【全3D打印坦克——基于Arduino履带式机器人】

2023-12-13 04:33:05

【全3D打印坦克——基于Arduino履带式机器人】

1. 概述
2. 设计机器人平台
3. 3D 模型和 STL 下载文件
4. 机器人平台电路图
- 4.1 定制电路板设计
- 4.2 完成 3D 打印储罐组件
5. 机器人平台编程
6. 测试3D打印机器人 - 跟踪机器人平台

在这里插入图片描述

在教程中，我将向您展示我如何构建超酷的无线电控制履带式车辆，机器人平台或坦克，应有尽有。我从头开始设计这个东西，完全可以3D打印，所以你可以轻松地打印所有东西并自己构建一个。

您可以观看以下视频或阅读下面的书面教程。

1. 概述

我这个项目的目标是制作一个多功能平台，可以穿越多种类型的地形，并可用于各种应用。最好的办法是使用连续轨道系统。履带将车辆的重量分布在更大的表面积上，从而提供出色的抓地力并降低卡在松软的地面、泥泞或雪地中的几率。

全3D可操纵履带式机器人平台 - DIY遥控坦克.jpg

机器人平台在泥泞中行驶得很好，可惜我没有机会在雪地上测试它。我希望我能在我未来的一些视频中安装机械臂或炮塔。在平台顶部使用机械臂，我们可以执行各种任务，例如抓取和移动某些东西，或者我们可以将相机放在上面并使用它进行目视检查等等。或者例如，我们可以制作一个可以发射 NERF 飞镖的炮塔，结合我已经安装在这个平台上的简单但很酷的 LED 照明，我们可以玩得很开心。

3D打印RC坦克与酷炫的LED照明

至于悬架，我采用了科视Christie悬架系统，该系统已在坦克中使用多年。通过这种设置，每个车轮都有一个单独的悬架或一个弹簧和一个减震器。

3D打印遥控坦克上的科视Christie悬挂系统

这使得车辆能够在不平坦的地形上平稳运行并爬上障碍物，同时保持轨道和地形之间的良好接触表面。

为了控制3D打印坦克，我使用了一种廉价的商用RC发射器，它可以向平台发送命令。

Flysky RC发射器，用于控制3D打印机器人平台（坦克）

在平台上，我有一个合适的RC接收器，它可以接收命令并将其发送到微控制器。该平台的大脑是基于Atmega2560微控制器的电路板，为了轻松地将所有内容连接在一起，我制作了一个定制的PCB，可以简单地连接到电路板顶部。

3D可打印RC坦克 - 履带式机器人平台

尽管如此，现在系好安全带，我将引导您完成构建此机器人平台的整个过程，从设计，3D打印，组装，连接电子元件和微控制器编程开始。

2. 设计机器人平台

我使用 SOLIDWORKS 设计了这个机器人平台，SOLIDWORKS 也是本视频的赞助商。

DIY坦克 - 履带式机器人平台3D模型

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让我解释一下我是如何想到机器人平台设计的。设计的第一个输入参数是我拥有的这些RC减震器及其尺寸。

3D打印储罐 - 悬挂系统

我有其中的 8 个，这意味着每侧将有 4 个车轮，当以 41 毫米行程延伸时，它们的长度为 11 毫米。根据这些尺寸，我想为车轮获得更大的垂直行程，因此我想出了这个机制，使我的车轮垂直行程为16mm。

