ВСТУПЛЕНИЕ

Уже два года пытаюсь собрать рисовальную машину для разрисовки сферических поверхностей. На этот год перед Пасхой желание вновь активировалось и работа пошла полным ходом! В общем кинематика работы бота не самая сложная — с механикой сложностей не возникло.

Осталось определиться с управляющей электроникой. Отрытых проектов на Ардуино достаточно много, значит и возиться с управляющей программой долго не придется!

Мне показалось оптимальным смастерить электронику на Arduino Uno. Начал подбирать подходящие шилды на AliExpress. Но, к своему удивлению, шилдов, позволяющих подключить пару шаговых двигателей и пару сервоприводов, найти не удалось :(.

И тут вспомнил, что когда модифицировал балансирующего бота от JJrobots, их так называемый BrainShield поддерживает работу Arduino Leonardo с двумя шаговыми двигателями и сервоприводом! И оказалось, что подобный аппарат JJrobots уже реализовал.

Также имелся вариант Arduino Uno + CNC Shield. В этом сочетании вполне возможно подключить сервопривод, но выглядит это немного коряво…

Также подходят весьма неплохие платы на базе ESP8266 в формфакторе Arduino UNO и макетные платы под них. Но в этом варианте пришлось бы поработать паяльником. В ограниченных временных рамках осваивать новый контроллер не взялся, но в ближайшее время обязательно займусь новым шилдом и контроллером.

Раз уж BrainShield я могу временно позаимствовать у балансирующего робота, то этот вариант и остался рабочим.

В последней статье я начал с видео, показывающего итоги работы. Продолжу начатое — по результатам будет видно стоит ли читать дальше….

ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ

Далее приведу перечень элементов. В первом столбце перечня указана позиция детали на сборке. Это поможет легко ориентироваться в схеме сборки.

Также по ссылкам из заголовка групп таблицы можно перейти на соответствующие ссылки интернет-магазина для заказа.

ПОЗИЦИЯ ОБОЗНАЧЕНИЕ НАИМЕНОВАНИЕ КОЛ-ВО
ПЛАСТИКОВЫЕ ДЕТАЛИ
1 MAIN FRAME РАМА 1
2 VERTICAL ARM РУКА 1
3 PEN HOLDER ДЕРЖАТЕЛЬ РУЧКИ 1
4 EGG SUPPORT ФИКСАТОР 1
5 EGG SUPPORT R ФИКСАТОР ПРАВЫЙ 1
6 SPRING SUPPORT УПОР ПРУЖИНЫ 1
7 AXIS SUPPORT ДЕРЖАТЕЛЬ ОСИ 2
8 KNOB РУЧКА РЕГУЛИРОВКИ 1
9 BOARD SUPPORT HOLDER ОПОРА ДЕРЖАТЕЛЯ 1
10 BOARD SUPPORT ДЕРЖАТЕЛЬ ПЛАТЫ 1
11 KNOB M3 РУЧКА РЕГУЛИРОВКИ М3 1
МЕТИЗЫ
12 ISO-7380 M3x8-A2 ВИНТ С ВНУТРЕННИМ ШЕСТИГРАННИКОМ 3
13 ISO-7380 M3x10-A2 ВИНТ С ВНУТРЕННИМ ШЕСТИГРАННИКОМ 11
14 ISO-7380 M3x20-A2 ВИНТ С ВНУТРЕННИМ ШЕСТИГРАННИКОМ 1
15 ISO-7380 M3x30-A2 ВИНТ С ВНУТРЕННИМ ШЕСТИГРАННИКОМ 1
16 DIN-562 M3 ГАЙКА КВАДРАТНАЯ 5
17 DIN-934 M3 ГАЙКА ШЕСТИГРАННАЯ 1
18 DIN-934 M5 ГАЙКА ШЕСТИГРАННАЯ 1
19 DIN-985 M3 ГАЙКА С НЕЙЛОНОВОЙ ВСТАВКОЙ 1
20 ROD M5x60 ШПИЛЬКА РЕЗЬБОВАЯ 1
21 САМОРЕЗ ИЗ НАБОРА СЕРВОПРИВОДА 2
22 САМОРЕЗ ИЗ НАБОРА СЕРВОПРИВОДА 1
РАЗНОЕ
23 MR95ZZ ПОДШИПНИК 2
24 SPRING ПРУЖИНА 2
25 SUCTION CUP ПРИСОСКА 2
26 SPIRAL WIRE ORGANIZER 4X200 КАБЕЛЬНЫЙ КАНАЛ 4X200 1
27 SPIRAL WIRE ORGANIZER 4X240 КАБЕЛЬНЫЙ КАНАЛ 4X240 1
35 SPIRAL WIRE ORGANIZER 4X320 КАБЕЛЬНЫЙ КАНАЛ 4X320 1
36 HEXAGON 2.0 ШЕСТИГРАННИК 2.0 1
ДВИГАТЕЛИ
28 SG90 СЕРВОПРИВОД 1
29 SG90 PUSHER ТОЛКАТЕЛЬ СЕРВОПРИВОДА 1
30 17HS2408 ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 2
ЭЛЕКТРОНИКА
31 ARDUINO LEONARDO УПРАВЛЯЮЩАЯ ПЛАТА 1
32 BRAIN SHIELD ПЛАТА РАСШИРЕНИЯ 1
33 A4988 ДРАЙВЕР ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ 2
34 POWER SUPPLY 12V 2A БЛОК ПИТАНИЯ 12В 2А 1

