Гар хийцийн Segway зураг төсөл. Гиро скутер: түүний бүрдсэн төхөөрөмж, мини-сегвейгийн хэлхээ ба дизайн. Segway цахим дүүргэлт

Сегвей шиг ийм нарийн төвөгтэй төхөөрөмжийг өөрөө хийх боломжтой юу? Чи чадна гэж харагдаж байна. Хэрэв та хангалттай хичээл зүтгэл гаргаж, тусгай мэдлэгийн давуу талыг ашиглах юм бол. Энэ бол яг ийм сургуулийг төгссөн инженер Петтер Форсберг гэх залуу юм Чалмерс Шведийн Технологийн Их Сургууль Автоматжуулалт, Мехатроникийн мэргэжлээр төгссөн.

Мэдлэг, ур чадвараас гадна түүнд маш их мөнгө хэрэгтэй байсан гэж та хэлж байна. Тиймээ, тодорхой эд анги, тоног төхөөрөмж худалдаж авахад мөнгө хэрэгтэй байсан ч тийм ч их биш, 300 орчим евро хэрэгтэй байв. Түүний хүчин чармайлтын үр дүн энэ видеонд байна:

Механик

Хөдөлгүүр, дугуй, гинж, араа, батерейг Хятадын хоёр хямд цахилгаан скутерээс авсан. Моторууд нь 24V, 300W, 2750 rpm-ыг хангадаг.

Дамжуулагч нь мотор дээрх жижиг араагаас бариул дээрх том араа хүртэл. Харьцаа нь ойролцоогоор 6: 1 байна, ийм өндөр харьцаа нь илүү сайн эргүүлэх моментийг олж авах нь илүү дээр юм хамгийн дээд хурд... 12 инчийн дугуйны араа нь чөлөөтэй эргэх механизм дээр суурилсан тул дугуйг хоёр чиглэлд жолоодох боломжтой байхын тулд шаардлагатай өөрчлөлтүүдийг хийх шаардлагатай болсон.

Платформын суурь нь хоёр дугуй эргэх ёстой тогтмол тэнхлэг юм. Тэнхлэг нь 5 мм-ийн боолтоор бэхлэгдсэн гурван хөнгөн цагаан блокоор бэхлэгддэг.

Жолооны баганыг зүүн, баруун тийш хазайлгаж, сегвей жолоодох үед эргүүлэх чадвартай байхын тулд зураг зурсан. шаардлагатай дэлгэрэнгүй мэдээлэл SolidWorks програм хангамжид, дараа нь CNC машин дээр үйлдвэрлэсэн. Машины программыг CAMBAM ашиглан бичсэн. Үүнтэй ижил аргыг электроникийн хайрцаг үйлдвэрлэх, яаралтай тоормосны төхөөрөмжийг угсрахад ашигласан.

Ирээдүйн Segway-ийн жолооны хүрд нь ердийн дугуйн бариул бөгөөд хоолой нь 25 мм-ийн ган хөндий хоолойд бэхлэгдсэн байдаг. Жолооны баганыг төвд байлгаж, зарим хүчийг бий болгохын тулд санал хүсэлтхоёр ган пүрш оролцсон. Мөн жолооны хүрд дээр тээврийн хэрэгслийн стандарт релетэй холбогдсон яаралтай тусламжийн товчлуур байдаг бөгөөд хөдөлгүүрийн хүчийг бууруулж чаддаг.

Цахилгаан хангамжийн хувьд 24V моторт ашигладаг 12V 12Ah хар тугалганы хүчлийн хоёр батерейг ашигладаг.

Электроник

Бүх зүйл хэвлэмэл хэлхээний самбарЭнэ хөгжилд зориулж тусгайлан үйлдвэрлэсэн. Үндсэн самбар нь тооцоолол хийж, гироскоп (ADXRS614), хурдатгал хэмжигч (ADXL203) болон обудтай потенциометр зэрэг мэдрэгчээс мэдээлэл цуглуулж, аль чиглэлд эргэхийг хүсч байгаагаа тодорхойлох боломжтой.

Үндсэн процессор AVR ATmega168. Зөөврийн компьютер нь RN-41 ашиглан Bluetooth-ээр холбогддог. Хоёр H-гүүр нь үндсэн самбараас хяналтын дохиог моторын тэжээл болгон хувиргадаг. H-гүүр бүр нь ATmega168-тай бөгөөд самбаруудын хоорондох холбоо нь UART-ээр дамждаг. Бүх электрон төхөөрөмж нь тусдаа батерейгаар тэжээгддэг (LiPo 7.4V 900mAh).

Батерейг цэнэглэхэд хялбар байхын тулд үндсэн самбарыг програмчлах, хяналтын хүрдний параметрүүдийг өөрчлөхөд шаардлагатай холбогч, цахилгаан тэжээлийн унтраалга, дээд талд нь засах потенциометр бүхий жижиг хайрцгийг хийсэн.

