Щетина - Bristlebot

А щетина или ботинок чрезвычайно простая форма шагающий робот. Это один из самых простых мобильных роботов как по функциям, так и по конструкции. Благодаря такой простоте конструкции они стали популярными проектами в школе. научная выставка уровень.

Операция

Щетина своими руками

Bristlebot - это простой робот с жестким корпусом, нижняя поверхность которого покрыта щетина, как щетка или бархат. Масса щетинок ориентирована так, что есть общий наклон к ним от вертикали. Это в целом соответствует всему телу робота, так что дает предпочтительное «прямое» направление. Робот приводится в движение за счет вибрации его тела. Действие этих вибраций через массу щетинок заключается в постепенном перемещении робота в предпочтительном направлении щетинок.[1] Есть некоторое сравнение между вибрацией щетины и ударов бактериальной жгутики.

Большинство щетинок имеют электрический привод, в котором используются современные разработки в области маломассивных двигателей и аккумуляторов. Поскольку щетинистые роботы обладают такой примитивной подвижностью как с точки зрения эффективности, так и с точки зрения управления, они обычно не считаются подходящими для сложных систем управления или отзывчивого поведения.

Виброботы

Вибробот - это родственный робот, но он основан на использовании пружинящих проволочных ножек, а не щетинок.[2]

Виброботы на базе часовой механизм или эластичные двигатели имеют долгую историю, еще до появления электрических щеток. Они были постоянной темой в творчестве бразильского дизайнера. Чико Бикальо.[3][4]

строительство

Конструкция щеток стала популярной в середине 2000-х годов в качестве мобильных телефонов. вибрировать двигатели стали доступны по низкой цене либо из утильных пейджеров и мобильных телефонов, либо непосредственно с их китайских заводов. Они образуют идеальный источник питания для щетины, поскольку они достаточно мощные и достаточно легкие даже с батареей.[1] Типичная самодельная щетина состоит всего из трех функциональных частей: зубная щетка голова, вибрационный двигатель и литиевый монетная ячейка.[5] Для сборки деталей используется клей, скотч или стяжки.

Зубную щетку необходимо выбрать и, возможно, обрезать, чтобы получить плоскую контактную поверхность с большей частью щетины, выровненной в одном направлении. Изношенные зубные щетки часто бесполезны, так как их растопыренные щетинки направлены во все стороны. Такая щетина может затем вращаться или колебаться, но без движения. У некоторых новых щеток могут быть очень вертикальные щетинки, которые не производят большого движения, если не обрезаны до склона.[5]

Групповое строительство

Групповое строительство щеток - научно-популярный проект для детей через школы, Maker Faires и тому подобное.

Доступны наборы для упрощения сборки и украшения,[6] хотя это далеко не обязательно.

События

Роботы Artbots или Drawbots могут быть сконструированы путем добавления ручек к щетинному боту или использования нескольких подходящих ручек в качестве самих щетинок.[7] Такие роботы используются на большом листе бумаги, где они оставляют за собой нарисованный след. Этот след указывает на эффективность щетины: расстояние, пройденное им от начала, относительно окружного расстояния по его искривленному пути.

Последние насадки для зубных щеток, такие как Орал-Б Pulsar включает резиновые лезвия, а также жесткую щетину. Это делает щетину еще более эффективной, которая быстрее движется по прямой.[8]

Внутренний чистящие щетки с более крупными двигателями, может использоваться для изготовления более крупных щеточных роботов с такой же простой конструкцией.[9]

Если разделить привод на две головки щетки, щетина может начать рулевое управление контроль. Затем можно использовать простую робототехнику с давно разработанной схемой для независимого управления каждой стороной с помощью двух двигателей. Управляя их относительной мощностью по отношению к внешнему стимулу, например свету, можно сконструировать робота с простым поведением, таким как поиск света или избегание света.[10][11]Идея создания управляемого, управляемого BristleBot может быть дополнительно расширена за счет использования микроконтроллера с поддержкой Wi-Fi для создания Bristlebot, которым можно управлять со смартфона или даже научить водить автономно.[12]

В BEAM робототехника, сложная щетина может напоминать Уокер, хотя эти многоногие роботы обычно намного сложнее и используют несколько приводы с независимым управлением.

Коммерческие щетины

Популярные Hexbug диапазон игрушечные роботы началось с Hexbug Nano, щетины. Nano V2, развитие оригинального Nano, выпущенного в 2013 году,[13] имеет три дополнительных гибких шипа на своей верхней поверхности.[14] Это дает им новую возможность подниматься по вертикали между двумя подходящими друг для друга пластинами или стенками труб. Поскольку верхние шипы представляют собой только узкий ряд, боты нестабильны в перевернутом положении и поэтому становятся самовосстанавливающимися.

Вместе с ними предлагается множество прозрачных пластиковых трубок. Они варьируются от простой вертикальной трубы для демонстрации лазания до многоцелевых мест обитания ботов с несколькими горизонтальными аренами, соединенными изогнутыми альпинистскими трубами из прозрачного пластика. Разнообразие дополнительных конструктор доступны детали труб, в том числе витые трубки и воронки [14]

использованная литература

  1. ^ а б Винделл (19 декабря 2007 г.). «Bristlebot: крошечный направленный вибробот». Злой безумный ученый.
  2. ^ «Виброботы». Марка: журнал.
  3. ^ "Чико Бикальо". Kikkerland. Архивировано из оригинал на 2011-06-05.
  4. ^ Брайан Линг (11 декабря 2007 г.). "Механические твари, интервью с Чико Бикальо". Design Sojourn.
  5. ^ а б Эми Коуэн (2013). "Создание щеток: простая робототехника для зубных щеток". Приятели науки.
  6. ^ "Bristlebots.org".
  7. ^ "Детский бот для рисования". Finkbuilt.
  8. ^ "Как сделать лучшую щетину!". Instructables.
  9. ^ «Гигантский BristleBot». Instructables.
  10. ^ "Создайте светового робота-существа". Приятели науки. 2014.
  11. ^ "IO Moth". Bristlebotics.
  12. ^ «IoT BristleBot». ESP8266-BristleBot. 2016.
  13. ^ "HEXBUG Nano V2". HEXBUG.
  14. ^ а б «Нано В2». HEXBUG Nano V2.