Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Robootikaar on valmistatud ringlussevõetud jalgrattaosadest

Art-Bot on 8'-pikkune robootiline käsi, mille lõpus on kettsaag, mida kontrollivad arcade mängu nupud.

Olen töötanud jalgrattaosadega, kuna olin umbes kaheksa või üheksa aastat vana. Kõik algas siis, kui mu noorem vend ja meie lapsepõlve naabrid ja sõbrad tulid oma jalgrataste parandamiseks. Ma alustasin oma jalgratastega töötamisega ja hakkasin lõpuks töötama kõigi teiste juures.

Soovitan väga töötada jalgrattaosadega. Esiteks on olemas range standard, mis on üsna universaalne jalgratta disainis ja tootmises, mis teeb sobivate osade leidmise väga lihtsaks. Teiseks, peaaegu igas linnas või linnas on seal kusagil jalgratta junkyard ja sealt leiate odavaid kasutatud osi. Kolmandaks, jalgrattaosad hõlmavad mitmeid masinaehituse võtmevaldkondi, sealhulgas konstruktsioonielemendid (metallosad), mehaanilised komponendid (ketid ja hammasrattad) ja muud kineetilised komponendid (näiteks laagrid ja kaablid).

Roboti jalgrattaosadest muutmine ei ole tõesti nii keeruline ja ma soovitan seda väga. See on tasuv ja üsna lihtne. Loomulikult ei ole alati nii lihtne kasutada õiget metallist kauplust. Kui soovite tõesti kasutada kasutatud jalgrattaosasid, on vaja metalli töötlemiseks vajalikke tööriistu. Õnneks oli mul rõõm Concordia ülikooli kaunite kunstide magistriõppes ja Hexagrami instituudi liikmeskonnas ning juurdepääs ühele Põhja-Ameerika Ülikooli kõige populaarsemate kunsti- ja disainmetallide poodidest. Metallist poe ostmisel soovite veenduda, et sellel on võimalikult palju järgmisi tööriistu:

  • sandblaster (vana rasva ja värvi puhastamiseks)
  • rihm, ratas, käeshoitavad ja torulõikurid (nagu lihvijad)
  • benders (see võib olla käsitsi või mõnikord masina abivahendid täiuslike kõverate jaoks)
  • keevitajad (eelistan TIG-i keevitajaid, sest need on usaldusväärsed, kiired ja kergesti kasutatavad)
  • puuripress (enamikul kauplustest on üks neist)
  • elektrilised ja manuaalsed saed (näiteks saagid ja saagsaed)
  • alasi ja hea komplekt rasked haamrid ja mulgustid
  • jahvatusseadmed, plaadipresside lõikurid, augurauad ja tina moodustavad jaamad on boonus

Märkus: ärge muretsege, kui teil ei ole kogemusi nende tööriistadega töötamise või metalliga üldiselt. Kui teil on juurdepääs õigele nõuandele ja tehnilisele toele, saate tavaliselt õppida, kuidas metalliga töötada üsna intuitiivselt. Lihtsalt usaldage oma käsi ja veenduge, et teate kõiki ohutusnõudeid. See võib alguses olla hirmutav, kuid see on vaeva väärt.

Töötlemine ringlussevõetud jalgrattaosadega võib omada mõningaid piiranguid ja seetõttu on oluline, et metall saaks häkkida. Muude metallosade kohandamine ja ümberehitamine jalgrattaosadele muutub vajalikuks, et võimaldada kineetilisi liigutusi ja spetsiaalseid mehaanilisi funktsioone. Kaks näidet, mida saan Art-Boti projektist jagada, on autoosades sagedamini kasutatavate varrastega otsade kasutamine (joonis 1) ja elektriliste täiturmehhanismide kasutamine, mida kasutatakse vanade satelliitantennide joondamiseks (joonis 2) . Varda-silmusotsikuid kasutati täiturmehhanismide paindliku pöördepunkti andmiseks mehaanilise aktiveerimise igas otsas.

Joonis 1: Elektrilised täiturid

Joonis 2: Rod-eye-end mehaanilised ühendused

Arcade Game Robotikontroller

Kontrollerite tegemine mis tahes robotile võib olla keeruline. Mulle meeldib hoida asjad võimalikult lihtsana ja usun, et lihtsate disainilahenduste puhul mängivad tõeliselt keerulised süsteemid. Tegelikult, mida vähem on disain, mis täidab vajalikke vajalikke funktsioone, seda küpsemad on. Minu arvates on roboti kontrollimiseks kaks võimalust.

Üks võimalus on kasutada arvutit, et teha kõik teie käsutuses olevad kontrollid. Kui te seda teete, siis peate tõenäoliselt üles ehitama CNC-masina või laserlõikuri või isegi kodus valmistatud 3D-printeri. Arvuti kasutamise probleem robotiga on see, et see on väga keeruline. Esiteks, arvutid on head eukleidide geomeetrilistes ruumilistes arusaamades - Euclidis, olles iidsetest aegadest kreeka matemaatik, kes on akrediteeritud olemise geomeetriaga. Matemaatiline geomeetria on kasulik asjade liigutamiseks X-, Y- ja Z-tasanditel või asjade, nagu CNC-treipingi telje keeramiseks. Kuid keerulisi dünaamilisi materiaalset jõudu, millega masinaid võib ette näha, kui need asjad ettearvamatutest materjalidest välja teevad, ei saa kergesti välja arvutada. Põhimõtteliselt toob robotite juhtimine arvutite abil kaasa keerulise geomeetrilise matemaatika süsteemi, mis ei võta arvesse robotite interaktsioonide dünaamilist keerukust ümbritseva ruumi ja materjalidega.

Joonis 3: Art-Boti peamine robotvarras

Teine võimalus masinate juhtimiseks on lihtsalt liidese ehitamine, mis võimaldab masinaga manipuleerida ja seejärel kasutajal robotit käsitsi juhtida. Hea reaalne näide sellest võiks olla ehitusmasinatega nagu kraanad või põllutöötraktorid. Isegi elektrilisi tööriistu võib vaadelda mehaaniliste seadmetena, mis on ette nähtud analoogliideses inimkehaga liidese loomiseks. Tegelikult on elektrilised tööriistad ilmselt kõige lihtsamad kasutatavad robotid. Nüüd ma tean, et ma pean roboti määratlust selles, et ootame, et robootika kannab automaatselt oma keerulisi ülesandeid, mida kontrollib arvuti, kuid peame mõtlema, et Art-Bot liigitatakse robotiks. Art-Bot robot on mõnevõrra sarnane robotitega, mis kokku panid autosid ja mida võib isegi võrrelda prototüüpimismasinatega - põhiliselt mehaaniliste tööriistadega (robotid), mis teevad asju. Kuid selle asemel, et mõelda kosmosele eukleidise arvutamise mõttes, mis oleks minu disaini piiranud XY-vorminguga - suutsin ehitada kolmesse universaalsesse liigesesse, mis kõik olid ühendatud järjestikku, andes mulle väga õnneliku liikumisruumi, mis ei olnud vajavad keerukaid arvutuslikke arvutusi, sest siis andsin kontrollid inimestele.

Joonis 4: Arkaadimängu robotikontrollid

Ma eelistan robootikaid, mis liidavad inimeste kasutajatega, kasutades selleks mingit ergonoomilist ja küberneetilist liidest. Sel viisil saab dünaamiliselt adaptiivset inimese tajumist partnerluses võimsaid robootilisi tööriistu, et saada nii inimese kui ka masina maailmast parim. On kahte tüüpi kontrollereid, mis algselt mõeldud Art-Boti jaoks, mis vajavad inimese kontrollerit. Esimene konstruktsioon hõlmas roboti käe miniatuurse koopia kasutamist, millel oleks sama suur liigendus ja vabaduse astmed kui peamine suur võimas robootiline käsi (joonis 3). Lõpuks ma ehitan esimese disaini, kuid nüüd olen koostanud teise sarnase kontseptsiooni, kasutades arcade mängu kontrollerit (joonis 4). Kasutaja käsutuses olevate juhtimisseadiste tegemine tegi mitmeid asju. Kõigepealt oli see väga lihtne juhtimisliidese seadistamiseks ja teiseks muutis see roboti põnevaks ja interaktiivseks. Ma sain vähendada arvutikontrollide keerukust, lihtsustades asju ja andes kasutajale volituse robotiga töötamiseks.