Програм хангамж

Микроконтроллерийн програм хангамж нь голчлон гироскоп, акселерометрийн шүүлтүүр ба PD хяналтын хүрдээс бүрдэнэ. Туршилтанд Калман ба Complemantry гэсэн хоёр шүүлтүүр авсан. Тэдний гүйцэтгэл маш төстэй байсан ч Complementary шүүлтүүр нь тооцоолол бага шаарддаг тул ашиглахаар сонгосон. Програмуудыг мөн Java хэл дээр бичсэн бөгөөд ингэснээр мэдрэгч, хяналтын дохио, батерейны төлөв гэх мэт бүх утгыг харах боломжтой болно.

Энэ видеон дээр өөрийн гараар сегвей хийх техникийн тал:

Хэрэв та гиро скутер эсвэл мини-сегвейг гэртээ өөрийн гараар, хүчээр хийх боломжгүй гэж бодож байгаа бол та эндүүрэлгүй байна. Хачирхалтай нь, Интернет дээр олон гар урчууд өөрсдөө гиро скутер хийдэг олон видео байдаг. Зарим хүмүүсийн хувьд энэ нь маш гар хийцийн юм шиг санагддаг, гэхдээ бүтээх технологид үнэхээр ойртож, үнэхээр сонирхолтой, өндөр чанартай зүйлийг хуулбарлаж чадсан хүмүүс бас байдаг. Тэгэхээр өөрийн гараар гиро скутер хийх боломжтой юу? Инженер, зүгээр л сайн хүн Адриан Кундерт энэ тухай бидэнд хэлэх болно.

Гиро скутер гэж юу вэ?

Гиро скутерийг өөрийн гараар хэрхэн хийх вэ? Гар хийцийн усан онгоцыг хэрхэн яаж хийхийг ойлгохын тулд эхлээд hoverboard гэж юу болох, энэ нь юунаас бүрдэх, энэ сонирхолтой тээврийн хэрэгслийг бий болгоход юу шаардлагатайг ойлгох хэрэгтэй. Гиро скутер бол гироскоп мэдрэгч болон гироскопийн систем дээр суурилдаг өөрийгөө тэнцвэржүүлдэг тээврийн хэрэгсэл юм. дотоод технологиажлын тавцангийн тэнцвэрийг хадгалах. Өөрөөр хэлбэл, бид гиро скутерийг асаахад тэнцвэржүүлэх систем асдаг. Хүн гиро скутер дээр суух үед тавцангийн байрлал өөрчлөгдөж эхэлдэг бөгөөд энэ мэдээллийг гироскоп мэдрэгч уншдаг.

Эдгээр мэдрэгч нь байрлалын өөрчлөлтийг мэдэрдэг дэлхийн гадаргууэсвэл таталцлын нөлөө үүсэх цэг. Уншсаны дараа мэдээлэл нь платформын хоёр талд байрлах туслах самбаруудад тэжээгддэг. Мэдрэгч болон цахилгаан мотор нь бие биенээсээ хамааралгүй ажилладаг тул ирээдүйд хоёр цахилгаан мотор хэрэгтэй болно. Туслах самбаруудаас боловсруулсан мэдээллийг микропроцессороор эх хавтан руу аль хэдийн илгээдэг. Тэнд тэнцвэрийг хадгалах хөтөлбөр нь шаардлагатай нарийвчлалтайгаар аль хэдийн хийгдсэн байдаг.

Өөрөөр хэлбэл, хэрэв платформ урагшаа хэдэн градусаар хазайвал моторууд эсрэг чиглэлд шилжих дохиог өгч, тавцанг тэгшлэнэ. Нөгөө тал руугаа хазайлтыг бас гүйцэтгэдэг. Хэрэв hoverboard илүү их хазайсан бол програм нь цахилгаан мотор руу урагш эсвэл хойшлох тушаал байгааг шууд ойлгодог. Хэрэв hoverboard 45 градусаас дээш хазайвал мотор болон hoverboard өөрөө унтарна.

Ховерборд нь их бие, ган эсвэл металл суурьтай бөгөөд бүх электрон хэрэгслийг бэхлэх болно. Дараа нь 80-90 кг хүртэл хүний ​​жин дор явах чадалтай хоёр цахилгаан мотор бий. Цааш нь явна эх хавтанпроцессор, гироскоп мэдрэгч байрладаг хоёр туслах самбартай. Мэдээжийн хэрэг батерей, ижил диаметртэй хоёр дугуй. Гиро скутер хэрхэн хийх вэ? Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд бид гиробордын барилгын тодорхой нарийн ширийн зүйлийг олж авах хэрэгтэй.

