[Sweetie Bot] Механика

В конце марта была премьера нашего проекта «Свитибот», где вы могли посмотреть видео со вторым прототипом робота-пони. Сегодняшний пост будет посвящен механической части третьего прототипа, работы над которым еще продолжаются.


Несмотря на то, что этот пост посвящен третьему прототипу, начинать его следует с первого.
И небольшого ликбеза про серводвигатели.Что такое серводвигатель.

Серводвигатель или сервопривод (следящий привод) представляет из себя привод с управлением через отрицательную обратную связь, позволяющую точно управлять параметрами движения. Проще говоря, такой двигатель может поворачиваться на заданный угол и поддерживать это положение благодаря встроенному редуктору и схеме управления с датчиком положения.

https://www.youtube.com/watch?v=zpR4OitF-oI
https://www.youtube.com/watch?v=bu3SPwzcocU

ProtoPony1

Ходовая первого прототипа была собрана из алюминиевых креплений и дешевых китайских серво MG90. Робот получился тяжелый. У серводвигателей не хватало крутящего момента, чтобы полноценно поднимать и двигать такую конструкцию.

Тем не менее, в первом прототипе было реализовано много хороших конструкторских решений, некоторые из которых пригодились при создании второго прототипа.
Подробнее о ProtoPony1 возможно напишет mutronics , там есть что показать и рассказать, но это уже тема для отдельного поста.

ProtoPony2

Второй прототип, учитывая опыт первого, был собран из пластиковых креплений, копыта упрощены, изменена конфигурация движков в ноге.

В качестве серводвигателей были выбраны DRS-0101. Они мощнее и точнее, чем другие серводвигатели схожего уровня. А еще, что немаловажно, если вдруг не потянут, то их можно в любой момент заменить на DRS-0201. Это модель той же фирмы, в том же форм-факторе, но шестерни там металлические, а не пластмассовые, как в DRS-0101. Благодаря металлическим деталям и более мощному двигателю, DRS-0201 на 12% быстрее и в два раза сильнее, чем DRS-0101. И в три раза дороже
Вы могли видеть второй прототип в этом посте.
Параллельно с ProtoPony2 началось проектирование ProtoPony3.

ProtoPony3

Ну, «началось проектирование» это, конечно, громко сказано. Проектирование начинается с ТЗ, а в самом начале никакого ТЗ особо-то и не было. Было просто представление, что:
1. Робот должен максимально быть похож на пони.
2. Нужно использовать двигатели DRS-0101.
3. Использовать либо стандартные детали, либо напечатанные на 3D принтере.
4. Робот должен быть как можно меньше, чтобы мощности двигателей хватило с запасом.
5. Робот должен уметь ложиться, вставать, ходить, наклонять голову до земли, поворачиваться и красиво так лапку переднюю поднимать.
Задача большая, сложная, с какой стороны к ней подступиться — непонятно. Решили сперва сделать для пони коленку. Совместить, так сказать, пункт 1, 2 и 3.
Вот, что получилось.


К сожалению, видео нет, но коленка с приятным жужжанием сгибалась, нигде ничего не задевало, не люфтило. Отличная коленка получилась.
Дальше была очередь копыта. Дизайнера тогда не было и приходилось делать много разных вариантов, чтобы выбрать самый красивый.
Разные копыта.


Ну, и сразу прикидывалось расположение двигателей в ноге.

До печати тогда не дошло, потому что в процессе выяснилось, что самое сложное и проблемное место робота вовсе не в копытах.
Дело в том, что внутреннее устройство копыта, количество и расположение двигателей определяется её длиной и толщиной. Длина и толщина копыта определяются понячьими пропорциями. А пропорции должны быть такими, чтобы в самом узком месте поместилось необходимое число серводвигателей. А самое узкое место у пони – это грудь. Да, в маленькую понячью грудь должно поместиться 5 движков. Два — чтобы вращать плечами, еще два – чтобы поднимать копыта и один — для шеи.
Вот, у собачек AIBO таких проблем нет.
Чтобы как-то облегчить задачу, Darth-Biomech сделал нам модельку с немного увеличенными плечами. Именно она и была взята за основу вот этого:

Совсем недавно эту конструкцию удалось напечатать и собрать:
сборка
1,2 — крепления правого и левого копыт, 3 — крепление шеи.

Несмотря на ужасное качество печати, эта штука собралась. И не только собралась. У нее крутится все, что должно крутиться. Есть там пара проблемных мест, но в целом идея доказала свою состоятельность.

Что дальше.

В ближайших планах переделать дизайн ProtoPony3 по эскизам Cannibal :

Там у пони большая широкая грудь, что позволит сделать механику проще и надежнее. Не знаю, сколько времени это займет, но, наверное, много. Вот, если бы у нас были еще инженеры, то дело могло бы пойти быстрее. Именно поэтому мы продолжаем искать в команду инженеров-конструкторов, пишите в лс.
Подробности и SolidWorks и о требованиях к желающим поучаствовать — в этом посте