Joonis 5: Arkaadimängu juhtimine väljaspool Art-Boti juhtumit

Joonis 6: Vasakpoolne juhtimine

Joonis 7: Parempoolne kerimisrulli regulaator

Arkaadimängukontrollid paigutati väljaspool polükarbonaadiga kaitstud akustilist läbipainde kate, mis kaitsevad kasutajaid hirmutava mootorsae eest, hilisemate valjude müra ja lendavate puidujäätmete eest (joonis 5). Juhtpaneel on jagatud kolmeks osaks. Esimeses osas on vasakpoolsed juhtelemendid, mis koosnevad neljast nupust (joonis 6). Suur punane nupp lülitab kettsae sisse ja välja, punased, kollased ja rohelised arcade mängu nupud valivad ühe kolmest universaalsest liigendist käes ja musta arcade mängu nupp nihke all valib pöörleva tööriista mootorsae ketramiseks. Kui üks vasakpoolsetest nuppudest on valitud, kasutatakse parempoolset juhtnuppu liikumisele rööbastee hiire nagu PS2 kontrolleri abil (joonis 7). Näiteks, mustade valimine ja palli kerimine ja liigutamine muudab kettsae pööramiseks. Kui valite rohelise ja kerige palli alla, siis liigub üks universaalliigestest ühes suunas ja kuuli liigutamine vasakule või paremale liigutab liigendit teises universaalses suunas.

Joonis 8: Arcade mäng kontrollib mehaanilist vedrustuse ja jõu tagasiside seadet

Joonis 9: Arcade mängu juhtpaneeli tõstmine ja juhtimine

Juhtpaneel on ühendatud jõudude tagasiside süsteemiga, mis reageerib roboti käe poolt tunduvatele jõududele ja saadab juhtpaneelile mehaanilise tagasilöögi (tööstuses tuntud tagasisidena). Füüsiline tagasiside toimib, kui juhtpaneel ühendatakse käsivarrega rippuva mehaanilise seadme kaudu (joonis 8). Juhtpaneelid võivad käivitada ka üles ja alla kahe täiendava nupu abil, mis asuvad juhtpaneeli paremas servas (joonis 9). Juhtpaneeli saab isegi pöörata ümber kogu ümbrise ratta rataste abil, mis on paigaldatud vedrustuse mehhanismi alla (joonis 10).

Joonis 10: Pöörlevad rattarattad, mis toetavad kontrolleri peatussüsteemi

Kids Bike Destruction robotikaartele

Lisaks mängulisele pealkirjale on tegelikult sõnum, mida püüan lapse jalgrataste kasutamisel üle saada. Ringlussevõetud, korduvkasutatavad või korduvkasutatavad laste jalgrattad on väga kasulikud allikad robotite mehaaniliste komponentide jaoks. Kõigepealt ehitatakse laste jalgrattad peaaegu alati samade metalltorudega ja täiskasvanud jalgratastega. See tähendab, et need väikesed jalgrattad on ehitatud nii tugevalt kui nad peavad olema ja tavaliselt kestavad nad kaua.

Sel konkreetsel juhul kasutasin lapse jalgratast igasuguste osade jaoks. Ma purustasin jäigast terasest raamist ja peakomplektist laagrid koos eeslike kahvliharudega, et kasutada pöördepunktina arcade mängukontrolleri peatamise süsteemi (eelnevalt mainitud) jaoks. Ma kasutasin ka käiguvahetussüsteemi ja -ahelat tööriista pöörlemisseadme ehitamiseks, mis võimaldas mootorsae ketramiseks (joonis 11). Ma ühendasin käigud ja keti BMW Boschi esiklaasipuhasti mootoriga, mida ma Craigi nimekirjast välja sain.

Jalgrataste käigukastid on suurepärased mehaanilised süsteemid, kuid pidage meeles, et jalgrattaketti tuleb hoida tihedalt ja ainus tõeliselt usaldusväärne viis, kuidas seda teha on, kasutades jalgrattarööbast. Kõigi teie jaoks mitte-käiguvahetused - rööbastee on see asi, mis hoiab teie kett teie jalgratta tagaküljel paigal (joonis 12). Muidugi ma ei saanud rööbastelt lapse jalgratast. Mitme käiguga jalgratastel kasutatavad täiustatud mehaanilised komponendid on haruldaste jalgratastega harva leitud, sest lapse jalgratastel on tavaliselt ainult üks käik.

Joonis 11: Laste rataste käigukastid ja ketid, millel on tuuleklaasi puhasti mootoriga robotite tööriistade keeramine

Joonis 12: Jalgratta rööbastee, mida kasutatakse keti pingutusvahendina tööriista keeramiseks

Kaitsev polükarbonaadi roboti akustiline läbipaine

Üks tähtsamaid elemente kõike, mis hõlmab inimeste suhtlemist, eriti laste kaasamise korral, on ohutus. Me ehitajad on teatud vastutus meie publiku ja kasutajate ees. Kui inimesed suhtlevad ja kasutavad või lepivad kokku, asetatakse meie kätesse teatud usaldus, et pakkuda suhtlemist, mis ei kahjusta kedagi. Robootse saagetööriista ehitamise plaani koostamisel oli esimene ja kõige ilmsem küsitav küsimus ohutuse kohta. Üldiselt peavad tööriistu või asju tootvad tööstuslikud robootikad järgima kindlat turvakoodi. Standardid kehtestavad sellised rühmad nagu Rahvusvaheline Robootika Föderatsioon. Enamikul juhtudel ei ole inimestel lubatud isegi robotiruumi tööpiirkonnas ja igasugune vabadus, mis võib isegi inimestega kokku puutuda, nõuab terasest puuri kaitset. Minu puhul ehitan ma ainult prototüüpi, kuid õiglaselt kasutasid seda paljud lapsed. Ma pidin kasutama materjale ja tehnikaid, mis hoiaksid lapsed turvaliselt.

Esimene asi, mida ma tegin, oli saada kõrgeima astme tööstusliku tugevusega polükarbonaadi lehed. Polükarbonaati kasutatakse näiteks kaitseprillide ja purunemiskindlate tõkete valmistamiseks, kuid tuleb meeles pidada, et polükarbonaadist või klaasist pole tõesti „kuulikindlaid” polükarbonaate. Piisava jõuga ei õnnestu lõpuks ühtki läbipaistvat ja läbipaistvat barjääri. Minu eesmärk oli seada välja takistusjõud, mis võiks kergesti peatada lendavad prahid, mis kindlasti jäävad maha, kui puidugarjad on mootorsae poolt kokku puutunud. Järgmine eesmärk oli tagada barjäär, mis lükatakse, löögitult ja üldjuhul sunniviisiliselt väljapoole sundides puruneb ja hoiab kuni suure mõjuvõimu.

Ma ehitasin polükarbonaadi kambri ümmarguse pillikujulise kuplikujulisena, et robotit hoida ja helisid akustiliselt läbipaineisesse kambrisse sisaldada. Ümardatud vorm andis polükarbonaadilehe täiendava füüsilise tugevuse ja toe, lisades lehtede painutamise mõõtmete suuruse (joonis fig 12). Polükarbonaat kinnitati ja toetati suure tõmbekindlusega terasnurga abil. Terasest tugevdatud polükarbonaadist kuplid ja seeria ohutussensoreid, mida ma hiljem natuke katta, on valmistatud Art-Bot'i abil väga ohutuks.

Joonis 13: Ümardatud polükarbonaadi akustiline läbipainde

Robotivarre valmistamine Sawzall-Axi kombineeritud pöörleva mootorsaagiga

Üks kõige raskemaid asju, mis otsustatakse robootiliselt abistatava skulptuuri tegemise roboti ehitamisel, on see, milline vahend selle peale panna. Ma meelelahutasin ideid, kuidas töötada tööriistadega, nagu harjutused, elektrilised tünnid, kirkad, taskulambid ja saed. Lõpuks arvasin, et oleks hea mõte ühendada saepall, mida nägin kirves, et saada mingi hüperaktiivne kirveseadme asi (joonis 14). Tööriista testimisel avastati, et mehhaaniline tagasilöök, mis on toodetud võimas raskelt kirves, sunnib kogu käe joondusest välja ja surus kogu tööriista materjalist välja sellisel määral, mis muutis kogu asja düsfunktsionaalseks. Põhimõtteliselt oli tööriist käsivarre jaoks liiga halb.