Бидэнд юу хэрэгтэй вэ?

Гиро скутерийг өөрийн гараар хэрхэн хийх вэ? Танд хэрэгтэй хамгийн эхний бөгөөд гол зүйл бол хоёр юм цахилгаан мотор, насанд хүрсэн хүний ​​жинг даах хүчин чадалтай. Үйлдвэрийн загварууд нь дунджаар 350 ватт чадалтай тул бид ийм хүчин чадалтай хөдөлгүүрүүдийг олохыг хичээх болно.

Дараа нь мэдээжийн хэрэг та 10-12 инч орчим хоёр ижил дугуй олох хэрэгтэй. Илүү сайн, учир нь бид маш олон электрон хэрэгсэлтэй болно. Ингэснээр нэвчилт нь өндөр, тавцан ба газрын хоорондох зай зөв түвшинд байна.

Хоёр батерей, хар тугалга-хүчил, та хамгийн багадаа 4400 мАч нэрлэсэн хүчин чадлыг сонгох хэрэгтэй ба түүнээс дээш. Нэгэнт бид тэгэхгүй металл бүтэцгэхдээ энэ нь анхны мини сегвей эсвэл hoverboard-аас илүү жинтэй байх болно.

Үйлдвэрлэл ба процесс

Хэрхэн хүчирхэг, унаж байхдаа тэнцвэрээ барьдаг hoverboard хийх вэ? Эхлээд бид ямар төрлийн тээврийн хэрэгсэл хэрэгтэй вэ гэдгээ төлөвлөх хэрэгтэй. Бид том дугуйтай, янз бүрийн замд хөндлөн гарах өндөр чадвартай нэлээд хүчирхэг тээврийн хэрэгсэл хийх хэрэгтэй. Хамгийн бага утгатасралтгүй жолоодох нь 1-1.5 цаг байх ёстой. Бид 500 орчим евро зарцуулна. Бид усан онгоцондоо утасгүй удирдлагын системийг нийлүүлэх болно. Бид алдаа, алдааны уншигчийг байрлуулсан бөгөөд бүх мэдээлэл SD карт руу очно.

Жиро скутер диаграм

Дээрх диаграммд та бүх зүйлийг тодорхой харж болно: цахилгаан мотор, батерей гэх мэт. Эхлээд та үүнийг хянах микроконтроллерыг яг сонгох хэрэгтэй. Зах зээл дээрх бүх Arduino микроконтроллеруудаас бид UnoNano-г сонгох бөгөөд ATmega 328 нь нэмэлт мэдээлэл боловсруулах чип болж ажиллах болно.

Гэхдээ та хэрхэн hoverboard аюулгүй болгох вэ? Бид хоёр батерейг цувралаар холбосон тул шаардлагатай хүчдэлийг авдаг. Цахилгаан моторын хувьд зөвхөн давхар гүүрний хэлхээ хэрэгтэй. Бэлэн товчлуурыг дарснаар моторт тэжээл өгөх болно. Энэ товчлуурыг дарахад мотор болон усан онгоц өөрөө унтрах болно. Энэ нь жолооч өөрөө болон манай тээврийн хэрэгслийн аюулгүй байдлыг хангахад зайлшгүй шаардлагатай.

Arduino микроконтроллер нь XBee хэлхээтэй цуваа холболтыг ашиглан ойролцоогоор 38400 Baud дээр байх болно. Бид GY-521 модуль дээр суурилсан InvenSense MPU 6050 гиро мэдрэгчийг ашиглах болно. Тэд эргээд платформын байрлалын талаарх мэдээллийг унших болно. Эдгээр мэдрэгч нь мини сегвей хийхэд хангалттай нарийвчлалтай. Эдгээр мэдрэгчийг анхан шатны боловсруулалт хийх нэмэлт хоёр туслах самбар дээр байрлуулах болно.

Бид I2C автобусыг ашиглах болно, энэ нь хангалттай нэвтрүүлэх чадвар Arduino микроконтроллертой хурдан холбогдох. 0x68 хаягтай гиро мэдрэгч нь 15 мс тутамд сэргээх хурдтай байдаг. Хоёрдахь хаягийн мэдрэгч 0x68 нь микроконтроллерээс шууд ажилладаг. Бид бас ачааллын унтраалгатай бөгөөд энэ нь платформ тэгш байрлалд байх үед гиро скутерийг тэнцвэртэй байлгах горимд оруулдаг. Энэ горимд hoverboard байрандаа үлдэнэ.

