Arduino RC Amphibious Rover: 39 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Durant els darrers dos mesos hem estat desenvolupant un rover controlat a distància que es pot moure tant per terra com per aigua. Tot i que un vehicle amb característiques similars utilitza diferents mecanismes de propulsió, hem intentat aconseguir tots els mitjans de propulsió utilitzant només rodes.

El vehicle consta d’una plataforma flotant amb un parell de rodes integrades amb una hèlix. Al centre del sistema hi ha la versàtil Arduino UNO que controla els motors i diversos mecanismes.

Seguiu per veure la transformació entre la forma terrestre i aquàtica del Rover Amphibious.

Si us ha agradat el projecte, voteu-nos als concursos (a l'extrem superior dret)

Pas 1: utilitzar Fusion 360 per desenvolupar el concepte

Vam començar fent un esbós d’aquest projecte i aviat ens vam adonar de la complexitat de construir un rover amfibi. La qüestió clau és que ens ocupem de l’aigua i dels mecanismes que actuen, dos aspectes difícils de combinar.

Per tant, en una setmana amb el programari gratuït de modelatge 3D d’Autodesk anomenat Fusion 360, vam desenvolupar els nostres primers dissenys per reinventar la roda. Tot el procés de modelatge va ser fàcil d’aprendre amb una mica d’ajuda de la pròpia classe de disseny 3D d’Instructables. Els passos següents ressalten les característiques clau del nostre projecte i proporcionen una millor comprensió del funcionament intern del rover.

Pas 2: desenvolupar les rodes

Després de molta pluja d'idees, vam arribar a la conclusió que seria genial si aconseguíssim utilitzar el sistema d'accionament del rover per treballar tant a terra com a l'aigua. Amb això volem dir en lloc de dues maneres diferents de moure el rover, el nostre objectiu era integrar-les en un sol mecanisme.

Això ens va portar a una sèrie de prototips de rodes que tenien solapes que es podien obrir, cosa que li va permetre moure l'aigua de manera més eficient i impulsar-se cap endavant. Els mecanismes d’aquesta roda eren massa complexos i tenien diversos defectes, cosa que va inspirar un model molt més senzill.

Eureka !! Vam tenir la idea de fusionar una hèlix a la roda. Això significava que per terra, rodaria sense problemes, mentre que a l’aigua, l’hèlix girant l’empenyia cap endavant.

Pas 3: creació d'un eix pivotant

Amb aquesta idea en ment, necessitàvem una manera de tenir dos modes:

1. En el primer, les rodes serien paral·leles (com un cotxe normal) i el rover rodarà per terra.
2. Per al segon mode, les rodes posteriors hauran de girar de manera que quedin a la part posterior. Això permetrà submergir les hèlixs sota l’aigua i empènyer el vaixell cap endavant.

Per executar el pla de gir de les rodes posteriors, vam pensar en muntar servomotors als motors (que estan connectats a les rodes) per fer-los girar cap enrere.

Com es va veure a la primera imatge (que era el nostre model inicial) ens vam adonar que l’arc creat pel gir de les rodes interferia amb el cos i, per tant, cal eliminar-lo. Tanmateix, això significaria que una gran secció de la ranura estaria oberta a l’entrada d’aigua. El que òbviament seria desastrós !!

La següent imatge mostra el nostre model final, que resol el problema anterior aixecant el cos per sobre del pla pivotant. Dit això, una secció del motor està submergida, però com que aquest motor té una caixa de canvis de plàstic, l'aigua no és un problema.

Pas 4: Unitat pivotant

Aquesta unitat és el mecanisme darrere de la rotació de la roda del darrere. Cal que el motor de corrent continu estigui connectat al servomotor, de manera que vam construir un "pont" que s'adapti al motor i al servocorn.

Com que el motor té un perfil rectangular quan es gira, cobreix una àrea que té forma de cercle. Com que tractem d'aigua, no podem tenir mecanismes que exposin enormes llacunes. Per solucionar aquest problema, vam planejar connectar un disc circular per segellar el forat en tot moment.

Pas 5: Mecanisme de direcció davantera

El rover utilitza dos mecanismes de direcció. A l'aigua, els dos servomotors posteriors s'utilitzen per controlar la posició de l'hèlix, cosa que dóna com a resultat girar a l'esquerra o a la dreta. Mentre que a terra el mecanisme de direcció davanter s’utilitza controlat per un servomotor frontal.

S'uneix al motor un enllaç que, quan s'empeny cap a la roda, fa que giri al voltant del "eix daurat" de la imatge. El rang d’angle de pivot és d’uns 35 graus suficients per fer girs bruscos i ràpids.

Pas 6: Moviment de transformació

Finalista del Concurs Arduino 2017

Primer premi del concurs de rodes 2017

Accèssit al concurs de control remot 2017