Furdancs

Tegnap megmutattam mérnök barátaimnak az új robotkaromat. Nem, nem Darth Vader vágta le az eredetit és annak pótlására ültettek be egyet. Inkább a távirányítású, hat szabadságfokú iparirobot-szimulátort, melyet pályára-irányítási sorozatunkban mutatok be. Az összeszerelés pillanatképei bővebben és nagy felbontásban ebben a galériában találhatók.

Kíváncsi voltam, hogy saját lelkesedésem másokra is átterjed-e, miközben felsírnak a szervomotorok és az Aliens rakodógépét idéző eszközzel cukrot teszek a kávéba. Igen, ez az eszköz szerintük is nagyon menő és hasznos ajándék egy (10-50. éves korú) gyermek részére, majd birtokba vették az irányítópultot…

Nyilvánvaló, hogy ez szponzorált írás - a conrad.hu webáruház biztosította az eszközt - tehát a lelkesedés taktikai okokból is lehetne visszafogottabb. Azonban összerakása, majd kipróbálása közben távolabbra tekintettem és egy egész cikksorozatnyi ötlet fogant meg a későbbi hasznosításáról. Aztán örültem a feltáruló lehetőségek zavarbaejtő sokaságának.

Költséghatékony beszerzés, mert három menetben fogjuk hasznosítani. Sőt, ha egy körfűrészes baleset után visszavarrt ujjaink mozgáskoordinációjának javítása szükséges, akkor négyben. Hat mozgatott tengelyt (illetve még reflektor is van rajta)  irányítva lokális térlátásunk és az említett mozgáskoordináció fejlődik, akárcsak motorikus reflexeink (mikor leverünk vele valamit).

Lássuk, megéri-e az árát. és ha igen, miért.
Először is élmény összerakni. Felfedezhetjük a gépészeti megoldásokat a hajtóműnél és fogókarnál, a csuklós alkatrészeknél. Kétfajta dokumentációt kapunk. Egyik a több- (de pont nem magyar) nyelvű összeszerelési útmutató. Nem kellenek nagy szavak, sőt semmilyen szavak, mert pontról-pontra, részletes rajzokkal mutatja be a számozott alkatrészek egymásra-építését.
Az alkatrészek katalógusa letölthető a Conrad honlapjáról, ez már magyarul adja meg az építőelemek nevét, méreteit és rajzát. Főleg a csavarok azonosításánál szükséges időnként rápillantanunk. Az útmutató tartalmazza az elektronikus kapcsolási rajzot is, erre a távirányító alternatív használata vagy tápegység csatlakoztatása során szükségünk lehet.

Íme egy halom, gondosan külön csomagolt, még a fröccsöntés állapotát magán viselő építőelem némi vezetékkel, csavarokkal, fogaskerekekkel. A használati utasítás kér laposfogót, csavarhúzót. Ez vékony pengéjű lapos vagy/és keskeny csillagcsavarhúzó legyen. Továbbá szükséges négy Góliát-elem működtetéséhez, bár ezt elegánsan helyettesíthetjük. Lásd később.

A fröccsöntött alkatrészek még születéskori állapotukat mutatják. Le kell tördelnünk az összekötőket - könnyen fog menni - és egy éles késsel finoman levakarjuk a sorját.

Az összetevők határozottan minőségi benyomást keltenek. Szilárd, fényes műanyagból készültek és stílusos ipari sárga-fekete színekben pompáznak. Az M3 csavaranyák pontosan illeszkednek és a facsavarok furatai is mérethelyesek.

Egy-egy hajtómű tokot, két tengelyt, öt darab fogaskereket (a nagy nyomatékot biztosító áttétel miatt), három voltos egyenáramú motort és csavarokat, valamint kéteres tápvezetéket tartalmaz. Sajnos egy valódi ipari robot teljesen másképp épül fel. Már a meghajtása sem az itt látható egyszerűsített, szervómotoros megoldású. Hogy a kar teljes terheléstartományban azonos dinamikával legyen kezelhető, az itt olvasható, jócskán árdrágító megoldásokat használnak. Vagy hullámhajtóművet. Tanulmányozni és játszani elegendő a robotkar hajtásmechanizmusa is.

A nagy áttétel miatt határozott fogása van a tokból kinyúló fogaskeréknek, lényegében mozdíthatatlan. Az ehhez kapcsolódó karemelő áttétel már kotyog kissé. A négy karszegmens összesen kb. 10 foknyi szabadonfutást produkál, mire a fogókarokhoz eljut az erőátvitel. Műanyagból és hobbi célokra ennyi futja, semmi gond. Lehet kapni precíz fém robotkart is a Conradnál, ha valaki robotként alkalmazná, de áráranak hallatán már nemcsak Copperfield Dávid szeme kerekedik el.

Négy hajtóművet szereltünk össze. Az ötödiket a talpba építjük, ez fordítja el 270 fokban vízszintesen a kart, míg függőlegesen 300 fokot tud, ha minden ízületét kinyújtóztatja. A hatodik nyitja szét a fogókarokat. Visszatérve a kotyogás problémájára, öröm az ürömben, hogy a mechanikailag stabil, de erőhatásra megfutó hajtás megóvja a motorokat a leégéstől. Végálláskapcsolót vagy más védelmet nem tartalmaz, hanem racsnis hangot hallatva blokkol. 100 grammot tud egy 36 centis erőkar végén mozgatni. Mivel nem lisztes zsákokat pakolunk vele, ekkora teherbírás elég is talán.