我的意思是，如果我将减震器和方向轮连杆的接头移近方向，我可以获得更大的行驶距离，但那样我会失去弹簧的力量，或者我需要更坚固的弹簧来正确固定平台。

油箱悬挂机构

我用 SOLIDWORKS 做了一些简单的模拟，以检查不同机构对弹簧的反作用力，因此我选择了这种机制，它也提供了良好的整体紧凑性。

SOLIDWORKS 中不同悬挂机构的力反作用力模拟

如果我们仔细观察前轮，我们可以看到它是如何与惰轮连接的，惰轮提供了履带的动态张力。当车轮上升时，履带圆周变小，因此张力松动。

RC油箱动态履带张紧系统

通过这里的这种连接，当发生这种情况时，惰轮被向前推以张紧轨道。通过这种连接，我们还可以通过调整螺栓和距离螺母来静态张紧轨道。

在背面，我们有由三部分组成的链轮。它有轴耦合器和链轮的左右部分通过三个 M3 螺栓连接在一起。

3D可打印轨道的链轮设计

链轮上的关键尺寸是节距，因为它必须与轨道的节距相匹配。这里的节距是 11 毫米，我选择链轮有 12 个齿，这使链轮的节距直径约为 42 毫米。

链轮节距 - 11mm

11mm节距实际上是由轨道链节的设计定义的。我对轨道链接的目标是尽可能紧凑，只需一个额外的零件或销钉即可与下一个链接连接，同时足够坚固，可以用3D打印机制作。

轨道连杆间距 - 11mm

最重要的是，在3D打印时，我想避免为零件使用任何支撑材料，我实际上通过这种设计实现了这一目标。

3D 可打印轨道，无需支持

为了将履带链节相互连接，我计划使用直径为2mm的销钉，因此我将一侧的尺寸定为2mm，以紧密配合，另一侧为2.3mm，以松散配合，以便轨道链接可以自由旋转。

跟踪链接连接

链轮齿进入这个开口，其中轨道连杆的销以8.8mm的直径形成，而链轮直径为9.1mm，以便松配合正常工作。
链组件图案的草图轮廓

一旦我定义了所有这些零件，我就在装配环境中画了一个草图，一个围绕链轮、惰轮和车轮的封闭轮廓。

使用 SOLIDWORKS 链组件图案功能制作坦克履带
然后，我将此草图与 SOLIDWORKS 链构件阵列特征结合使用，以生成沿该轮廓的所有轨迹链接。

履带式机器人平台3D模型

我设计了机器人平台的其余部分，所有东西都连接的底座，容纳一些LED和顶盖的侧面，我认为这是一种现代而酷炫的风格。由于该平台的整体尺寸比大多数3D打印机大，大约400mm乘300mm，我将所有部件分为两部分，因此我们几乎可以在任何3D打印机上打印它们。它们通过一些支架和 M3 螺栓连接在一起。

3D 模型和 STL 下载文件

为了组装整个机器人平台，我们需要各种M3和M4螺栓和螺母，以及一些螺纹插件和轴承。您可以在下面的装配部分找到此项目所需的所有组件的完整列表。

3. 3D 模型和 STL 下载文件

当然，在这里你也可以下载这个3D模型以及3D打印所需的STL文件。

SOLIDWORKS 文件：

图标 3D 可打印履带式机器人平台 - SOLIDWORKS
文件
1 文件 9.45 MB 步骤文件：

图标 3D可打印履带式机器人平台 -
STEP文件
1 文件 803.38 KB STL 文件：

图标 3D可打印跟踪机器人平台 -
STL文件
1 文件 2.14 MB

3.1 3D打印

3D打印时，为了获得尺寸精确的3D打印零件，我们应该使用切片软件中的水平扩展和孔水平扩展设置。如果我们默认保留这些设置，则打印的外部尺寸以及孔通常小于原始模型。

用于尺寸精确的 3D 打印的水平扩展设置

我将水平扩展设置为0.02mm，将孔水平扩展设置为0.04mm。当然，您应该进行一些测试打印，以查看哪些值将在3D打印机上获得最佳效果。我们需要零件的精确尺寸，以便轻松地将它们相互组装，并与轴承和螺栓等其他组件组装在一起。

在3D打印轨道链接时，我使用木筏作为构建板粘附，因为它们与床板的接触面有点小，如果打印机上的床附着力不是那么好，则可能无法很好地粘合。特别是在打印大批量时，使用木筏更安全。

3D打印坦克履带 - 连续履带系统

3.2 组装 3D 打印坦克 – 履带式机器人平台

好的，这里我有机器人平台的所有3D打印部件。老实说，打印所有内容花费了相当长的时间。

在这里插入图片描述

例如，每个基本部分的打印时间约为 22 小时，所有 156 个轨道链接的打印时间约为 96 小时。大约我们需要 200 小时来打印所有内容。幸运的是，我有两台3D打印机，所以我花了大约100个小时。