Гурав модон эд ангиүүн дээр манай дугуй болон цахилгаан моторууд байрлах болно. Ердийн модон саваагаар хийсэн жолооны тулгуур нь өөрөө нисэх онгоцны урд талд бэхлэгдэх болно. Эндээс та ямар ч саваа, тэр ч байтугай шүүр бариулыг авч болно. Аккумлятор болон бусад хэлхээнүүд нь платформ дээр даралтыг бий болгож, улмаар тэнцвэржүүлэлтийг бага зэрэг, ялангуяа илүү их даралттай хэсэгт тохируулах болно гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Хөдөлгүүрүүдийг платформын баруун, зүүн талд жигд хуваарилах шаардлагатай бөгөөд зай нь тусгай хайрцагт хамгийн их дунд хэсэгт байрладаг. Бид жолооны баганыг ердийн финтүүдэд холбож, бэлэн товчлуурыг зөөгчний дээд хэсэгт холбоно. Өөрөөр хэлбэл, ямар нэг зүйл буруу болж, товчлуурыг суллавал hoverboard унтрах болно. Ирээдүйд энэ товчлуурыг хөлний хэсэг болгон хувиргаж эсвэл платформын тодорхой налууд тохируулж болно, гэхдээ бид үүнийг одоогоор хийхгүй.

Дотоод хэлхээ ба бүх утсыг гагнах ажлыг ижил хэлхээний дагуу гүйцэтгэдэг. Дараа нь та энэ хүснэгтийн дагуу мотор бүхий гүүрний хэлхээнд хоёр гироскоп мэдрэгчийг манай микроконтроллерт холбох хэрэгтэй.

Тэнцвэрийн мэдрэгчийг газартай зэрэгцүүлэн эсвэл платформын дагуу суурилуулсан байх ёстой, харин зүүн ба баруун эргэх мэдрэгчийг гиро мэдрэгчтэй перпендикуляр суурилуулсан байх ёстой.

Мэдрэгчийг тохируулах

Дараа нь бид микроконтроллерыг тохируулж, эх кодыг татаж авна. Дараа нь та гироскопийн мэдрэгч ба эргэлтийн мэдрэгч хоорондын зөв хамаарлыг шалгах хэрэгтэй. Arduino Terminal програмыг ашиглан hoverboard-г програмчилж, тохируулаарай. PID баланс хянагчийг тохируулах нь зайлшгүй шаардлагатай. Баримт нь та өөр хүч чадал, шинж чанар бүхий хөдөлгүүрийг сонгож болно, тэдний хувьд тохиргоо нь өөр байх болно.

Энэ программд хэд хэдэн параметр байдаг. Эхний хамгийн чухал параметр бол Kp параметр бөгөөд энэ нь тэнцвэржүүлэх үүрэгтэй. Эхлээд гиро скутерийг тогтворгүй хэлбэрт оруулахын тулд энэ үзүүлэлтийг нэмэгдүүлж, дараа нь индикаторыг хүссэн параметр болгон бууруулна.

Дараагийн параметр нь Ki параметр бөгөөд энэ нь hoverboard-ийн хурдатгалыг хариуцдаг. Налалтын өнцөг багасах тусам хурд нь эсрэгээрээ буурч эсвэл нэмэгддэг. хамгийн сүүлчийн параметр нь Kd параметр бөгөөд энэ нь платформыг өөрөө түвшний байрлал руу буцааж, моторуудыг барих горимд шилжүүлдэг. Энэ горимд hoverboard зүгээр л зогсож байна.

Дараа нь та Arduino микроконтроллерийн асаах товчийг асааж, гироскотер зогсолтын горимд шилжинэ. Гироборд дээр гишгэсний дараа та товчлуур дээр хөлөөрөө зогсох тул гиро скутер нь "байранд" горимд шилждэг. Тэнцвэржүүлэгч мэдрэгчүүд асаалттай бөгөөд налуугийн өнцөг өөрчлөгдөхөд гиро скутер урагш эсвэл хойшоо явдаг. Ямар нэгэн эвдрэл гарсан тохиолдолд та гиро скутерийг өөрийн гараар хялбархан засах боломжтой.

