32
Средствами SolidWorks можно рассчитать массу каждой детали, с
достаточно высокой точностью.
В связи с чем, данная возможность программы позволяет определить
общую массу сборки деталей.
После построения всех деталей информационной системы мобильного
робота можно переходить к формированию сборки.
Первый элемент, который был добавлен в сборку – основание. Именно
на основании располагаются все детали робота.
Первоначально на верхнюю часть основания крепятся два батарейных
отсека и кнопка включения (выключения) питания (рисунок 23). В каждый
батарейный отсек вставляются по четыре пальчиковых батарейки.
Рисунок 23 – Установка на верхнюю часть основания батарейного отсека и
кнопки включения (выключения) питания
На следующим этапе на верхнюю часть основания устанавливают
основные электронные элементы робота - драйвера двигателя L298N,
Бредбоард и ArduinoUNO (рисунок 24).
33
Бредбоард представляет собойпечатную плату, имеющую множество
контактных пазов, для удобного соединения проводников и радиоэлементов
электронной техники.
Рисунок 24 – Установка на верхнюю часть основания драйвера двигателя
L298N, ArduinoUNO и Бредбоард
На нижнюю часть основания устанавливают мотор редукторы
(двигатели), на которые крепятся ведущие колеса, и опорное колесо (рисунок
25). Опорное колесо способно свободно вращаться вокруг установочной оси.
Рисунок 25 – Установка на нижнюю часть основания мотор редукторов,
ведущих колес и опорного колеса
34
Завершающим этапом сборки является установка веб-камеры на
контейнер для батареек (рисунок 26).
Рисунок 26 – Установка веб - камеры на контейнер для батареек
Таким образом, разработанная 3Д трехколесная модель
роботапозволила уточнить его геометрические размеры и определить
массовые характеристики, как отдельных элементов, так и всей сборки (350
грамм).
2.3 Разработка твердотельной модели четырех колесного робота с
помощью системы автоматизированного проектирования SolidWorks
Для правильной сборки мобильного робота целесообразно
предварительно спроектировать его основные детали и построить
твердотельную 3Д модель.
Для решения данной задачи была использована система
автоматизированного проектирования (САПР) SolidWorks 2017.
Применение САПР позволило уточнить геометрические и массовые
характеристики робота.
Основные детали мобильного робота и их массовые характеристики
сведены в таблицу 3.
35
Разрабатываемый в рамках проекта выпускной квалификационной
работы макетный образец кисти автоматизированной информационно-
управляющей системы андроида будет использоваться на ровной
поверхности.
Для правильной сборки кисти робота целесообразно предварительно
спроектировать его основные детали и построить твердотельную модель [14].
Для осуществления данной задачи была выбрана САПР SolidWorks
2017.
Применение SolidWorks 2017 позволило уточнить массовые и
геометрические характеристики кисти [15].
Основные 3D детали мобильного четырехколесного робота
представлены на рисунках 27 – 32.
Рисунок 27- Колесо «Скала» (96 мм)
36
Рисунок 28 – Двигатель Aslong
Рисунок 29 – Фонарик
Рисунок 30 - Радиоприемник
37
Рисунок 31 - Уголок алюминиевый (для крепления двигателей)
Рисунок 32 - Хомут
Применение САПР позволило уточнить геометрические и массовые
характеристики робота. Вес основных деталей четырехколесного робота был
сведен в таблицу.
Таблица 3
Основные детали мобильного четырехколесного робота и их массовые
характеристики
Деталь
Вес детали, грамм
1. Колесо «Скала» (96 мм)
40
2. Двигатель Aslong
25
3. ArduinoUNO (контроллер)
25
4. Драйвер 2А "Mini"
30
5. Контейнер для батареек
20
6. Батарейка АА
9
7. Основание
45
8. Бредбоард (контактная плата)
70
9. Фонарик
220
38
10. Радиоприемник
3
11. Уголок алюминиевый
(для крепления двигателей)
12
12. Хомут
2
У фонарика предусмотрена кнопка для включения и выключения света.
Фонарик питается от трех отдельных пальчиковых батареек по 1.5 В, т.е.
общее напряжение питания составит 4.5В.
Основание робота выполняется в виде прямоугольной пластины,
материалом для которой служит пластмасс.
На основание устанавливают алюминиевые уголки (рисунок 33).
Рисунок 33 – Установка уголков на нижнюю часть основания
На алюминиевые уголки с помощью хомутов осуществляется
крепление двигателей (рисунок 34).
39
Рисунок 34 – Крепление двигателей на уголки с помощью хомутов
Далее происходит установка колес и батареек (рисунок 35).
Рисунок 35 – Крепление колес и контейнера для батареек
Установка фонарика, драйвера 2А «Mini», контактной платы
срадиоприемником и ArduinoUNO на верхнюю часть основания показано на
рисунке 36.
Предполагается, что веб-камера для фиксации изображения будет
установлена на боковой части фонаря. Сборка всего робота показана на
рисунке 36.
40
Рисунок 36 – Установка фонарика, драйвера 2А «Mini», контактной платы с
радиоприемником и ArduinoUNO на верхнюю часть основания
Рисунок 37 – Сборка робота в изометрии
В результате выполнения второй главы с помощью программы
RamusEducational была сформирована диаграмма функциональной модели
информационной робототехнической системы и построена её декомпозиция.
На основании функциональной модели, в которой были выделены
основные элементы (детали) системы, была разработана твердотельная
41
модель робота с помощью системы автоматизированного проектирования
SolidWorks 2017.
Твердотельная модель позволила уточнить геометрические размеры
основных деталей колесных роботов.
Показаны варианты сборки 3Д моделей трехколесного и
четырехколесного роботов.
Таким образом, разработанные 3Д модели, позволят собрать макетные
образцы автоматизированных информационных робототехнических
систем для фиксации изображения и осуществить их программирование на
языке С++.