Робот из железного конструктора своими руками

Обновлено: 02.05.2024

Кто занимается робототехникой, конечно, хочет сделать робота своими руками. Но далеко не у всех, особенно у начинающих, хватает знаний для создания робота самостоятельно. И сразу возникает вопрос: как сделать робота, если очень хочется?
Для создания робота, помимо идеи, понадобятся различные по сложности радиокомпоненты. Также не обойтись без шасси для будущего робота и различных механических частей. Конечно, всё будет зависеть от размаха вашего проекта. Но без механики вряд ли вам обойтись.

Возможно, кто-то предпочитает использовать готовый конструктор для создания различных роботов. К примеру, «Lego». В данном конструкторе имеется всё необходимое для создания роботов различной сложности, но такой конструктор не из дешёвых. Да и согласитесь, куда приятнее созерцать свое творение, если оно было изготовлено самостоятельно от «А» до «Я», от набросков на листе бумаги до полного его воплощения в задуманных масштабах.
Для таких творческих людей, не боящихся поработать своими руками совместно со своим ребенком сделать робота, а также для детских радиокружков была разработана модель «Турель». Конечно, это не робот, но на основе моего проекта можно создать различные увлекательные роботизированные устройства. Тем более, что всё выполнено из бюджетных материалов.

Сборка поворотного шасси

Поворотное шасси для турели выполняется из двухстороннего фольгированного текстолита, как и большинство комплектующих для данной самоделки. Данный материал очень лёгкий и простой в обработке и имеет достаточную прочность. При помощи ножниц по металлу можно вырезать любую подходящую деталь.
Круговое вращение орудия в данном проекте не требуется, так как нужен небольшой сектор обстрела. Соответственно, для данной задачи подошёл бюджетный сервопривод SG90.
Шасси должно удерживать на месте турель при выстреле и не дать ей перевернуться, так как при испытании данной модели отдача орудия от выстрела оказалась достаточно большой.
Для поворотного шасси я применил самодельный упорный подшипник. Таким образом, шасси получилось поворотным, и благодаря весу металлических шариков являлось достаточно устойчивым, хотя при выстреле турель всё-таки слегка перемещается. Пришлось даже уменьшить немного силу выстрела.

Сборка орудия или пушки

С пушкой для турели пришлось повозиться. Из многочисленных опробованных конструктивных вариантов я выбрал данный вариант (рис. 1). В таком исполнении в ствол легко можно было загрузить металлические шарики диаметром 8 мм, так как конструкция пушки была весьма крепкой. Чтобы шарик не катался по стволу и его положение было четко зафиксированным, в стволе были сделаны сквозные отверстия.

Установка орудия на поворотное шасси и механизм взвода и спуска орудия

Установив на поворотном шасси орудие, я начал процесс сборки взводящего механизма. Осуществить данную цель мне помог сервопривод SG90. Усилия сервопривода достаточно, чтобы натянуть пружины. Как только ударная часть оказывалась в позиции, срабатывала защёлка, которая и удерживала ствол во взведённом состоянии. В таком положении взводящий рычаг сервопривода, размещённый в нижней части ствола, просто мешал осуществить выстрел.
Для реализации выстрела я применил простой и надежный способ. Как только защёлка зафиксировала ствол (рис. 1), сервопривод должен возвращаться в исходное состояние. В определённый момент своего пути сервопривод нажимал на спусковой механизм и одновременно сбрасывал защёлку, удерживающую ударную часть. При этом производился выстрел.

Магазин рассчитан на 12 металлических шариков, взятых из подшипника, хотя можно запросто стрелять крупными бусинками. Чтобы упростить подачу шариков в ствол, я расположил магазин под небольшим углом. Загрузка ствола шариками осуществлялась под собственным весом, они просто скатывались туда, куда нужно.Начальное положение ударника перекрывает подачу металлических шариков (рис. 1). Как только ударник уходит, верхний шарик падает.
Но возникла проблема: при падении металлический шар начинал катиться. Чтобы ее решить, я сделал боковые отверстия в стволе. Они удерживают положение шарика, не давая ему перемещаться (рис. 2).

