2015-10-14 20:57:57 [显示全部楼层]
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[项目] 基于Arduino的甲壳虫改装设计(第二代)

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一.甲壳虫应用背景
在我们miniQ小车平台上,设计一种具有仿生功能的外观设计。采用低成本的3D打印技术来实现这一外壳,其质量,纹理,强度与重量都能很好的满足这一设计的要求。在美国MAKERFAIRE会展上,这一设计也得到了很好的评价,仿生型的外观,廉价的制作成本,加上有趣的运动型设计方案给这台miniQ平台带来很大的开发空间和宣传效应。
1.jpg
    这种设计给原有枯燥的小车设计带来新生,原有的小车只是搭建功能如寻线避障,但是加入外观后的小车平台会显得更加具有吸引力和活力。在展示作品和制作产品上都有很大的发展空间,目前市场上还没有基于可移动平台上的外观产品,能够直接接入到开发流程中去,唯一的途径就是开模。虽然说开模出来的产品外观很不错,但是对于非批量的开发来说无疑是提高了巨大的成本和开发精力。
二.制作材料与工具
2.1 制作零件材料:
  
序号
  
名称
数量
图示
备注
  
1
  
“头骨”
1
2.jpg
3D  打印件
  
2
  
“头皮
1
3.jpg
3D  打印件
  
3
  
翅膀
2
4.jpg
3D  打印件
  
4
  
“嘴
1
5.jpg
3D  打印件
  
5
  
M3螺丝螺母
若干
6.jpg
圆头机牙螺丝M3*54只)
  
圆头机牙螺丝M3*86只)
  
圆头机牙螺丝M3*122只)
  
平头机牙螺丝M3*84只)
  
平头机牙螺丝M3*154只)
  
6
  
Mini  Q小车
1
7.jpg
  
7
  
9g舵机
2
8.jpg
  
8
  
避障传感器
1
9.jpg
SHARP  GP2Y0A41SKOF
  
  
9
  
锂电池
1
10.jpg
7.4V  锂电池
  
10
  
铁丝
2
-
长度50mm,线径1mm
2.2 制作工具
  
序号
  
名称
缩略图
说明
  
1
  
螺丝刀组合
11.jpg
在有螺丝固定的时候需要使用组合螺丝刀,配合老虎钳可以更好的旋好螺丝。
  
2
  
老虎钳
12.jpg
制作铁丝拉钩和固定螺母的时候需要使用老虎钳。
三.实体搭建
3.1 组装零件
有了以上五个零件我们还需要两片金属合页。零件齐全之后我们就可以进入组装步骤了。
1.      首先将两只9g舵机安装在“嘴”上,用M3*5的螺丝固定在零件上,在把M3螺母放置在零件末端的沉孔里面;
13.jpg
注:安装之前需要将舵机调整到90角,将舵机实现连接到控制板上,写下程序调整角度,然后在将舵机摆臂固定上去。
2.      将两片合页放置在“头骨”零件的上方孔中,用M3*15螺丝和M3螺母将其固定在相应位置上,在将避障传感器安装在零件前方的位置中,然后使用M3*8螺丝和M3螺母固定;
14.jpg
注:合页上的螺丝选用平头螺丝安装,这样可以让合页很好的闭合。
3.      将组装好的“嘴”零件和“头骨”零件结合起来,使用M3*12的螺丝固定两个零件;
15.jpg 16.jpg
4.      将两只翅膀分别于对应的合页连接起来,使用M3*8螺丝和M3螺母将其固定在合页上;
17.jpg
5.      取两根长度各50mm的铁丝将其制作成如下图(左)所示的图形,然后用尖嘴钳将他固定到翅膀和舵机中去,效果如图(右)所示;
18.jpg 19.jpg
6.      将一台mini Q小车按照其教程组装好;
20.jpg
7.      将“头皮”零件通过M3*8螺丝固定在“头骨”零件中;
21.jpg
8.      将组装好的甲壳虫外壳和组装好的mini Q小车结合起来,通过M3*8螺丝固定起来;
22.jpg
9.      将2个舵机线和1根避障传感器线按照电路图的连接方式连接在电路板上,两个舵机一个接数字口9号脚,一只接10号角,传感器引线接模拟口A0口;
23.jpg
10.  最终完成甲壳虫小车。
24.jpg
3.2 电路部分
3.2.1 电路图
为了实现小车避障功能,我们搭建了如下图所示的电气连接图:
25.jpg
避障传感器连接模拟口A0端口,两只舵机分别连载数字口9号与10号端口。该电路可以实现遇到障碍物时让翅膀张开。
3.3 软件部分
3.3.1程序流程图
26.jpg
上图为甲壳虫遇到障碍物时会张开翅膀这一功能的程序流程图。该程序从开始到结束中间这段所执行的内容为循环执行。
3.3.2程序说明
程序总共分成三个部分:1)数据准备;2)条件判断;3)延时系统;
       数据准备:将小车上避障传感器探测的数据进行处理保存,
       条件判断:该过程有两个部分,一是判断避障传感器有没有检测到障碍物,二是判断舵机的转角是否为最大角或者最小角,进行门限处理。
       延时系统:通过delay延时函数进行对整个系统的时序进行调整,从而达到让系统变化的更加平滑。