Өнөө үед Дин Камены зохион бүтээсэн Сегвей гэгддэг хоёр дугуйтай өөрөө явагч жижиг тавцан улам бүр түгээмэл болж байна. Тэргэнцэртэй хүн явган хүний ​​замаар авирахдаа ямар бэрхшээлтэй тулгардагийг анзаарч, бүтээх боломжийг олж харав. тээврийн хэрэгсэлЭнэ нь хүмүүсийг тойрон гарахад тусалдаг онцгой хүчин чармайлт... Камен өөрийгөө тэнцвэржүүлэх платформ бий болгох санаагаа хэрэгжүүлэв. Эхний загварыг 2001 онд туршиж үзсэн бөгөөд энэ нь бариул дээрх товчлууртай тээврийн хэрэгсэл байв. Энэ нь хөгжлийн бэрхшээлтэй хүмүүст зориулагдсан бөгөөд бартаатай газар ч гэсэн бие даан шилжих боломжийг олгодог. Шинэ загвар"Segway RT" гэж алдаршсан бөгөөд хөшүүргийг зүүн эсвэл баруун тийш хазайлгахад аль хэдийн жолоодохыг зөвшөөрсөн. 2004 оноос Европ, Азийн зах зээлд худалдаалагдаж эхэлсэн. Хамгийн дэвшилтэт үнэ орчин үеийн загваруудЖишээлбэл, Segway PTi2 - ойролцоогоор 5000 доллар. В сүүлийн үедХятад, Японы компаниуд янз бүрийн өөрчлөлт, шинэлэг загвар бүхий төхөөрөмжүүдийг бүтээдэг. Зарим нь зөвхөн нэг дугуйтай ижил төстэй машин үйлдвэрлэдэг ч сонгодог Segway-ийг харцгаая.

Segway нь платформ ба хөндлөн байрлуулсан хоёр дугуйнаас бүрдэх бөгөөд хоёр цахилгаан мотороор хөдөлдөг. Систем нь өөрөө хөдөлгүүрийг удирддаг нарийн төвөгтэй электрон хэлхээний тусламжтайгаар тогтворжуулж, зөвхөн жолоочийн хазайлтаас гадна тээврийн хэрэгслийн нөхцөл байдлыг харгалзан үздэг бөгөөд энэ нь түүнийг үргэлж босоо байрлалд байлгах боломжийг олгодог. Платформ дээр зогсож буй жолооч бариулыг урагш эсвэл хойш нь хөдөлгөж, баруун эсвэл зүүн тийш хазайх замаар хурдыг удирддаг. Хяналтын самбар нь харгалзах хөдөлгөөн, чиг баримжаа мэдрэгчээс (ухаалаг гар утсанд дэлгэцийн чиглэлийг өөрчлөх боломжийг олгодогтой адил) дохиог хянаж, микропроцессорыг платформыг зөв чиглүүлэхэд тусалдаг. Гол нууц segway нь цахилгаан механик хэсэгт биш харин хөдөлгөөний физикийг чухал математикийн нарийвчлалтайгаар өгөгдөл боловсруулах, зан төлөвийг урьдчилан таамаглах кодыг харгалзан үздэг.

Segway нь лити-полимер батерейны ачаар 2 кВт хүртэл хүчийг хөгжүүлэх чадвартай, неодим-төмөр-борын хайлшаар хийсэн хоёр сойзгүй цахилгаан мотороор тоноглогдсон.

Segway-ийн дэлгэрэнгүй мэдээлэл

Segway үүсгэхийн тулд танд дугуйтай хоёр араа мотор, зай, электрон хэлхээ, тавцан болон жолооны хүрд.

Хямд өртөгтэй загваруудын моторын хүч нь ойролцоогоор 250 Вт бөгөөд энэ нь харьцангуй бага гүйдлийн зарцуулалтаар 15 км / цаг хурдтай байдаг. Эдгээр моторуудын өндөр хурд нь шаардлагатай зүтгүүрийг авах боломжийг олгодоггүй тул дугуйг шууд эргүүлж чадахгүй. Унадаг дугуйныхаа араа ашиглах үед тохиолддог зүйлтэй адил: арааны харьцааг нэмэгдүүлэх нь хурдаа алдах боловч дөрөөнд үзүүлэх хүчийг нэмэгдүүлнэ.

Платформ нь хөдөлгүүрүүдийн тэнхлэгийн доор байрладаг. Хангалттай жинтэй батерейг хөлийн түшлэгийн доор тэгш хэмтэй байрлуулсан нь жолоочгүй байсан ч Segway-ийг босоо байрлалд байлгах боломжийг олгодог. Үүнээс гадна дотоод механик тогтвортой байдал нь жолооч байх үед бүрэн идэвхтэй ажилладаг электрон тогтвортой байдлын нэгжид тусалдаг. Платформ дээр хүн байгаа нь хүндийн төвийг дугуйны тэнхлэгээс дээш өргөдөг бөгөөд энэ нь системийг тогтворгүй болгодог - энэ нь электроникийн самбараар аль хэдийн нөхөн төлөгдөх болно.

Зарчмын хувьд та Хятадын вэбсайтаас шаардлагатай электроникийн нэгжийг худалдаж авснаар ийм зүйлийг өөрөө хийж болно (тэдгээрийг худалдаалж байна). Бүх эд ангиудыг шураг, самар (эрэг биш) ашиглан угсардаг. Онцгой анхааралгинжин хэлхээний хурцадмал байдлыг зохих ёсоор өгөх ёстой. Батерейнууд нь зөв даралтыг хангахын тулд жижиг резинэн дэвсгэр бүхий U хэлбэрийн хавчаараар бэхлэгддэг. Батерей болон платформын хооронд хоёр талт туузыг нааж, гулсалт хийхгүй байхыг зөвлөж байна. Хяналтын самбарыг хоёр батерейны хооронд суулгаж, тусгай зайгаар бэхэлсэн байх ёстой.