Применяемая электроника

Для радиоуправления роботизированной турели я применил плату, разработанную ранее для проекта "Осадная катапульта"
Учитывая, что вряд ли кто-то будет повторять радиоджойстик, изготовленный мною, так как он достаточно сложен, представляю вариант значительно более простой в исполнении, хотя разводку на печатной плате оставил под радиомодуль.
Как вы видите из принципиальной схемы, джойстик достаточно простой и состоит из трех тактовых кнопок, подключенных к микроконтроллеру. Две тактовые кнопки осуществляют поворот турели вправо либо влево. Оставшаяся тактовая кнопка даёт команду на выстрел. Те, кто имеют определенные знания в программировании микроконтроллеров, могут написать свою версию программы для микроконтроллера.
К примеру, оснастив устройство датчиком расстояния, можно реализовать автоматический огонь, как только будет обнаружен объект на заданном расстоянии. Поскольку данную самоделку я разрабатывал как базовую модель для детского радиокружка, то соответственно комплектация и сложность изделия также могут меняться.

Модель робота ВАЛЛ-И можно собрать из конструктора серии "Самоделкин-80". Перед началом сборки выкладываем детали из набора согласно таблице. Данная подготовка облегчает сборку модели. Этот подход рекомендован при сборке любых моделей из металлического конструктора.

Детали подготовлены, приступаем к сборке. Хоть модель и небольшая, но может вызвать затруднения при небольшом опыте знакомства с металлическим конструктором. Поэтому рассмотрим сборку подробнее. При сборке применен поузловой метод сборки.

Начинаем сборку с головы и ног-гусениц. Длинные винты при сборке гусениц - М4x20.

Сборку тела робота разделим на две части:

И так, собираем первую часть

Собираем вторую часть

К первой части тела присоединяем голову и ноги-гусеницы

К получившейся первой части тела присоединяем вторую часть тела с помощью длинных винтов M4x16. Данная длина винтов взята для удобства монтажа, при должной сноровке можно использовать винты М4x6.

АЛЬБОМ МОДЕЛЕЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КОНСТРУКТОРА

Конструктивно робот – не просто механический человек-гуманоид, запрограммированный на конкретные функции, например, устойчиво передвигаться, совершать примитивные движения и переносить грузы. Идея робота опирается на вооружённого киборга.

Как сделать робота из большого конструктора?

Для изготовления макета настоящего робота из большого конструкторского набора могут потребоваться следующие детали и функциональные узлы, делающие сложный механизм ценным с точки зрения подвижной и управляемой конструкции, а не просто неподвижной статуей, поставленной в детской или мастерской как элемент технико-дизайнерской роскоши.

В качестве примера – крупногабаритные детали конструктора марки «Полесье», похожего на легендарный LEGO. Отличие первых наборов LEGO от «Полесья» в сравнительной компактности первого: «кирпичи» и другие элементы набора схожи по строению с «Полесьем». Но в «Полесье», в отличие от LEGO, присутствуют внутренние перегородки, разделяющие пространство на отсеки, соответствующие площади размещения конкретного шипа. Эти перегородки позволяют укладывать ряды блоков вполовину по посадочному месту, а не целиком, что позволяет сооружать диагональные «лестничные» переходы, не применяя специальные косые, сглаженные и сгруглённые комплектующие. Те, в свою очередь, содержатся далеко не в каждом из конкретных конструкторских наборов. В данном руководстве используется комплект из не менее чем 200 деталей. Выполните следующие шаги.

Соберите две подошвы (ступни) робота. Потребуется два квадратных яруса блоков, поставленные один на другой.

Надстройте над ними голени и бёдра, используя несколько вышележащих рядов блоков. Ноги почти готовы, для наглядности – например, когда показываете процесс сборки детям – предпочтительно использовать разноцветные и высококонтрастные друг по отношению к другу детали.

Соберите нижнюю часть туловища, расположив ряды блоков друг над другом. Длина и ширина этой части по площади равна площади ног конструкции, расположенной на ширине плеч.