4 注意事项
1)组装舵机时要先对舵机旋转到90度,可以连接到控制板将其设置到90度,然后在将半一字摆臂安装上去,安装过程中保持摆臂水平安置;
2)整个安装过程是先组装打印件在将组装好的零件和小车连接起来,所以拆卸的时候也要先分离小车和打印件,然后在拆打印件;
3)组装过程中难免会有走线,所以要整理好走线,合理的分布走线的位置,确保不被挤压即可;
4)组装好了之后如果对小车的程序进行调整,那么需要将小车从打印件上拆下来,这样的工作很繁琐,建议使用蓝牙下载程序,使用教程请点击使用链接
5)组装好了之后翅膀会和舵机相连,所以尽可能少强力掰开翅膀,以便损坏舵机,也建议使用金属舵机,可选此型号点击使用链接

大连林海  初级技神

发表于 2015-10-15 07:36:37

记得这个帖子 之前就看过造型  今天应该是做了修改 哈哈
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free  高级技师

发表于 2015-10-15 09:55:16

感觉挺不错的,教程赞!
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hnyzcj  版主

发表于 2015-10-15 15:03:27

好教程,都像这样写,我就能看懂了,哈哈
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大连林海  初级技神

发表于 2015-10-15 18:12:22

把模型发一下 我也打印做一个
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hnyzcj  版主

发表于 2015-10-15 19:01:59

大连林海 发表于 2015-10-15 18:12
把模型发一下 我也打印做一个

同意
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Geemi  初级技匠
 楼主|

发表于 2015-10-15 19:53:25

大连林海 发表于 2015-10-15 18:12
把模型发一下 我也打印做一个

冷静一点,5楼和6楼
机械部分还是有问题的。。。在等等,第三代。。。谢谢
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大连林海  初级技神

发表于 2015-10-15 20:15:03

Geemi 发表于 2015-10-15 19:53
冷静一点,5楼和6楼
机械部分还是有问题的。。。在等等,第三代。。。谢谢 ...

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mickey  NPC

发表于 2015-10-16 14:12:17

建议甲虫翅膀做成圆形的,更像甲虫,而且下面的地盘也是圆形的。同时可以增加2个LED做眼睛。
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Geemi  初级技匠
 楼主|

发表于 2015-10-16 15:24:30

mickey 发表于 2015-10-16 14:12
建议甲虫翅膀做成圆形的,更像甲虫,而且下面的地盘也是圆形的。同时可以增加2个LED做眼睛。 ...

恩恩……第一代的就是圆形的,效果一般般,笔者是想做成棱角的,这样会很有未来高科技的感觉,但是一直没实现呀,后期再准备优化以下,但是圆形的应该不在考虑范围之内,体积略大。。。。。
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mickey  NPC

发表于 2015-10-19 11:47:32

Geemi 发表于 2015-10-16 15:24
恩恩……第一代的就是圆形的,效果一般般,笔者是想做成棱角的,这样会很有未来高科技的感觉,但是一直没 ...

恩,圆形的是瓢虫,你这个是甲虫。
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Geemi  初级技匠
 楼主|

发表于 2015-12-30 15:55:32

后期我要改这个模型了,让他成为仿生虫和科幻虫。。oh yeah
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王子麒  初级技师

发表于 2016-10-10 22:30:40

厉害厉害,有创意,可否发一下3D数据
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Geemi  初级技匠
 楼主|

发表于 2016-10-12 12:43:34

王子麒 发表于 2016-10-10 22:30
厉害厉害,有创意,可否发一下3D数据

3D 的源文件貌似没有了。。。sorry,这个作品做的比较早,
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王子麒  初级技师

发表于 2016-10-12 18:50:33

Geemi 发表于 2016-10-12 12:43
3D 的源文件貌似没有了。。。sorry,这个作品做的比较早,

。。。。。。
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面包板  初级技匠

发表于 2017-3-29 22:47:35

没想到这么大的
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破风而来  初级技师

发表于 2019-3-13 00:02:18

佩服  第三代出来吗
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DFS1w2cb8o8  中级技师

发表于 2020-6-12 18:22:54

厉害厉害
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20060606  高级技匠

发表于 2020-8-3 05:17:19


求共享stl文件
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