Pärast mõnda iteratiivset disainitööd otsustasin ma minna koos mootorsaagiga (joonis 15). Mootorsae kasutamine andis kaks peamist kasu. Esiteks oli tööriist paremini juhitav kui võnkesuunaline asi ja teiseks toodab mootorsae pidevalt resoneerivat sagedust, mis suurendab materjali tagasiside funktsioone, mida ma hiljem veidi katan.

Kavandan tulevast Art-bot'i versiooni, mis sisaldab tööstusrobotikat ja võimaldab tööstusjõuliste robotikettide jaoks valida tööriistu eelnevalt määratud „tööriistakomplektist“. Tööriistakomplektid keskenduvad tööle kivi, jää ja puiduga ning sisaldavad igasuguseid mõnusaid „kuumalt vahetatavaid” tööriistu. Näiteks on jääskulptuurikomplektil puudutus, soojuspüstol, dünaamiline taldrik, vasar, kaabitsad, veekindlad relvad ja ultraheli-pragunemisseade. Need tööriistad on omavahel asendatavad ja võimaldavad kasutajal muuta tööriistu, tehes samal ajal suuremat skulptuurivabadust, ning see vähendab tööriista väljavahetamiseks kuluvat aega.

Joonis 14: Art-Boti esialgne test ühendas Sawzall & axi tööriista

Joonis 15: Art-Bot mootorsae robot

Impact Force Touch sensor Hack

Selleks, et vältida Art-Boti roboti mootorsae rebimist läbi kaitsekatte ja -struktuuri, vajas mul löögiandurit. Löögianduritel on mitmesugused rakendused alates liftide automaatsetest uksest kuni turvasüsteemi konstruktsioonini ning saadaval on palju andureid. Üks võimalik omandada kõike alates valgustundlikud takistid laserandurid ja iga tehnoloogia on hinnasildil. Midagi, mis pole üldteada, on see, et mul oli Art-Boti tegemiseks ainult kaks kuud, sest see oli osa suuremast roboti-kunstinäitusest, mida näidati 2013. aasta detsembris Maison des arts de Lavalis. pingeline ajapiirang paljud võimalused muutuvad vähem usutavateks. Ma pidin leidma lahenduse mõju avastamiseks, mis oleks usaldusväärne, odav ja kiiresti ehitatav. Alguses püüdsin ma kasutada jõu suhtes tundlikke takisti, et valmistada välja selline rõhulüliti, mis käivitaks, kui käsi seina külge kokku puutub. See osutus siiski mõnevõrra kulukaks ja oli ka vähem tundlik kui otsesem sisse / välja lüliti.

Lõpuks avastasin, et saate teha jõu löögisensori, kasutades lihtsalt tavalist metallist vedrukate (joonis 16). Ma ühendasin uksepulgad PVC-ribadega ja kasutasin soojuspüstolit ribade kujundamiseks mingi löögimaatriksiks (joonis 17). Robotivarrega igal küljel, millel on potentsiaalsed löögivööndid (nimelt liigendid ja tööriistad) paigaldasin ma väikese hulga neid andureid. Kui vedrud on painutatud, puutuvad nad kokku painutatud metallist tükiga, mis teeb väga lihtsa lüliti. Signaali võtab sisse Arduino mikrokontroller, millest ma hiljem räägin. Kui löögiandur-lülitid on painutatud ja tõhusalt sisse lülitatud, käivitavad nad roboti käe vastupidises suunas. Kuna Pololu mootorikontroller (ma katan hiljem) automaatselt vaikimisi välja, siis kui mõlemad suunad käivituvad samaaegselt - see ukse sulgur - peatab käe käivitamise ajal käe.

Joonis 16: Ukse-sulguri löögianduri lüliti

Joonis 17: Ukse-sulguri löögisensori maatriks

Chainsaw Robot universaalne liit

Joonis 18: Ümbertöötatud jalgrattakomponentidest valmistatud universaalne robotliitmik

Mehaaniline dünaamika on üks keerukamaid robootikute projekteerimise probleeme. Küsimus on selles; kuidas sa ehitad midagi mehaanilist, mis võib liikuda nii, et oleks tagatud suur mehaaniline vabadus? Vastus peab vastama füüsiliselt võimalikule ja meie põlvkonnas peab see sobituma ka teatud eukleidilise filosoofiaga, mida ma varem käsitlen. Tavaliselt tähendab see seda, et robootika disainerid või ehitajad töötavad omamoodi X ja Y kineetilise liikumise mentaliteediga. Niisiis on olemas telgjoonel pöörlev ühendus, mida tuntakse ühtse vabaduse astmena ja mida võib kombineerida teise vabaduse astmega liigest, mis võib pöörata mõnes muus suunas. See mõiste ei ole tegelikult nii lihtne, et liikumisastet või -telge saab juhtida pika vööga, nagu see on CNC-masinates nagu laserlõikurid ja 3D-printerid. Telge või liikumisastet saab teostada ka lihtsa pöörlemisega, nagu võib näha treipingi freesimismasinas.

See, mida ma alati tahan oma robootikaprojektidega saavutada, on maksimaalne vabaduse aste. Pärast mõningaid märkimisväärseid uuringuid ja minu arusaama järgi sain teada, et mehaaniline ühendus, millel on kõige rohkem vabadust, on universaalne liigend. Samuti sain teada, et mingil põhjusel ei kasutata seda ühist robootikakujunduses tavaliselt. Ma omistan seda leidmatuse ja kontrollile vastavuse puudumisele, mis põhineb mõnevõrra dateeritud eukleidise reaalsusel ja arvutus- ja anduritehnoloogialistel piirangutel, kuid see on tõepoolest tema enda jaoks paberi teema. Ma tahan siinkohal öelda, et nõudes rohkem robotite liikumisvabadust ja töötades mehaaniliselt võimaliku ja isegi ringlussevõetud jalgrattaosade abil, suutsin mul luua suure paindlikkusega DIY-liidese (joonis 18). . Robotil on kõik kolm universaalset liigendit ja pöörlev tööriist, mis muudab selle kunstlikult hüper-orgaaniliseks organismiks kui klassikaliselt kujundatud robotvarras (joonis 19).

Joonis 19: Multi-universaalne ühendus nagu kunstlikult hüper-orgaaniline robotite ühisüsteem

Ma ehitasin iga liigendi “ujuva” ja “fikseeritud punkti” abil, mis võimaldas igal järgneval ühendusel olevat jõudu dünaamiliselt toetada. See on natuke raske seletada, nii et palun kandke oma mõnevõrra salajane kirjeldus lõpuni ja loodetavasti on see mõttekam. Selleks, et elektriline täiturmehhanism liigutataks, vajab see kahte fikseeritud punkti. Kui soovite, et ainult üks osa seadmest liiguks, tuleb teine ​​osa kinnitada millegi juurde. Seega, kui liigutate täiturmehhanismi, tõmbab või tõmbab see ainult "ujuva" osa, mis ei ole kinnitatud mõne tahke struktuuriga. Seejärel surutakse või tõmmatakse need punktid täiturmehhanismide vahele, et tagada liigeste liikumine. Universaalliides kujutab endast probleemi, et tuleb tõmmata ja tõmmata kaks lukustuvat liigendit, millel on ujuvad fikseeritud punktid. See tähendab, et peab olema neli fikseeritud punkti, mis kuidagi suhtlevad ainult ühe (universaalse) liigendiga. Selle saavutamiseks kasutasin fikseeritud punktidena ise robootilisi jäsemeid. Jäsemest saab fikseeritud punkt ja liigesest saab ujuvpunkt universaalse liigendi looduslikult esineva mehaanilise seose olemuse tõttu. Niisiis, kui täiturmehhanism liigub, liigub see ainult liigendit, sest jäsemeline on ruumis suhteliselt fikseeritud. Selle loogika kasutamine korrutatakse kolmega; Olin võimeline tootma seda „madu-sarnast” kätt N vabadusastmetega, mida piiras ainult fikseeritud jäsemete osade tegevusetus.

Arduino Robotics Actuator Motor Controller

Joonis 20: Elektroonika sildid

Robotikontrollid on üks robootilise disaini kõige laiemalt uuritud elemente. Robootika juhtimise probleem on see, et seda tehakse tavaliselt arvuti abil ja see tähendab, et toimib piirides, mis on esitatud kahekomponentsete numbrikontrollitud formaatidega. Kuigi see võib tunduda matemaatikule, arvutiteadlasele piiramatuks, esinevad paljud digitaalselt vahendatud loogika probleemid. Kaasaegsesse probleemi sattumata tahan lihtsalt öelda, et olen teinud kõik endast oleneva, et tutvustada uut tüüpi orgaanilist mõtlemist, mis põhineb orgaanilisemal „analoog” kontrollmudelil.