Продолжите надстраивать туловище, меняя цвета. Например, нижняя часть туловища – из голубых, средняя – из красных и жёлтых, верхняя – из розовых и также жёлтых элементов. Оставьте посадочное место для рук робота – в один ряд шипов. Туловище собрано.

Приступите к плечам, параллельно наращивая руки из таких же блоков. Руки обычно направлены вперёд, а не свисают по бокам – если это боевой робот, а не производственная его модель.

Соорудив туловище и шею, закончите сборку рук. Поскольку руки не имеют опоры снизу, то они могут отваливаться. Если бы это был одноразовый конструктор, то можно было бы посадить все соединения на эпоксидный клей, зашкурив все стыки наждачной бумагой для наиболее устойчивого сцепления.

Соберите до конца шею и голову. Для головы используется в основном квадратный массив, состоящий из соединённых в обычную «стенку» блоков. По сути, полученный робот толщиной не более стенки дома, если не считать выступы стоп, рук и конструкции, напоминающей автомат.

Присоедините к рукам сборки, обозначающие, к примеру, автомат и пистолет. На голову конструкции присоедините «пирамидку», обозначающую головной убор. Например, красная верхушка служит отсылкой к краповому берету.

Металлический конструктор в отличие от своих пластиковых собратьев LEGO и «Полесье», а также более универсальных комплектов, где роль металлических деталей отводится лишь винтам, гайкам, болтам, шурупам, шайбам и скобам, представляет собой средство безграничного простора для фантазии.

Как собрать робота?

Робот по сравнению с машиной, танком, самолётом представляет собой наиболее простое из машинных конструкций устройство. Пример пошаговой инструкции выглядит следующим образом.

Используйте в начале сборки головы две полосковые металлические детали в виде буквы П, соединив их встречно и посередине. Размеры сторон, например, по 2,5 см.
Голова робота выйдет не в виде коробки, как это обычно бывает с многими моделями, а в качестве подвеса; головой эта конструкция считается лишь условно. Привинтите к концам получившейся Ш-образной конструкции две проушины, выполняющие роль «ушных» зажимов.
В середине получившейся сборки прикрепите вертикальную полоску стали – она послужит своеобразной шеей.
К этой полоске привинтите заднюю планку с загнутыми краями со всех четырёх сторон – она послужит спиной (задней частью туловища) робота. Если нет желания прикручивать и переднюю (такую же) панель, то можно для туловища взять пластину типа удлинённый треугольник.
К плечам – слева и справа – прикрутите руки робота, используя цельные или сборные (двухдетальные) пластины.
Для закрепления ног прикрутите горизонтальную пластину к нижней части туловища робота.
Привинтите к этой пластине цельные или сборные ноги, изготовленные по образу и подобию рук. Пластины при этом должны оказаться заметно длиннее.

Робот из металлоконструктора собран. Данный макет собрать очень легко – он послужит первым реальным шагом для новичков, овладевающих построением робототехники, машин и механизмов на основе полностью металлических деталей.

Смотрите видео по теме.

Как построить танк?

Танк, построенный из железного конструкторского набора, соорудить до нескольких раз сложнее: профессиональные макеты, напоминающие советские и немецкие модели танков, насчитывают в себе не менее нескольких сотен деталей. Чтобы макет не просто стоял, а ездил, необходимо оснастить его колёсами. С этой целью берутся готовые наборы, в которых колёса и гусеницы уже присутствуют. Пошаговая инструкция по сборке танка из ненаборных (не из комплекта) деталей заключается в следующем.

В центр одной из крупных загнутых со всех сторон пластин вставьте посередине длинный винт (от 2 см). Накиньте на него 4 круглые пластины, одним концом наденьте длинную, и затяните всю эту конструкцию при помощи гайки.
По бокам с помощью болтов привинтите длинные уголки.

Потребуется несколько болтов, чтобы окончательно закрепить макет танка.

