Создаем робота-андроида своими руками

Вам нужно будет достать пластиковую полиэтиленовую бутылку. Простейший способ – купить бутылку газированной воды. Убедитесь, что бутылка сделана именно из пластика. Не покупайте бутылку объемом более 1 литра. Идеальной является бутылка 0,5 литра. Я пробовал навинчивать переходник на бутылки разных емкостей вплоть до 2 литров, и он подошел ко всем.

Используйте содержимое бутылки, а затем вымойте бутылку теплой водой. Перед использованием бутылка должна быть совершенно сухой. Интересен тот факт, что если случайно уронить полную бутылку с газированной водой, то результирующее давление углекислого газа, высвобожденного из карбоната натрия, значительно превысит 3,5 кгс – предел, установленный нами для подобных бутылок. Компании по производству газированных напитков изготовляют полиэтиленовые бутылки с таким расчетом, чтобы они выдерживали быстрое повышение давления газа, возникающее при случайном падении бутылки. Я не осознавал этого факта до того, как начал работать с воздушными мышцами, и думаю, что так бы и не узнал. Помните, что в конструкции воздушных мышц нельзя использовать стеклянные бутылки.

Изготовление первого демонстрационного устройства

Первое демонстрационное устройство, которое мы собираемся сделать, очень просто по конструкции и может быть использовано для измерения степени сокращения воздушной мышцы (см. рис. 16.10). Основание представляет собой дощечку толщиной 25х 50х 275 мм. Я использовал подобный материал, поскольку его можно найти повсюду. С тем же успехом вы можете использовать металл или пластик. На каждом из концов я просверлил отверстие под винты 3 миллиметров длиной 45 мм. Винты вставлены в отверстие и закреплены с помощью двух 3 мм гаек, по одной с каждой стороны дощечки. Головка винта и часть резьбы выступают над дощечкой примерно на 20 мм.

Рис. 16.10. Первая демонстрационная модель

Перед установкой головку верхнего винта необходимо продеть в отверстие верхней петли воздушной мышцы. В отверстие нижней петли воздушной мышцы продевается отрезок резиновой ленты, который затем закрепляется на нижнем винте. В свободном состоянии мышцы резиновая лента должна ее растягивать.

Произведите необходимые соединения деталей, как это показано на рис. 16.4. В некоторых случаях у меня возникали трудности при надевании трубки диаметром 4 мм на патрубки. Здесь существует несколько хитростей. Во-первых, если трубка не хочет надеваться на переходник, то можно поместить ее под струю горячей воды из водопроводного крана. Это размягчит пластик и позволит выполнить операцию. Можно также воспользоваться отрезком прозрачной пластиковой медицинской трубки. Пластиковая трубка достаточно плотно надевается на патрубки переходников (см. рис. 16.11). С другой стороны, она является достаточно растяжимой, чтобы в нее можно было вставить трубку диаметром 4 мм (см. рис. 16.12). Отрезок мягкой трубки выполняет роль переходника и легко может быть расцеплен при смене устройств, использующих воздушные мышцы.

Рис. 16.11. Использование прозрачной медицинской трубки со стандартными переходниками

Рис. 16.12. Соединение прозрачной трубки и трубки 4 мм

Чтобы устройство заработало, сперва создайте избыточное давление с помощью ножного насоса. Чтобы поднять давление до 3,5 кгс, достаточно четырех нажатий. Время работы с насосом зависит от емкости используемой полиэтиленовой бутылки.

Откройте трехпозиционный клапан для заполнения мышцы воздухом. Мышца немедленно сократится. Вы можете определить отношение сокращения мышцы в зависимости от величины подаваемого избыточного давления. Вы сможете совершить четыре или пять полных циклов сокращения – расслабления мышцы, прежде чем вам снова потребуется наполнить бутылку воздухом. Действительно, мышца при работе потребляет очень небольшое количество воздуха.

Обратите внимание, что воздушная мышца остается в сокращенном состоянии до тех пор, пока кран воздушного клапана не повернут для выпуска воздуха. Для поддержания мышцы в сокращенном состоянии не требуется энергия. В противоположность этому для обеспечения втягивания или вытягивания соленоида и позиционирования сервомотора они должны постоянно снабжаться электрической энергией.

Если мышца не сокращается, то она, возможно, не была достаточно растянута в исходном состоянии. Помните, что нормальная работа воздушной мышцы обеспечивается только при ее предварительном растяжении.

Изготовление второго демонстрационного устройства

Вторая модель представляет собой рычаг (см. рис. 16.13 и 16.14). Я изготовил модель рычага из дерева и пластика. Воздушная мышца и резиновая лента прикреплены к рычагу с помощью винтов. В точке опоры рычаг закреплен на деревянном штифте. На втором деревянном штифте крепятся воздушная мышца и резиновая лента. Устройство работает при помощи трехпозиционного клапана, о чем я уже рассказывал выше. При подаче воздуха рычаг поднимается вверх.

Рис. 16.13. Вторая демонстрационная модель «рычаг»

Рис. 16.14. Вторая демонстрационная модель «рычаг»