Arduino RC Amphibious Rover: 39 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Durante los últimos meses, hemos estado desarrollando un rover a control remoto que puede moverse tanto por tierra como por agua. Aunque un vehículo con características similares utiliza diferentes mecanismos de propulsión, intentamos lograr todos los medios de propulsión utilizando solo ruedas.

El vehículo consta de una plataforma flotante con un par de ruedas que están integradas con una hélice. En el corazón del sistema se encuentra el versátil Arduino UNO que controla los motores y varios mecanismos.

¡Continúe para ver la transformación entre la forma terrestre y acuática del Amphibious Rover!

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Paso 1: uso de Fusion 360 para desarrollar el concepto

Comenzamos haciendo un boceto de este proyecto y pronto nos dimos cuenta de la complejidad de construir un vehículo anfibio. La cuestión clave es que estamos ante el agua y los mecanismos que actúan, dos aspectos difíciles de combinar.

Por lo tanto, en una semana, utilizando el software de modelado 3D gratuito de Autodesk llamado Fusion 360, desarrollamos nuestros primeros diseños para reinventar la rueda. Todo el proceso de modelado fue fácil de aprender con la ayuda de la propia Clase de Diseño 3D de Instructables. Los siguientes pasos resaltan las características clave de nuestro proyecto y brindan una mejor comprensión del funcionamiento interno del rover.

Paso 2: desarrollo de las ruedas

Después de mucha lluvia de ideas, llegamos a la conclusión de que sería genial si pudiéramos utilizar el sistema de propulsión del rover para trabajar tanto en tierra como en agua. Con esto queremos decir que en lugar de dos formas diferentes de mover el rover, nuestro objetivo era integrar ambas en un mecanismo.

Esto nos llevó a una serie de prototipos de ruedas que tenían aletas que podían abrirse, lo que le daba la capacidad de mover el agua de manera más eficiente e impulsarse hacia adelante. Los mecanismos de esta rueda eran demasiado complejos y tenían varios defectos, lo que inspiró un modelo mucho más simple.

¡¡Eureka !! Tuvimos la idea de fusionar una hélice en la rueda. Esto significaba que en tierra, rodaría suavemente, mientras que en el agua, la hélice giratoria lo empujaría hacia adelante.

Paso 3: creación de un eje pivotante

Con esta idea en mente, necesitábamos una forma de tener dos modos:

1. En el primero, las ruedas estarían paralelas (como un automóvil normal) y el rover rodaría por tierra.
2. Para el segundo modo, las ruedas traseras deberán pivotar de manera que queden atrás. Esto permitirá que las hélices se sumerjan bajo el agua y empujen la embarcación hacia adelante.

Para ejecutar el plan de pivotar las ruedas traseras, pensamos en montar servomotores a los motores (que están conectados a las ruedas) para rotarlos hacia atrás.

Como se ve en la primera imagen (que era nuestro modelo inicial), nos dimos cuenta de que el arco creado por el giro de las ruedas interfería con la carrocería y, por lo tanto, era necesario eliminarlo. Sin embargo, esto significaría que una gran sección de la hendidura estaría abierta a la entrada de agua. ¡¡Lo que obviamente sería desastroso !!

La siguiente imagen muestra nuestro modelo final, que resuelve el problema anterior levantando el cuerpo por encima del plano de giro. Dicho esto, una sección del motor está sumergida, pero como este motor tiene una caja de cambios de plástico, el agua no es un problema.

Paso 4: Unidad pivotante

Esta unidad es el mecanismo detrás de la rotación de la rueda trasera. El motor de CC tenía que estar conectado al servomotor, por lo que construimos un "puente" que encaja en el motor y en la bocina del servo.

Como el motor tiene un perfil rectangular cuando se gira, cubre un área que tiene la forma de un círculo. Debido a que se trata de agua, no podemos tener mecanismos que expongan grandes lagunas. Para solucionar este problema, planeamos colocar un disco circular para sellar el orificio en todo momento.

Paso 5: Mecanismo de dirección delantera

El rover utiliza dos mecanismos de dirección. En el agua, los dos servomotores traseros se utilizan para controlar la posición de la hélice, lo que da como resultado un giro a la izquierda o a la derecha. Mientras que en tierra, el mecanismo de dirección delantero se utiliza controlado por un servomotor delantero.

Unido al motor hay un eslabón que cuando se empuja hacia la rueda hace que gire alrededor del "eje dorado" en la imagen. El rango del ángulo de giro es de alrededor de 35 grados suficiente para realizar giros rápidos y bruscos.

Paso 6: Movimiento de transformación

Finalista en el Concurso Arduino 2017

Primer premio en el Concurso de Ruedas 2017

Segundo premio en el Concurso de Control Remoto 2017