Данная модель – слишком примитивная: ей не хватает многих запчастей. К примеру, макет пушки стоило бы посадить на втулку с пружиной, чтобы ствол импровизированного орудия не раскачивался самопроизвольно. Для того чтобы конструкция ездила, по бокам прикрепляют по 4 ведомых колеса – с каждой стороны. Ведущие (направляющие) колёса ставятся спереди и сзади – с боковых сторон танка, а на них натягивается резиновая гусеница. Сделать гусеничный ход, который реально передвигал бы боевую машину, невозможно, используя лишь жёсткие, неподвижные и не вполне доработанные конструкции. И это минимальные доработки – без них макет танка не считался бы реалистичным. Скорее он походил бы на брошенный на металлолом остов машины, утратившей былую боеспособность.

Эта упрощённая схема хороша для детей, которые только начали ознакомление с образцами военной техники. Большую реалистичность ствол орудийной башни танка обретает, когда вместо длинной полосы стали устанавливают металлическую трубку или даже кусок более толстостенной трубы (с толщиной стенок до 1 мм). Но главная задача выполнена – остов танка собран из деталей от детского конструктора, произведённого из металла, а не из пластика.

Далее смотрите вариант сборки танка из металлического конструктора.

Сборка других моделей

Из металлического конструктора можно сработать не только танк или робота. Большое количество моделей ретроавтомобилей довоенных и послевоенных периодов XX века побуждает юных экспериментаторов воссоздать реалистичный макет «Форда», «Мерседеса» или советского «Москвича» тех, первых поколений. Впрочем, и современные машины в умелых руках, к примеру, «Лада-Приора» с не меньшим успехом копируются в миниатюре.

Все макеты являются поделками, но при должном старании их можно моторизировать, навесить на них источник автономного питания (перезаряжаемый аккумуляторный элемент), оснастить подсветкой, программным микроконтроллером. Высший пилотаж – радиоуправление по Wi-Fi или Bluetooth. Но начнём с простого. Пошагово процесс сборки машины может выглядеть следующим образом.

Две загнутые с двух сторон пластины, например, 5х7 см, соедините между собой по центру сверху – с помощью перемычки.
С одного из торцов двойной пластины по центру установите уголок-перемычку, и привинтите на другой его конец другую пластину, поперечную. Размер последней может достигать, к примеру, 5х1,5 см.
На продольные боковины установите колёса. Осями для них служат длинные винты, к примеру, М-3 длиной в 7-8 см. Закрепите передние колёса на осях при помощи гаек. Оси должны проходить сквозь крайние свободные отверстия боковых загибов основных пластин.
Перед закреплением задних колёс просуньте их оси сквозь две дополнительные пластинки 5х1,5 см – такие же, какая была установлена спереди. Убедитесь, что они стоят вертикально. Затяните задние колёса, чтобы пластинки не болтались.
Ближе к середине основной платформы (днища машины) установите одиночные боковые перекладины. Они должны оказаться вдвое уже задних, а их высота должна совпадать с высотой прежних.
Установите крышу – третью большую пластину. Все соединения по-прежнему фиксируется гаечно-винтовыми креплениями.
Проверьте и затяните все гайки.

Полезно подкладывать под гайки пресс- и гроверные шайбы: сначала на винты надеваются первые, затем – вторые и, наконец, устанавливаются и затягиваются сами гайки.

Впоследствии машинку можно доработать, обшив её одиночными пластинками. Но эта стадия скорее относится к финальному оформлению, так как несуще-ходовая конструкция уже собрана.

Если дети почувствовали тягу к дальнейшему творчеству, то можно продолжать оснащать собранные модели, заменив, к примеру, «намертво» затянутые ступицы подпружиненными креплениями, ввернув внутрь роликовые подшипниковые комплекты. Машинка будет не стоять, а уверенно ездить; по ходу доработки выравнивается возможная кривизна. Далее в машинку устанавливаются моторчик, аккумулятор, выключатель, светодиодная подсветка – и простая поделка превращается в полноценную, способную преодолевать большие расстояния модель.

О том, как сделать машину из металлического конструктора, смотрите в следующем видео.

Читайте также: