Простые роботы своими руками или несерьёзная электроника
Шрифт:
Это может быть довольно сложная система ходовой части жука-проволочника (рис. 16) или капризная в настройке колебательная система маятника (рис. 17).
Но в любом случае они
Рассмотрим пару самых «ходовых» механизмов. Итак, кривошипно-шатунный механизм (рис. 18) предназначен для преобразования вращательного (точка А) движения в возвратно-поступательное движение (точка В). Механизм является обратимым, следовательно, может преобразовывать возвратно — поступательное движение в движение по окружности.
К основным элементам механизма относятся: кривошип, шатун и ползун. Они связаны друг с другом парой шарниров. Если нужно «организовать» на одном валу несколько взаимосвязанных механизмов, прибегают к использованию коленвала. Принцип действия механизма, конечно, не меняется. Наглядно представить работу механизма позволяют рисунки 19, 20.
Движение его ползуна неравномерное. В окрестностях «мёртвого хода» ползун движется с наименьшими скоростями.
Шарнирно-рычажные механизмы. Они предназначены для смены направления движения одной части механизма относительно другой части. Кроме этого данные механизмы призваны менять длину хода рабочего рычага, увеличивая или уменьшая её. К их основным составным элементам относятся рычаги (звенья) и шарниры. Длина хода в этих механизмах увеличивается за счёт увеличения длины плеча рычага. Один из самых распространённых механизмов это четырёхзвенник (рис. 21). Каждый, наверное, по детству помнит лягушку-попрыгушку (рис. 22). Действие механизма этой игрушки приводило в восторг не одно поколение детей.
Ну а «школьники прошлого века» вероятно, помнят такой своеобразный ручной копир-сканер (рис. 23) под названием пантограф.
С его помощью можно было копировать контуры различных фигур, планов, чертежей, географических карт.
В игрушечном конструировании данные механизмы в явном виде используются при конструировании шагающих игрушек, моделирующих походку человека или насекомого.
Более подробно с другими интересными разновидностями приспособлений исполнительных устройств можно ознакомиться в книге — пособии «ТЕХНИЧЕСКОЕ ТВОРЧЕСТВО», изданной в 1956 году в издательстве «Молодая гвардия».
1. Если размеры редуктора не критичны, можно его изготовить из самодельных пластмассовых колёс. Например, в модели речного колёсного пароходика (рис. 24). Редуктор состоит из пары колёс 1, 2. Вертикальное колесо снабжено резиновым кантом 3 и «подпружинено» через планку 4 пружиной 5. Слева колесо-основание 1 «подпружинено» валом мотора 7. Он сам крепится к П-образной пластинке 8, ограниченной в пространстве П-образной скобой 6 и парой вертикальных направляющих штырей 9. Между ними расположена пружина, притягивающая элемент 8 к основанию 10. «Ходовая в сборе» изображена на рисунке 25, она состоит из двух симметричных частей.
2. Если
К некоторым неудобствам относится то, что валы двигателя и колеса расположены под острым углом к основанию. Подробно такой тип ходовой части описан в моей книге «Роботы своими руками. Игрушечная электроника», вышедшей в издательстве Солон-пресс.
3. Основные трудности при сборке и подгонке элементов механики сводятся к необходимости обеспечения лёгкого вращения колёс на осях с их ограничением движения вдоль оси и жёсткого крепления на валах с ограничением их продольного хождения.
Кроме этого большое значение имеет параллельность всех осей и валов друг другу, и точность расположения посадочных отверстий под неподвижные оси и отверстий — подшипников скольжения для валов. Несоблюдение этих условий приводит к «неравномерному» вращению шестерен с заеданием или их прощёлкиванию относительно друг друга. В связи с вышесказанным желательно иметь в арсенале наборы свёрл с шагом в 0,5 мм, например ряд 1 мм, 1,5 мм, 2 мм, 3 мм, 4 мм и свёрла с близкими значениями диаметра с расхождением в 0,1 мм в большую сторону. Осевой люфт легко ограничивается посадкой на оси и валы ограничительных отрезков изоляции проводов, подходящего диаметра или отрезков ПВХ трубки. При этом между подвижной и неподвижной частью детали желательно одевать стальную шайбу, соответствующего размера.
Возможно, после монтажа придётся смещать положение осей или валов относительно друг друга. Такую возможность можно предусмотреть заранее.
В заключение рассмотрим пример изготовления такого редуктора. Время его сборки и подгонки заняло у меня полчаса. Итак, расходные материалы изображены на рисунке 27.
Шестерня, сдвоенная шестерня, шестерня-переходник, скрепка, отрезки стальной спицы и проволоки, мотор с червяком, прямоугольник «толстой пластмассы».
Сначала вставляем шестерню 3 в шестерню 1. Фиксируем каплей клея. Затем одеваем с усилием шестерню на вал 4. Разрезаем пластмассовое основание на две части 2 и 6, лишнее выбрасываем. Навиваем проволоку канцелярской скрепки на вал 4, получаем некое подобие катушки соленоида с выводами. Откусываем лишнее, оставляя длину 5–6 мм. Сверлим в верхней части пластины 2 пару отверстий под крепление детали 5. Вставляем её в основание, вставляем в неё вал 4 с шестерней 1, предварительно надев отрезок ПВХ трубки в качестве ограничителя 10. ВДВИГАЯ И ВЫДВИГАЯ ЭЛЕМЕНТ 5 В ОСНОВАНИЕ, МЫ ПОЛУЧИЛИ ВОЗМОЖНОСТЬ РЕГУЛИРОВКИ ЗАЗОРА МЕЖДУ ШЕСТЕРНЯМИ В РЕДУКТОРЕ. Далее сверлим по месту отверстие под ось 9 в торце пластины 2. Вклеиваем ось и ставим шестерню 8. Регулируем сцепление зубьев элементом 5 и так же фиксируем его на клей. Приклеиваем по месту мотор 7 к основанию 6. И УЖЕ ЗАТЕМ, ОПЯТЬ ЖЕ ПО МЕСТУ, СОЕДИНЯЕМ С ПОМОЩЬЮ КЛЕЯ ОСНОВАНИЕ 2 И ОСНОВАНИЕ 6, РЕГУЛИРУЯ ОДНОВРЕМЕННО ВЕЛИЧИНУ СЦЕПЛЕНИЯ ВИНТА И ЗУБЬЕВ ШЕСТЕРНИ.
Всё! Редуктор готов!
Глава 5
ИСКУССТВЕННЫЙ РАЗУМ ИЛИ ИРА, ГДЕ ТЫ?
До чего дошёл прогресс — труд физический исчез,
Да и умственный заменит механический процесс.
Позабыты хлопоты, остановлен бег,
Вкалывают роботы, а не человек.
(Из фильма «Приключения Электроника»)