СБОРКА

Перед сборкой бота рекомендую скачать 3D PDF, кликнув на картинку модели ниже. Открыв модель в 3D формате с легкостью можно увидеть все особенности сборки.

Шаг 1

На первом шаге монтируем на раму (1) шаговые двигатели (29). Для удобства провода шаговых двигателей предварительно демонтируем. При монтаже потребуются 8 винтов (13) и шестигранный  ключ (36) из полного набора для сборки.

Шаг 2

На втором шаге соберем правый упор. Собирать будем в следующей последовательности.

Сначала устанавливаем подшипники (23) в держатели осей (7). Монтажные отверстия в держателях имеют диаметр при котором подшипники становятся внатяг. Получившиеся сборки устанавливаем в отверстия рамы (1), предварительно удалив поддержку.

Вкручиваем шпильку (20) в фиксатор правый (5). В наборе пластиковых деталей из интернет-магазина в фиксаторе резьба уже нарезана. Тем, кто самостоятельно печатает детали, резьбу придется нарезать. Одеваем присоску (25) на фиксатор (5).

Затем продеваем шпильку в пружины (24) и упор пружины (6) из набора пластиковых деталей. Здесь есть небольшой нюанс. Если планируемая для окраски сфера (яйцо) имеет большой диаметр, то пружина требуется одна!

Запрессовываем гайку (3) в нишу ручки регулировки (8). Продеваем через подшипники шпильку с установленными деталями и фиксируем ее ручкой регулировки.

Шаг 3

Собираем фиксатор. Для этого устанавливаем гайку (16) в фиксатор (4) и подтягиваем ее винтом (12). Одеваем присоску (25) на фиксатор (4). Получившуюся сборку размещаем на на вал шагового двигателя и фиксируем винтом (12).

Шаг 4

Прикручиваем к выходному валу сервопривода (28) толкатель (29) саморезом (22), устанавливаем на руку (2) и фиксируем его двумя саморезами (21). Запрессовываем гайку (16) в нишу руки (2) и подтягиваем винтом (13). Всю получившуюся конструкцию размещаем на валу шагового двигателя и затягиваем винтом (13).

Шаг 5

На пятом шаге соберем держатель ручки (фломастера). Начнем со сборки ручки регулировки. Для этого в нишу ручки регулировки М3 (11) устанавливаем гайку (17) и до упора вкручиваем винт (14).

Затем в нишу держателя ручки (3) запрессовываем гайку (16) и закручиваем собранную чуть ранее ручку регулировки.

Получившуюся сборку совмещаем с рукой (2) и крепим с помощью винта (15) и гайки с нейлоновой вставкой (19).

Шаг 6

Основная конструкция собрана и настало время подключения управляющей электроники. Вся электроника размещается на держателе платы (10). Держатель прикручивается к раме через опору (9) винтами (13).

Шаг 7

Управляющая плата (31) устанавливается в держатель и фиксируется двумя винтами (12). Предварительно в нишах держателя размещаются гайки (16).

Шаг 8

На заключительном шаге сборки устанавливаем в разъемы управляющей платы (31) плату расширения (32) с установленными драйверами шаговых двигателей (33).

Монтируем провода на разъемы шаговых двигателей, размещаем их в каналах рамы и подключаем к плате расширения (32).

И последней операцией сборки будет подключение сервопривода к плате расширения. Места подключения шаговых двигателей и сервопривода обозначены на фото выше.