3.3 零件清单

以下是组装此3D打印坦克-机器人平台项目所需的组件列表。电子元件的列表可以在本文的电路图部分找到。

8x 遥控减震器
8x 弹簧
40x 滚珠轴承 624 – 4x13x5mm
M3螺纹嵌件
M3和M4螺栓和螺母
螺栓： M4x40mm– 8个;M4x35毫米 – 2个;M4x30毫米 – 8个;M4x25毫米 – 2 件;M3x25毫米 – 16 件;M3x20毫米 –8个;M3x16毫米 – 10个;M3x12/14毫米 – 32 件;M3x10毫米 – 8个;M3x8毫米 – 14 个
螺母： M4 –25 个 ;M3 – 30个
垫圈： M4 – 30个

我从组装底座开始。就像我说的，它由两个部分组成，它们将使用一些支架和 M3 螺栓和螺母相互连接。

用支架和 M3 螺栓将两个底座连接在一起

为了固定侧支架，我使用的是 M3,5 毫米长的螺纹嵌件，插入底座的侧壁。这样，墙的外部将是干净的，没有螺栓和螺母，以便轨道可以在附近运行。

将 M3 螺纹嵌件安装到 3D 打印底座中

然后，我用一些 M3 螺栓将用于将减震器固定到位的支架。

减震器支架

接下来，我将轴承安装在车轮臂将枢转的位置。轴承的外径为 13 毫米，内径为 4 毫米，每个车轮需要两个轴承。

在这里插入图片描述

作为销钉，我使用的是长度为 4 毫米的 M30 螺栓。我们需要在轴承和臂之间放置一个垫圈，并用自锁螺母从内部将它们固定到位。我们应该小心我们把这个关节收紧多少，不要太紧，但也不能太松。

接下来，我们可以安装减震器。我们使用其包装随附的 M1.4 螺栓将其固定到位。

为机器人平台轨道悬挂系统安装减震器

我没有那把小螺丝刀，所以我用钳子固定螺栓。到目前为止，该机制似乎运行良好。

接下来，我们可以将车轮安装在手臂的底端。车轮由两部分组成，以避免使用支撑材料打印。也许它可以作为一个整体打印出来，但我没有尝试它是如何出来的。

组装坦克车轮

通过这种方式，我们必须连接两个部分，我决定为此目的使用 2 毫米钢棒，与我将用于将轨道连杆连接在一起的钢棒相同。这实际上是用于焊接的黄铜棒，它有点软，只需钳子即可轻松切割成尺寸。

我为每个车轮插入了三根长约 23 毫米的杆，然后在车轮的两侧安装了两个我以前使用的相同轴承。同样，和以前一样，我使用 M4 螺栓、垫圈和自锁螺母将车轮固定到位。

组装3D打印坦克-履带式机器人平台

车轮应该能够自由旋转，同时在轴上没有任何间隙。

现在我们只需要对其他车轮重复此过程即可。至于前轮，我们有一个略有不同的臂，它有一个杠杆，可以为轨道提供动态张力，但安装是相同的。

组装3D打印科视Christie悬架系统

接下来，我们可以组装惰轮的机构。它由三个3D打印部件，一些螺栓和一个距离螺母组成。

在将第一个连杆固定到位之前，我们应该在背面添加一个 M4 自锁螺母，稍后我们将在其上安装惰轮。

惰轮总成

我使用相同的 2 毫米铜棒作为这些接头的引脚。现在，在惰轮侧的第二个连杆处，我们可以借助 M15 螺栓固定一个 3 毫米长的 M3 距离螺母。

RC油箱动态履带张紧机构

在另一侧，我们放置一个 20 毫米长的 M3 螺栓和一个螺母，它将进入远处的螺母。通过此设置，现在我们可以调整惰轮和车轮臂之间的距离，因此我们可以静态和动态地张紧轨道。然后我们可以简单地用 M4 螺栓将惰轮固定到位，因此我们完成了这个张力系统以及整个悬架系统。

安装3D打印油箱惰轮

好的，接下来我们可以组装链轮，为此，首先我们需要安装电机。我将基础平台设计为接受直径为37mm的电机，中心轴或偏轴。

用于 12D 打印坦克的 3V 直流电机 - 履带式机器人平台

我们可以安装任何 RPM 范围为 12 到 20 RPM 的 1000V 直流电机，当然这取决于机器人平台的应用，但我们稍后将在视频中讨论这一点。电机用六个 M3 螺栓固定到位。

为了将链轮连接到电机轴上，首先我们需要准备轴耦合器，或在其中安装一些螺纹插件。

将 M3 螺纹嵌件安装到轴耦合器中

然后我们可以将耦合器插入到位并用 M3 沉头螺钉固定。

使用 M3 沉头螺钉将轴耦合器固定到电机轴上

然后插入链轮的两个部分并使用三个 M3 螺栓固定。

组装3D打印储罐链轮

因此，我们已经完成了平台传动系统，现在是时候享受组装轨道的乐趣了。没错，我发现组装赛道很有趣。

以下是对轨道链接的仔细观察，从中我们可以看到它们是多么简单和干净。

用于连续轨道系统的3D打印轨道链接

它们可以从3D打印机立即使用，因为我们在3D打印它们时没有使用任何支持。我们只需要 2mm 引脚来连接它们。就像我已经说过的，我们可以轻松地从 2mm 黄铜焊条中获得它们。

2mm黄铜焊条作为装配轨道链节的销钉

链节上的外孔紧密贴合，因此我们需要使用一些力来插入它们，但这样可以确保它们不会脱落。链节上的内孔是松散配合的，可确保履带链节之间的自由旋转。

用2mm黄铜焊条将轨道连接在一起

现在，我们只需要泡一杯茶或咖啡，然后享受组装几个小时的乐趣。一旦你连接了其中的几个，你就会意识到乐趣，看看赛道有多酷。我们总共需要 78 个轨道链接来组装单个轨道。就杆长度而言，每条轨道需要大约 3.5 米，因为每根销应该长约 43 毫米。

在这里插入图片描述

准备好轨道后，我们可以简单地将其缠绕在链轮、车轮和惰轮上，并在现场用另一个 2 毫米的销子闭合环。我们可以在这里注意到，在 78 个履带链接中，履带的张力恰到好处，尽管最后一个车轮稍微向上移动。

为遥控坦克和机器人平台组装3D打印轨道

之所以如此，是因为弹簧不够强壮。我们可以通过调整减震器上的这个螺母来稍微调整弹簧张力，尽管这还不够。因此，我决定将减震器随附的原始弹簧更改为更坚固的弹簧。

更换 RC 减震器上的弹簧

更换弹簧非常容易，因为我们只需要拧下减震器的一端，插入更强的弹簧，然后再次拧紧杆。我的弹簧比原来的要宽一点，所以我不得不在底部使用M4垫圈。现在，这个弹簧有足够的力在安装带有 78 个连杆的履带时将车轮固定到位。

我最终更换了所有减震器的弹簧，因为我意识到它们的强度不足以承受整个平台的重量。这完成了平台的整个驱动系统，我认为结果非常好。

如果需要，我们现在可以使用惰轮上的距离螺母来调节履带张力。当然，让轨道有点松动是可以的，以便它正常工作。履带松动的顶部部分支撑在减震器支架上。

3D打印的坦克和履带，科视Christie悬挂系统运行

我将电机连接到电源以检查其工作方式。这对我来说似乎是完美的。看到你用这么多3D打印部件创造的东西真的是一种很棒的感觉。

显然，我们必须重复相同的程序来组装另一侧。完成此操作后，机器人平台已完成80%。接下来，我将安装侧面板，这些侧面板主要用于视觉外观。

组装RC坦克的侧板 - 履带式机器人平台

我们在一些支架和 M3 螺栓的帮助下将它们固定到位。在顶部转到将包围平台的盖子。对于这个视频，我这样设计它只是为了视觉外观。

坦克顶盖 - 机器人平台

就像我之前提到的，在我未来的一些视频中，我计划在这个平台上添加一个机械臂或一个炮塔，这意味着我将不得不适当地设计顶部。

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4. 机器人平台电路图

现在我们可以继续这个项目的电子设备了。就像我说的，我将使用基于 ATmega2560 微控制器的电路板。

在这里插入图片描述

您可以从以下链接获取此项目所需的组件：

2x 12V 直流电机 – 50 至 500 RPM
DRV8871直流电机驱动器
Arduino MEGA
3S锂聚合物电池
XT60连接器飞天遥控发射器

为了驱动两个电机，我将使用两个DRV8871直流电机驱动器，它们支持PWM控制和高达3.6A的峰值电流。直流电机的工作电压为 12V，我们将使用 3S 锂聚合物电池为所有电池供电，并提供大约 12V。我还包括一个 5V 稳压器 LM350 IC，以便为将来的其他用途提供专用的 5V 电源，例如，用于将伺服电机连接到它。在本视频中，我们将使用此 5V 为 RC 接收器和一些 LED 供电。