Et paremini mõista, mida ma mõtlen, pakun ma elektrikitarri analoogiat. Elektroonilise muusika kogukonnas on tuntud probleem, mis on seotud nn analoog- ja digitaalse muusika väljundi jagunemisega. Kui meil on analoogheli väljund, vaatame me põhiliselt heli, mida ei ole digitaalselt salvestatud ja muudetud ega väljastatud. Teisisõnu võib heli läbida igasuguseid elektroonilisi komponente, mis võimendavad, moonutavad ja isegi segavad mitut heli, kuid kõigil juhtudel ei kodeerita ega digiteerita signaali. Selleks, et midagi digiteerida, tuleb see mõnest signaalist tõlkida binaarandmete digitaalseks salvestuseks. See moonutab täielikult signaali, mis peab vastama digiteerimisprobleemidele, sealhulgas, kuid mitte ainult, resolutsioonile (bitikiirus) ja tihendusprobleemidele. Küsimus muutub, kuidas salvestate ja salvestate „analoog” teavet. Noh üks võimalus on kasutada muid füüsilisi vorme, nagu helilindid või kurikuulus vinüülrekord.

Joonis 21: Pololu mootorikontrollerid

Mul ei ole veel olnud informatsiooni salvestamise probleemi, sest minu puhul on Art-Boti prototüüp kontseptsiooni tõend ning see ei sisalda salvestuse ja taasesituse omadusi - kuigi ma kavatsen neid funktsioone tulevikus ehitada. Praegu olen mures vaid selle pärast, et juhtliides toimib intuitiivselt meie inimtunde-mootorisüsteemiga ja võimaldab robotil täielikult liikuda inimese liikumise alusel. See hõlmab tagasiside liidest, mida hiljem veidi kirjeldan. Praegu tahan rõhutada seda; inimkontrolli abil ma pean ma mõtlema robotile arvuti automatiseerimise ja järgmiste keerukate arvutuste osas. Paari samm-mootori juhtimine, mis liigutab rihma edasi-tagasi, et saada fikseeritud punkt CNC-tabelis, on suhteliselt lihtne. Mitme universaalse suhteliselt dünaamilise ühise süsteemi juhtimise probleem kosmoses ei ole lihtsalt lahendatav. Art-Bot ei ole mõeldud mehhaaniliseks automatiseerimiseks - midagi, mida robotika on aastakümneid paigutatud tuvi - see on mõeldud inimeste suhtlemiseks. See on robootika keerukus, dünaamilisus ja paindlikkus, mis on sõna otseses mõttes fantastiline. Erinevus konveierilindi ehitamise ja küborgi valmistamise vahel.

Joonis 22: Autotööstuse asendusvõimsus

Selles projektis kasutatav elektroonika on üsna lihtne ja tehniliste üksikasjade sattumise asemel pakun ma ressursse, et saaksite internetist leida asju, kui soovite oma projektidega midagi sellist proovida. Ma kasutasin peamisteks kontrolleriteks Arduino mega ja kui te pole kunagi Arduino'st kuulnud, soovitan ma seda otsida. Selleks, et jälgida, kuidas ma asju kokku panen, kasutan tavaliselt kleebiseid ja silte (joonis 20). Ma teen seda sellepärast, et kujundan asjad, mida tuleb lahti võtta ja kokku panna. See tähendab, et tuleb jälgida, millised pugsid asjadesse panna ja ennetada ümberehitust iga kord, kui ma kunstiteose paigaldan. Ma kasutasin kõrgema otsa Pololu mootorikontrollereid (joonis 21), et saaksin väljendada palju voolutugevust ja pidada kinni kaksteist (15 amp max) elektrimootorit, mis võimaldasid kogu täiturmehhanismi liikumist. Lõpuks pidin ma töötlema kontrollereid soojussõlmede ja fännidega, sest nad saavad kuumaks kuumaks - midagi, mida olge tähelepanelik. Ma ei olnud tõesti mures selle pärast, et mootoriregulaatorid põletati nii palju kui tulekahju. Midagi muud tuleb märkida, et ma kasutan BMW Bsochi klaasipuhasti mootorit ja see annab palju pöördemomenti, kuid see on väga võims. Pidage meeles, et kuigi auto aku väljub 12 V võimsusest, kui auto on välja lülitatud, töötab auto elektrisüsteem tavaliselt sisselülitamisel 13,8 volti. Ma vajasin selleks spetsiaalset toiteallikat ja ma kasutasin püramiidi 13,8-voldilist allikat, mis oli spetsiaalselt ette nähtud autodes leiduvatele suure võimsusega komponentidele (joonis 22). Ma kasutasin ka iseseisvat toiteallikaid, mis varustasid kontrollereid ja komponente võimsusega vahemikus 3 volti kuni 12 volti. Kui ma pakun igasuguseid nõuandeid toiteallikate kohta, siis ütleksin, et veenduge, et voolutugevus on piisavalt suur, et teie komponendid seda nõuaksid. Üldiselt hoian ma hea 10% veamäära ja ma ostan toiteallikaid, mis ületavad minu nõudeid, nii et kui ma jõuallikale jõuan, siis ma ei oska komponente välja. Mis tahes elektrimootoriga töötamisel on väga oluline mõista, et kui nad on rõhutatud, vajavad nad tohutult suuremat energiatarbimist.