Хяналтын хөшүүрэг нь байж болно, үгүй ​​ч байж болно - эцэст нь үүнгүйгээр segway загварууд (minisigway) одоо алдартай болсон. Ерөнхийдөө энэ нь сонирхолтой бөгөөд тийм ч үнэтэй биш юм, учир нь найз нөхдийн мэдээллээр Хятадад бөөний үнэ нь ердөө 100 доллар байдаг.

Өөрийнхөө гараар сегвей хийх боломжтой юу? Энэ нь хэр хэцүү вэ, үүнд ямар нарийн ширийн зүйл шаардлагатай вэ? Тэгэх үү гар хийцийн төхөөрөмжүйлдвэрт үйлдвэрлэсэнтэй адил бүх үүргийг гүйцэтгэх үү? Өөрийнхөө гараар барихаар шийдсэн хүний ​​толгойд ижил төстэй асуултууд гарч ирдэг. Эхний асуултын хариулт нь энгийн бөгөөд ойлгомжтой байх болно: электроник, физик, механикийн талаар бага зэрэг мэддэг хүн бүр өөрөө "цахилгаан скутер" хийж болно. Түүгээр ч барахгүй төхөөрөмж нь үйлдвэрийн машин дээр үйлдвэрлэсэн төхөөрөмжөөс муу ажиллахгүй.

Өөрийнхөө гараар segway хэрхэн хийх вэ?

Хэрэв та гиро скутерийг анхааралтай ажиглавал дотор нь маш энгийн бүтэц байгааг харж болно: энэ бол зүгээр л системээр тоноглогдсон скутер юм. автомат тэнцвэржүүлэх... Тавцангийн хоёр талдаа 2 дугуйтай. Үр дүнтэй тэнцвэржүүлэхийн тулд Segway байгууламжууд нь заагч тогтворжуулах системээр тоноглогдсон байдаг. Налалтын мэдрэгчээс үүсэх импульс нь микропроцессор руу дамждаг бөгөөд энэ нь эргээд цахилгаан дохио үүсгэдэг. Үүний үр дүнд гиро скутер нь өгөгдсөн чиглэлд хөдөлдөг.

Өөрийнхөө гараар segway хийхийн тулд танд дараахь элементүүд хэрэгтэй болно.

• 2 дугуй;
• 2 мотор;
• жолооны хүрд;
• хөнгөн цагаан блок;
• ган эсвэл хөнгөн цагаан хоолойг дэмжих;
• 2 хар тугалганы хүчлийн батерей;
• хөнгөн цагаан хавтан;
• резистор;
• яаралтай тоормос;
• ган тэнхлэг 1.2 см;
• цахилгаан гүйдлийн хавтан;
• конденсатор;
• LiPo батерей;
• Хаалганы жолооч;
• удирдсан үзүүлэлтүүд;
• 3 x ATmtga168;
• хүчдэлийн зохицуулагч;
• ADXRS614;
• 8 Мосфет;
• хоёр булаг;
• болон ADXL203.

Жагсаалтанд орсон зүйлсийн дотор механик хэсгүүд, электрон элементүүд болон бусад тоног төхөөрөмж.

Segway угсралтын журам

Өөрийнхөө гараар segway угсрах нь эхлээд харахад тийм ч хэцүү биш юм. Шаардлагатай бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тусламжтайгаар процесс маш бага хугацаа шаарддаг.

Механик эд ангиудын цуглуулга

1. Мотор, дугуй, араа, батарейг хятад скутерээс зээлж авч болох ч хөдөлгүүр олох нь огт асуудал биш юм.
2. Жолооны хүрд дээр байрлах том араа нь хөдөлгүүр дээрх жижиг араагаас дамждаг.
3. Дугуй дээрх араа (12 инч) нь чөлөөтэй дугуйтай байдаг - энэ нь эргэдэг элементүүдийг хоёр чиглэлд ажиллуулахын тулд зарим тохируулга хийх шаардлагатай.
4. Гурван хөнгөн цагаан блокоор бэхлэгдсэн суурин тэнхлэг (5 мм-ийн эрэг шургаар бэхлэх боломжтой) нь платформын суурь юм.
5. SolidWorks программ хангамжийг ашигласнаар та гиро скутерийг биеийг хазайлгаж хажуу тийш эргүүлэх боломжтой хэсгийн зургийг зурах хэрэгтэй. Үүний дараа уг хэсгийг CNC машин дээр асаах ёстой. Энэхүү машин нь CAMBAM програмыг ашигласан бөгөөд үүнийг яаралтай тусламжийн тоормосны хайрцаг үйлдвэрлэхэд ашигласан.
6. Бариул нь 2.5 см-ийн хоосон ган хоолойд бэхлэгдсэн байна.
7. Жолооны багана нь үргэлж төвлөрч, арын түлхэлт илүү хүчтэй байхын тулд хос ган пүршийг ашиглаж болно.
8. Жолооны хүрд нь релетэй холбогдсон яаралтай тусламжийн тусгай товчлуураар тоноглогдсон - энэ нь хөдөлгүүрийн хүчийг багасгах боломжийг олгодог.
9. Хөдөлгүүрийн тэжээлийн эх үүсвэр нь 24 В байна.