我用于这个项目的LED是白色和红色的简单5mm LED。我将它们排列如下：

在这里插入图片描述

在后部，我们每侧有两个红色 LED 作为尾灯，在前部每侧有三个白色 LED 作为大灯。此外，顶盖上有六个LED作为远光灯。为了使这些LED正确点亮，我们需要一个合适的电路，其中包括用于限制电流的电阻器。我将它们的并联和串联组合在一起。
在这里插入图片描述

例如，对于前大灯，我使用两条 12V 的平行线为 6 个 LED 供电，左右两侧各 3 个，它们串联连接。根据LED的正向电压和电流，我计算了每条线路所需的电阻值，在这种情况下为150欧姆。为了激活LED，我使用了一些额定电流为200mA的通用NPN晶体管。

最后，我制作了一个简单的分压器，我将用于监控电池电压。简单地说，来自电池的12V电压降至5V以下，因此它们可以进入微控制器的模拟输入。在程序中，我们可以将值转换回实际电压值，并将其从RC接收器发送到RC发射器，在那里我们可以在显示屏上看到该值。

4.1 定制电路板设计

我实际上最终有很多连接，所以为了避免一团糟，我不得不为这个项目设计一个定制的 PCB.

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该PCB将与基于ATmega2560微控制器的电路板兼容，直接安装在其顶部。
在这里插入图片描述

我包括一个 3.3V 稳压器和一个NRF24L01收发器模块的连接，以防我们想使用该模块控制平台。此外，我还包括一个 12V 电源轨，以及 5V 和 6V 电源轨，并带有数字引脚连接，用于将伺服电机连接到它们。6V 电源轨可由一个外部降压转换器供电。

我从PCBWay订购了PCB。在这里，我们可以简单地上传 Gerber 文件，选择我们 PCB 的属性，并以合理的价格订购.
在这里插入图片描述

我没有更改任何默认属性，除了我选择为白色的 PCB 颜色.您可以从 PCBWay 项目共享社区找到并下载 Gerber，您也可以通过该社区直接订购 PCB.

在这里插入图片描述

另外，您可以在此处下载 Gerber 文件：

图标
3D可打印履带式机器人平台Gerber
1 文件 123.02 KB

然而，几天后，PCB到达了。PCB的质量很棒，一切都与设计中的完全相同.

用于与Arduino MEGA Atmega 3兼容的2560D打印RC坦克的定制PCB
组装 PCB 非常简单，因为所有东西都贴有标签.我首先在PCB底部焊接引脚接头，用于ATmega2560连接，然后继续焊接顶部。为方便起见，我们应该首先焊接较小的组件，如电阻器和晶体管，然后焊接较大的组件，如 LED 和电源连接器。

完成 3D 打印储罐组件

我为所有连接都使用了引脚接头，因为它可以灵活地进行更改，如果某些内容无法正常工作。我没有焊接外部降压转换器及其电源轨的连接器，以及3.3V稳压器，因为我现在无论如何都不打算使用它们。我真的很喜欢这个PCB的漂亮和干净，这种白色.

4.2 完成 3D 打印储罐组件

好的，首先，我们用一些M3螺栓将微控制器板固定到位，然后在它上面是定制的PCB。

Arduino兼容3D打印坦克 - 基于ATmega 2560微控制器的电路板

现在是时候安装 LED 了。它们将在这些可容纳 5mm LED 的支架的帮助下安装在侧板上。如原理图中所述，我们应该将每行LED串联焊接。

串联焊接三个 5mm LED

阴极是黑线，阳极是红线。我们将这些电线穿过侧板上通向 PCB 的小开口.