Az energia-ellátást 2x2 Góliát-elem szolgáltatja, mely oldalanként 3V tápfeszültséget biztosít. Semmiféle elektromos vezérlést nem tartalmaz, az irányítógombok közvetllenül kapcsolódnak a motorokhoz. A forgásirány-váltást frappánsan ezzel a dupla táppal oldották meg. Nevezetesen a kezelőpanel kétállású nyomógombjait fel-le állásba kapcsolva hol az egyik oldal +3V feszültségét kapcsoljuk a motorra, hol a másik -3V kimenetét, egyidejűleg megszakítva az eddigi táplálást.
Az elemes megoldást kiváltottam két darab egyforma telefontöltővel. Igaz, hogy ezek 8 voltosak, de korlátozott áramot adnak le és nem károsítják a motorokat. A három voltra méretezett LED már nincs köztünk, ebből a magasabb feszültségből adódóan, de legfeljebb majd felkapcsolom a lámpát használat közben.

A talpba már beépítettem a körben forgató motort és most kerül rá a "váll" hajtóműve.

A felkar következik. Ilyenkor döbbenünk rá, hogy ha nem a megadott vezetékhosszúságú hajtóművet építettük be, akkor talán szedhetjük is szét.

Az összeszerelési útmutató sokat segít, de a legbonyolultabb mechanizmus, a fogókar elkészítésénél zavarba jöhetünk a sok építőelem miatt. Az első és egyetlen kritikai észrevételt egy tengelyként is funkcionáló hosszú csavar okán teszem meg.

Aki ezt a csavart megtervezte az egy nagyon...optimista ember volt, ha feltételezte, hogy két milliméternyi csavarmenet majd rögzít is valamit.

Ez a kezelőpanel, avagy távirányító. Szíve a NYÁK-lap, melyre acél érintkezők - egyben helyrenyomó rugók - kerülnek, arra a fel-le mozgatható irányítókarok és végül a házfedél. Kapcsolatot egy lapos, sokeres vezeték biztosít a robot felé. Nagyon egyszerű és átlátható működésű szerkezet, aminek később örülni fogunk, mikor más eszközök vezérlésére használjuk fel. Egy többfunkciós irányítópanel aranyat ér, például makettek vagy saját építésű szerszámgépek kipróbálásánál.

Bedugaszoljuk az elektromos vezetékeket (melyek a számítógépházak csatlakozásaiból ismerősek), Meghúzzuk a csavarokat még egyszer és kezdődhet a teszt. Tisztán két-három órába került összeszerelni a robotkart.

Ha konstrukciós oldalról (mely persze kiszolgáltatott a pénzügyi és marketing osztály elvárásainak) fel lehet róni valami nem meglévő szolgáltatást, az a fogókar elfordíthatóságának hiánya. Valahogy így gondoljuk a forgatást:

Összeszereltük, következik a második élmény, a használata. Ezt nézzük meg videón.

Rendben, megvolt, használtuk, meguntuk. Hogyan tovább?
Egyelőre egyben tartva az alkatrészeket, számítógépes vezérlést készítek hozzá. Mint említettem, a kezelőpanel könnyen leválasztható, egyetlen csatlakozóaljzatba koncentrálódik a motorok vezérlése. Koreografálni mozgását, előre megadott pályautakat tervezni hozzá szintén kóstoló a mérnöki munkába. Megvalósítását egy Arduino mikrokontrollerrel valósítom meg a közeljövőben. Az Arduino egy analóg ki-bemenetekkel ellátott folyamatvezérlő mikroszámítógép. Nemsokára indul kedvcsináló sorozatunk a mikrokontrollerek világáról és a két cikkfolyam itt találkozik először.
A gyengeáramú TTL-szinteket produkáló vezérlő maximum egy LED-et képes meghajtani. Ezért a panel és a robotkar közé be kell iktatni egy erősítősort. Jó módszer lesz tanulmányozni az ipari robotok vezérlését, mely témából nem egy könyvet láttam már. Talán még szenzorok beépítésére is sor kerül, hogy a visszacsatolást is megvalósítsuk.

Ezután a robot építőelemeinek külön-külön való hasznosítása következik egy közös Arduino-robotkar project keretében, ahol a kar már csak testrészeit adja. A hajtóműveket felhasználhatjuk kerekek meghajtására gördülő robotban, nagy nyomatékú szögelfordulás generálására robotrovar-robotkutya-rovarkutya építésénél. Fellapozva egy makettező alkatrész-katalógust, látszik, hogy az alkatrészeket külön-külön legalább dupla áron tudjuk megvásárolni.

Tehát az ajándékba kapott robotkar története nem ért véget ezzel az írással, visszaköszön (legalábbis tetemének részei) vezérléstechnikai-elektromechanikai témájú írásokban. Azonban addig is köszönet a szponzornak: 

  Ha tetszett a bejegyzés, oszd meg ismerőseiddel. Ha nem, akkor is. 
Csatlakozz a Furdancs Facebook-közösségéhez! Nem fogjuk megbánni.