Электрон эд ангиудын цуглуулга

Сегвейг өөрийн гараар угсрахын тулд зөвхөн механик эд ангиудыг бэхлэх нь хангалтгүй юм. Цахим удирдлагаЭнэ нь hoverboard-д чухал ач холбогдолтой биш, учир нь энэ нь нэгжийн нэлээд чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

1. Тооцооллын функцтэй хэвлэмэл хэлхээний самбар нь мэдрэгч - гироскоп, акселерометр, потенциометрээс мэдээлэл цуглуулж, дараа нь эргэлтийн чиглэлийг тогтоодог.
2. ATmtga168 процессоргүй бол "скутер" хэвийн ажиллах боломжгүй болно. Компьютер нь Bluetooth болон RN-41-ээр холбогдсон.
3. Хоёр H гүүрний тусламжтайгаар үндсэн самбараас хяналтын импульс нь хөдөлгүүрийн хүч болж хувирдаг. Гүүр бүр нь ATmtga168-ээр тоноглогдсон бөгөөд самбарууд нь UART-ээр дамжуулан хоорондоо холбогддог.
4. Бүх электрон төхөөрөмж нь тусдаа батерейгаар тэжээгддэг.
5. Батерейг хурдан авах, мөн үндсэн самбарыг програмчлах, хяналтын гогцоонуудын параметрүүдийг өөрчлөхийн тулд холбогчтой жижиг хайрцаг хийж, түүний биеийг дээрээс нь шүргэх потенциометрээр тоноглож, электроникийг тоноглох хэрэгтэй. цахилгаан унтраалга.

Segway програм хангамж

Магадгүй ажиллахын тулд өөрийн гараар segway хэрхэн хийх вэ? Зөв - суулгах програм хангамж(эсвэл програм хангамж). Энэ даалгаврыг гүйцэтгэхэд шаардлагатай алхмууд энд байна:

1. Микроконтроллерийн програм хангамж нь акселерометр, гироскоп болон PD хяналтын гогцоонд зориулсан шүүлтүүрийг агуулдаг.
2. Kalman болон Complementary шүүлтүүрүүд нь маш сайн ажил хийдэг.
3. Хэл ашиглан програм бичих Java програмчлал- энэ нь батерейны цэнэгийн төлөв, мэдрэгчийн бүх уншилт, хяналтын параметрүүдийг харах боломжийг танд олгоно.

Энэ нь өөрөө сегвей хийхээр шийдсэн хүнээс шаардагдах бүх зүйл байж магадгүй юм. Сэдвийн сэдэв, үйл явц, түүнчлэн шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ойлгох нь гэртээ маш сайн гиро скутер барих боломжийг олгоно.

Бүгдээрээ сайн байцгаана уу тархины хорхой! Тархины шинэ төсөлдөө би өөрийн гараар өөрийгөө тэнцвэржүүлдэг машин эсвэл Segway бүтээх болно. Энэ төслийн хувьд танд хэрэгтэй үндсэн мэдлэгэлектроникийн чиглэлээр, гараар ажиллах чадвартай. Бүх механик эд ангиудыг онлайнаар эсвэл орон нутгийн дэлгүүрээс худалдаж авч болно.

SEGWAY нь босоо тавцан болон батерейгаар ажилладаг хоёр хажуугийн цахилгаан мотороос бүрдэнэ. Хянагчийн хяналтын алгоритм нь тогтвортой байрлалыг баталгаажуулдаг. Segway хөдөлгөөнийг жолооч их биеийг нь хазайлгаж, зүүн / баруун тийш хөдөлгөөний чиглэлийг сонгох бариулаар удирддаг. Тиймээс танд хянагч, мотор хөтөч, хурдатгал мэдрэгч / гироскоп зэрэг нэмэлт бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрэгтэй болно. Механик бүтэц нь хөнгөн, цахилгаан тусгаарлагчтай, ажиллахад хялбар тул модоор хийгдсэн. Одоо Segway хийх ажилдаа орцгооё!

Алхам 1: Төслийн үндсэн шинж чанарууд

Энэ төсөлд дараахь шинж чанаруудтай төхөөрөмжийг үйлдвэрлэх шаардлагатай.

- Гудамжинд, тэр ч байтугай хайрган зам дээр жолоодоход хангалттай хүч чадал, тогтвортой байдал;
- 1 цаг тасралтгүй ажиллана
- 500 евро хүртэлх нийт зардал
- Утасгүй удирдлагатай
- Эвдрэлийг илрүүлэхийн тулд SD карт руу өгөгдөл бичих

Алхам 2: системийг зохион бүтээх

Налалтын мэдрэгчийг x тэнхлэгийн дагуу хэвтээ, y тэнхлэгийн дагуу босоо байдлаар суурилуулсан.

Алхам 5: Туршилт ба тохируулах

Хөдөлгүүрүүд хангалттай хүч чадалтай байх ёстойг анхаарна уу. Осол гэмтэл, гэмтлээс зайлсхийхийн тулд төхөөрөмжийг өргөн, аюулгүй газар туршиж үзээрэй. Хамгаалалтын бамбай, дуулга өмсөхийг зөвлөж байна.

Гүйцэтгэх алхам алхмаар журам... Arduino микроконтроллерийг програмчлах (татаж авах), дараа нь мэдрэгч болон гүүрний хяналтын хэлхээний холболтыг шалгана уу.

Arduino терминалыг програмын кодыг дибаг хийх, ажиллаж байгаа эсэхийг шалгахад ашиглаж болно. Жишээлбэл, PID хянагчийн ашиг нь моторын механик болон цахилгаан параметрүүдээс хамаардаг тул тохируулах шаардлагатай.

Олзыг энэ журмын дагуу тохируулна:
1. Kp параметр нь тэнцвэржүүлэх зориулалттай. Тэнцвэр тогтворгүй болтол Kp-ийг өсгөж, Ki ба Kp нь 0 хэвээр байна. Тогтвортой төлөвийг олж авахын тулд Kp-ийг бага зэрэг бууруулна.
2. Ki параметр нь хазайх үед хурдатгал / удаашруулах зориулалттай. Урагшаа хазайх үед унахгүйн тулд зөв хурдатгал авахын тулд Ki-г нэмэгдүүлээрэй, Kp 0 хэвээр байна. Одоо тэнцвэр тогтвортой байх ёстой.
3. Kd параметрийг асааж, тогтвортой байрлал руу буцах үед нөхөхөд ашигладаг.

Терминал программ дээр та янз бүрийн “?” командуудыг гүйцэтгэж болно.
? - Баг сонгоход туслах
p, i, d [бүхэл тоо] - 0-ээс 255 хүртэлх утгыг PID хянагчийн олзыг тохируулах / авах
r [бүхэл тоо] - хөдөлгүүрийн хурдыг албадан нэмэгдүүлэх, утга -127-аас 127 хүртэл
v - програм хангамжийн хувилбар
"p" командын тусламжтайгаар та Kp параметрт хандах боломжтой. "p 10" команд нь Kp-ийг 10 утгаар тохируулах боломжийг олгоно.

Arduino-г асаасны дараа мэдрэгчийг эхлүүлж, зогсолтын төлөвт шилжүүлнэ. Товчлуур дээр дарахад хяналтын дохио нь босоо байрлалд байгаа SEGWAY хянагч руу дамждаг бөгөөд энэ нь эхний байрлалаас хамааран урагш эсвэл хойшлох моторуудыг идэвхжүүлэхэд бэлэн байдаг. Энэ мөчөөс эхлэн товчлуурыг байнга дарж байх ёстой, эс тэгвээс мотор унтарч, хянагч зогсолтын төлөвт орно. Босоо байрлалд хүрсний дараа хянагч нь "Драйвер байрандаа" ачааллын хязгаар солих дохиог хүлээж байдаг бөгөөд жолооч тавцан дээр байх үед ихэвчлэн хөлөөрөө дарагддаг. Үүний дараа тэнцвэржүүлэх алгоритмыг эхлүүлж, босоо байрлалд байхын тулд моторуудыг урагш эсвэл арагшаа идэвхжүүлнэ. Урагшаа хазайлт нь урагшлах хөдөлгөөнийг бий болгодог ба эсрэгээр. Хажуу байрлалтай байх нь хөдөлгөөнийг хурдасгахад хүргэдэг. Эсрэг чиглэлд хазайх нь хурдыг бууруулдаг. Зүүн ба баруун тийш шилжихийн тулд бариулыг ашигла.

Алхам 6: Демо

Доорх бэлэн төхөөрөмжийн видеог үзээд анхаарал тавьсанд баярлалаа!