安装遥控坦克指示灯

LED 支架部分旨在与侧面板紧密贴合，因此一旦插入到位，我们就会获得漂亮干净的外观。
在这里插入图片描述

远光灯 LED 直接放置在顶前盖上。

用于储罐的远光灯 LED

为了连接 LED，我在 PCB 上焊接了 XH2.54mm 杜邦公连接器，因此我必须在电线上安装合适的杜邦母连接器。我们需要那个钱包的压接钳，但在制作这个项目时，我没有随身携带。
在这里插入图片描述

我用普通的小钳子来完成这项工作，连接很好。每条LED线都应进入PCB上标记的相应连接器。

使用杜邦连接器连接 LED

至于电机，我没有合适的连接器，所以我将电线直接焊接到它们上。电机连接进入DRV8871驱动板，然后进入PCB。

DRV8871直流驱动电机，用于驱动油箱的12V直流电机 - 机器人平台

对于无线电通信，我使用的是FLYSKY RC发射器和接收器，它们非常实惠且工作出色。

用于控制6D打印坦克的Flysky FS-i3发射器 - 履带式机器人平台

为了将接收器连接到微控制器，我们可以使用跳线。接收器通过I-BUS和串行端口与微控制器通信，因此我们只需要三根电线，VCC，GND和信号引脚。

Flysky fs-ia6b接收器，用于通过ibus通信进行3D打印坦克

如果我们想将数据从接收器发送回发射器，在我们的例子中，为了监控电池电压，我们还需要将接收器的传感器I-BUS连接到另一个串行端口。

最后，我们可以连接锂聚合物电池。根据电池的不同，我们需要一个合适的连接器。它进入 12V 连接器，紧挨着它，我们有一个 ON/OFF 连接器，它将连接一个开关，用于打开和关闭平台的电源。

使用 3S 锂聚合物电池为水箱供电 - 使用拨动开关打开和关闭

请注意，在为电路板供电之前，我们应首先将 RC 接收器从电源中移除，并使用微调器将 LM350 IC 的可变电压调节至 5V。

使用微调器将 LM350 稳压器电压输出调节至 5v

现在我们只需要把顶盖放到位，我们就完成了这个项目。

5. 机器人平台编程

现在我们必须对3D打印坦克/机器人平台进行编程。这是这个机器人平台的Arduino代码。

/*
      3D Printed Tracked Robot Platform - Arduino Code
      by Dejan, www.HowToMechatronics.com

     Libraries:
     IBusBM: https://github.com/bmellink/IBusBM
*/

#include <IBusBM.h>

#define motorLeft_IN1 4
#define motorLeft_IN2 5
#define motorRight_IN1 6
#define motorRight_IN2 7

IBusBM IBus;
IBusBM IBusSensor;

int ch0, ch1, ch6, ch8 = 0;

int motorSpeed, steeringValue, leftMotorSpeed, rightMotorSpeed = 0;

int ledBlinkPeriod = 50;
int isOn = LOW;
unsigned long time_now = 0;

void setup() {

  Serial.begin(115200);
  IBus.begin(Serial1, IBUSBM_NOTIMER); // Servo iBUS
  IBusSensor.begin(Serial2, IBUSBM_NOTIMER); // Sensor iBUS

  IBusSensor.addSensor(IBUSS_INTV); // add voltage sensor

  // DC motors control - set them stationary

  // Left track
  digitalWrite(motorLeft_IN1, LOW);   // PWM value
  digitalWrite(motorLeft_IN2, LOW); // Forward

  // Right track
  digitalWrite(motorRight_IN1, LOW);   // PWM value
  digitalWrite(motorRight_IN2, LOW); // Forward


  digitalWrite(46, LOW);
  digitalWrite(47, LOW);
  digitalWrite(48, LOW);


}

void loop() {
  // Reading the data comming from the RC Transmitter
  IBus.loop();
  // ch0 - left and right; ch1 - forward and backward;
  ch0 = IBus.readChannel(0); // ch0 - left and right;
  ch1 = IBus.readChannel(1); // ch1 - forward and backward;
  ch6 = IBus.readChannel(6); // ch6 - Headlights
  ch8 = IBus.readChannel(8); // ch8 - High beam



  // convert the incoming date into suitable PWM value
  steeringValue = map(ch0, 1000, 2000, -185, 185); // 0 to 185 range because then I add +70 in order to avoid low PWM values as to motors won't start if so
  motorSpeed = map(ch1, 1000, 2000, -185, 185);
  motorSpeed = abs(motorSpeed);

  leftMotorSpeed = 70 + motorSpeed + steeringValue; // 70 + (0-185) + (0 - 185 ) =  70 - 255 so this range from 70 to 255 is used as PWM value
  rightMotorSpeed = 70 + motorSpeed - steeringValue;

  leftMotorSpeed = constrain(leftMotorSpeed, 0, 255); // constrain the PWM value from 0 to 255
  rightMotorSpeed = constrain(rightMotorSpeed, 0, 255);

  // if PWM is lower than 72, set PWM value to 0

  if (leftMotorSpeed < 72) {
    leftMotorSpeed = 0;
  }
  if (rightMotorSpeed < 72) {
    rightMotorSpeed = 0;
  }
  // if right joystick goes up > move forward
  if (ch1 > 1510 && ch1 < 2000) {
    analogWrite(motorLeft_IN1, leftMotorSpeed);  // PWM input
    digitalWrite(motorLeft_IN2, LOW); // Direction - Forward

    analogWrite(motorRight_IN1, rightMotorSpeed);  // PWM input
    digitalWrite(motorRight_IN2, LOW); // Direction - Forward
  }

  // if right joystick goes down > move backward
  if (ch1 > 1000 && ch1 < 1420) {
    digitalWrite(motorLeft_IN1, LOW);  // Direction - Backward
    analogWrite(motorLeft_IN2, leftMotorSpeed); // PWM input

    digitalWrite(motorRight_IN1, LOW);  // Direction - Backward
    analogWrite(motorRight_IN2, rightMotorSpeed); // PWM input
  }
  // if right joystick is in the middle, don't move
  if (ch1 > 1420 && ch1 < 1520) {
    if (leftMotorSpeed < 75 && rightMotorSpeed < 75) {
      digitalWrite(motorLeft_IN1, LOW);
      digitalWrite(motorLeft_IN2, LOW);

      digitalWrite(motorRight_IN1, LOW);
      digitalWrite(motorRight_IN2, LOW);
    }
    // if right joystick move just left or right, without going up or down, move the tank left or right (only 1 motor move)
    else {
      analogWrite(motorLeft_IN1, leftMotorSpeed);  // PWM input
      digitalWrite(motorLeft_IN2, LOW); // Direction - Forward

      analogWrite(motorRight_IN1, rightMotorSpeed);  // PWM input
      digitalWrite(motorRight_IN2, LOW); // Direction - Forward
    }
  }

  // LEDs control

  // Headlights and Taillights LEDs control
  if (ch6 > 1500) {
    digitalWrite(47, HIGH);
    digitalWrite(48, HIGH);
  }
  else {
    digitalWrite(47, LOW);
    digitalWrite(48, LOW);
  }
  // High beam LEDs control
  if (ch8 == 1500) {
    digitalWrite(46, HIGH);
  }
  // If rocker switch in position 3 (2ooo value) - flasing with the high beam LEDs
  else if (ch8 == 2000) {
    if (millis() >= time_now + ledBlinkPeriod) {
      time_now += ledBlinkPeriod;
      if (isOn == HIGH) {
        isOn = LOW;
      }
      else {
        isOn = HIGH;
      }
      digitalWrite(46, isOn);
    }
  }
  else {
    digitalWrite(46, LOW);
  }

  // Monitor the battery voltage
  int sensorValue = analogRead(A0);
  float voltage = sensorValue * (5.00 / 1023.00) * 3.02; // Convert the reading values from 5v to suitable 12V
  // Send battery voltage value to transmitter
  IBusSensor.loop();
  IBusSensor.setSensorMeasurement(1, voltage * 100);
}

Code language: Arduino (arduino)
代码概述
因此，使用 IBusBM 库，我们从 RC 发射器读取传入数据。

// Reading the data comming from the RC Transmitter
  IBus.loop();
  // ch0 - left and right; ch1 - forward and backward;
  ch0 = IBus.readChannel(0); // ch0 - left and right;
  ch1 = IBus.readChannel(1); // ch1 - forward and backward;
  ch6 = IBus.readChannel(6); // ch6 - Headlights
  ch8 = IBus.readChannel(8); // ch8 - High beam

Code language: Arduino (arduino)
右操纵杆、通道 0 和 1 用于控制平台的运动，两个摇臂开关通道 6 和 8 用于控制 LED。

我们将输入的数据转换为适合直流电机PWM控制的值，从0到255。

// convert the incoming date into suitable PWM value
  steeringValue = map(ch0, 1000, 2000, -185, 185); // 0 to 185 range because then I add +70 in order to avoid low PWM values as to motors won't start if so
  motorSpeed = map(ch1, 1000, 2000, -185, 185);
  motorSpeed = abs(motorSpeed);

  leftMotorSpeed = 70 + motorSpeed + steeringValue; // 70 + (0-185) + (0 - 185 ) =  70 - 255 so this range from 70 to 255 is used as PWM value
  rightMotorSpeed = 70 + motorSpeed - steeringValue;

  leftMotorSpeed = constrain(leftMotorSpeed, 0, 255); // constrain the PWM value from 0 to 255
  rightMotorSpeed = constrain(rightMotorSpeed, 0, 255);

Code language: Arduino (arduino)
我们使用 analogWrite（）函数适当地将 PWM 值发送给驱动器和电机。

// if right joystick goes up > move forward
  if (ch1 > 1510 && ch1 < 2000) {
    analogWrite(motorLeft_IN1, leftMotorSpeed);  // PWM input
    digitalWrite(motorLeft_IN2, LOW); // Direction - Forward

    analogWrite(motorRight_IN1, rightMotorSpeed);  // PWM input
    digitalWrite(motorRight_IN2, LOW); // Direction - Forward
  }

Code language: Arduino (arduino)
总体而言，代码并不复杂，因为机器人平台本身没有复杂的功能。

6. 测试3D打印机器人 - 跟踪机器人平台

上传代码后，我们可以启动机器人平台和RC发射器进行测试。在发射器显示屏上，我们可以注意到锂聚合物电池电压，以及接收器和发射器电压。
在这里插入图片描述

我们有它。使用正确的操纵杆，我们可以控制平台的运动。使用左侧摇臂开关，我们控制大灯和尾灯 LED，使用右侧 3 向摇臂开关控制远光灯 LED。远光灯LED有两种模式，始终亮起和闪烁模式。

我们可以在这里注意到，我安装的电机对于这个平台来说实际上有点功率不足。

油箱动力不足的电机

我们可以看到，操纵杆几乎位于顶部，轨道才能开始移动。另外，我可以用手非常轻松地停止赛道。悬架系统和履带本身会对电机产生很大的张力和阻力。这些电机为888RPM，在速度方面很好，但它们是较小的电机，额定电流略低于500mA。

所以，我用我拥有的其他更大的电机替换了它们，但实际上我得到了几乎相同的结果。虽然这些是更强大的电机，但它们的减速较小，或者它们的转速更高，为 1280，所以我得到了相同的结果。

实际上，它们并没有那么糟糕。机器人平台与它们一起运行良好。

在这里插入图片描述

老实说，驾驶这个东西真的很有趣，尤其是当 LED 闪烁并产生倦怠或甜甜圈时。

然而，这种乐趣并没有持续那么久，因为一旦我把它带到外面，它很快就停止了工作。问题是动力不足的电机，没错，还有轨道连杆的设计。污垢很容易堆积在链轮齿所在的位置。

在这里插入图片描述

因此，我重新设计了它们，使其在另一侧有一个开口，以便污垢可以通过它们。我还使链轮变小了一点，将其偏移了0.2毫米，以便在它和轨道之间有一个更松散的配合。
在这里插入图片描述

我用这些更新重新组装了所有东西，平台现在能够在外面行驶。尽管动力不足的电机再次成为一个问题。平台不时堆积，无法上坡。因此，我的建议是获得不超过 500 RPM 的电机，并且至少具有 1A 或 2A 额定电流的电机更强大。

我实际上尝试了具有更强电机的平台。它们只有 20 RPM，对于玩乐和做甜甜圈来说显然太慢了，但现在的平台就像一个真正的坦克。它实际上可以去任何地方。

在这里插入图片描述

20 RPM 电机的功率足以爬上任何障碍物。它们真的很慢，但也许它们适用于某些特定的应用程序。我的建议是，如果我们需要较慢的速度来使用大约 50 RPM 的电机，而对于更快的速度，大约 500 RPM。

全地形3D打印履带式机器人平台 - TANK

我希望您喜欢这个视频并学到一些新东西。请随时在下面的评论部分提出任何问题，不要忘记订阅未来的更新并检查我的Arduino项目集合。

参考文献：Fully 3D Printed TANK – Tracked Robot Platform
视频地址：https://www.youtube.com/watch?v=q3XNYwNZ97w

文章来源:https://blog.csdn.net/vor234/article/details/133604141
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