظة الفن

جون كين حالمة بعد ملاحظة الفن


دليل هدايا العيد 2010: تصنيع ثلاثي الأبعاد

دليل هدايا العيد 2010: تصنيع ثلاثي الأبعاد