Haptiline taktiilse skulptuuri robotite tagasiside kontroller

Art-Bot on prototüüp, mis tõestab kontseptsiooni, mida olen juba mõnda aega töötanud. Selle prototüübi aluseks on demonstreerida, et suudame ühendada ja ühendada inimese skulptorid robotmasinatega, andes kasutajale haptika (käte tunne) tunde. Teisisõnu, ma tahtsin lubada kasutajatel kasutada asju roboteid, kuid samal ajal tahtsin lubada inimestel hoida puutetundlikkust. Art-Bot püüab laiendada traditsioonilise skulptori võimeid robootiliste täiustustega, kuid samal ajal on eesmärgiks säilitada kombatav tööriist ja traditsioonilised käsitööriistad.

Joonis 23: Vibratsioonikõlar vibrotaktilise haptilise tagasiside jaoks, mis on paigaldatud peamise tööriista nupu alla

Puudutunde haaramiseks ja edastamiseks kasutasin uut vibrotaktilise (vibratsioonikontrolli) lähenemist. Ma panin tööriista otsas kõrgsagedusliku helisalvestusmikrofoni, et jäädvustada kettsae tööriista tehtud helisid, kuna see hakkas ja jahvatas puitu. Siis edastasin ma helid vibratsioonikõlarile, mille ma kasutajate käe alla paigaldasin (nagu on kirjeldatud arcade mängu juhtimissektsioonis) (joonis 23). Vibratsioonikõlar on kõlar, mida saab kinnitada mis tahes kõva pinnaga ja mis resoneerib, et toota kõiki helisid. Vibratsioonikõlar toodab väga kõrge resolutsiooniga vibratsiooni, mis kõlab nagu tavaline kõlar tooni, pigi ja amplituudiga. Seevastu teie mobiiltelefonis on tõenäoliselt vibrotaktiline mootor, kuid see on monotoonne sagedus ja tavaliselt põhjustab see ainult ühe tüüpi vibratsiooni “tunne”. Kui me impulsi laiust moduleerime teie telefonide vibratsioonimootorit, võime tekitada arusaama kõikuvate sageduste laineerimisest ja isegi võltsida teatud pseudo-amplituudi, kuid see ei mõjutaks tooni, pigi ega müra. Igal juhul toodavad arenenud piesoelektrilised vibratsioonikõlarid rohkem kui lihtne vibratsioonimootor.

Art-Bot toodab üllatavalt täpse tööriista ja materjali tunde edasijõudnult täiustatud vibrotaktilisest kõlarist. Siiski ei piisanud sellest, et ma otsisin sellist kaasavat materiaalset kaasatust. Niisiis ühendasin vibratsioonitunnet jõu tagasisidemehhanismiga. Juhtpaneel on sunnitud üles- või allapoole, sõltuvalt mehaanilisest tagasivõtmisest, mida robot annab (nagu on kirjeldatud arcade mängu kontrolleri osas).

Osa

Jätnud Kommentaari