Роботы и робототехнические системы часто предназначены для использования в экстремальных условиях, там, где необходимо облегчить или обезопасить труд человека.Очень часто мобильные роботы применяются в экстремальных ситуациях, например при тушении пожаров, локализации радиоактивных отходов и т.п., и, как правило, работают в труднопроходимой местности.

Решение подобных задач возлагается на мобильных гусеничных роботов, которые обладают высокой проходимостью и грузоподъемностью. Важное отличительное качество гусеничных мобильных роботов заключается в их маневренности. Обладая независимым приводом для каждой из гусениц в отдельности, мобильный робот может легко менять направление собственного движения.

Благодаря тому, что скорость каждой из гусениц регулируется в отдельности, достаточно легко управлять движением мобильного робота. Для задания какого-либо направления движения необходимо изменить относительную скорость приводов.

Вышеуказанная таблица демонстрирует соотношение скоростей и направлений вращения приводов гусеничного шасси. Важно обращать внимание на положение привода, ведь в зависимости от ориентации в пространстве привода зависит направление вращения его выходного вала, а соответственно и направление движения гусеничных траков. Например, для того чтобы робот двигался вперед, необходимо, чтобы его левый привод вращался «против часовой стрелки», а правый – «по часовой стрелке».

1. Для того чтобы двигаться прямо, необходимо, чтобы правый и левый приводы вращались с одинаковой скоростью в направлении «прямо».
2. Для того чтобы повернуть налево, необходимо, чтобы скорость правого привода была больше, чем скорость левого. Чем больше будет разница скоростей, тем меньше будет радиус разворота при движении.
3. Для того чтобы повернуть направо, необходимо, чтобы скорость правого привода была меньше, чем скорость левого. Чем больше будет разница скоростей, тем меньше будет радиус разворота при движении.
4. Для того чтобы повернуть налево на месте, необходимо, чтобы правый привод вращался «прямо», а левый – «назад» с такой же скоростью.
5. Для того чтобы повернуть направо на месте, необходимо чтобы левый привод вращался «прямо», а правый «назад» с такой же скоростью.
6. Для того чтобы двигаться назад, необходимо, чтобы правый и левый приводы вращались с одинаковой скоростью в направлении «назад».

Помимо высокой маневренности гусеничные шасси обладают повышенной проходимостью. Благодаря хорошему сцеплению гусеничных траков с поверхностью, по которой осуществляется движение, гусеничные роботы могут преодолевать различные неровности поверхности и преграды.

В зависимости от назначения гусеничного робота и степени его проходимости различают различные конструкции гусеничных шасси.

Традиционно гусеничные транспортные средства имеют специальный угол наклона спереди, чтобы въезжать на препятствия по ходу движения. Чем выше проходимость гусеничного робота или транспортного средства, тем, как правило, больше данный уклон.

Иногда для решения специализированных задач применяются гусеничные транспортные средства, состоящие из подвижных относительно друг друга гусеничных траков. С помощью регулировки угла подъема передних гусениц подобные роботы могут преодолевать препятствия различной сложности.

В данной лабораторной работе исследуются способы управления мобильным гусеничным шасси. Разрабатываемая в рамках данной работы модель робота обладает достаточно большой проходимостью для собственных габаритных размеров.

Конструкция шасси робота состоит из гусеничных траков, расположенных под достаточно большим углом к направлению движения, благодаря чему робот может преодолевать препятствия с высотой не менее высоты подъема гусеничных траков.

Для того чтобы робот в процессе своего движения не застрял, преодолевая препятствие, его шасси оснащается ИК-датчиком, определяющим наличие объектов на его пути. Если датчик обнаруживает объект, это значит, что высота объекта соизмерима с высотой робота и есть риск того, что робот не сможет преодолеть данный маршрут. В этом случае робот должен предпринять какое-либо другое действие, например объехать препятствие сбоку и т.п.

Данный урок посвящен изучению основ движения гусеничных мобильных роботов, исследованию способов их маневрирования и прохождения различных препятствий.

Выполнение простейших маневров.

В данной части лабораторной работы рассматриваются прямолинейное движение гусеничного робота и процесс поиска препятствий на его пути.

Если на пути робота обнаруживается препятствие, это означает, что оно обладает габаритами, которые робот не в состоянии переехать. В этом случае система управления робота должна предпринять какие-либо действия по выполнению маневров с целью избежать столкновения.

Согласно предложенному алгоритму гусеничный робот едет прямо, переезжая все препятствия на своем пути. Если же на пути робота обнаруживается объект, который не пропадает с пути робота в течение 3 секунд, робот останавливается и совершает маневр по объезду препятствия.

В начале программы задаются базовые переменные, определяющие пороговое значение до объекта, скорости вращения приводов робота и время ожидания перед обнаруженным объектом (3 сек). С помощью этих значений определяется скорость маневрирования роботов и расстояние, которое робот не доезжает до обнаруженного объекта.

Программа представляет собой бесконечный цикл, в котором анализируется показания датчика, подключенного к PORT. С помощью переменных obstacle_threshold и bstacle_judging_time задаются максимальные значения расстояния до объекта и время обнаружения объекта. Если объект находится вне зоны видимости, робот продолжает движение под управлением функции forward.

В случае если робот обнаружил объект на своем пути, поочередно вызываются функции reverse, stop, pivot_left с помощью которых робот совершает заданный маневр по объезду препятствия. Функции чередуются с помощью вызова таймера, ограничивающего время работы каждой из них.

Таймеры очень часто применяются для задания времени работы какого-либо устройства или фрагмента управляющей программы. Рассмотрим работу таймера на примере функции инициализации, вызываемой в самом начале программы.

Данная функция запускает воспроизведение мелодии на время, определяемое переменной prepare_time. Данная переменная инициализирует таймер, который работает в течение заданного времени.

Во время отсчета таймера осуществляется задержка, во время которой выполняется последняя операция, например воспроизведение мелодии. Задержка осуществляется с помощью функции timer_standby, которая с помощью оператора WAIT WHILE ожидает окончания отсчета. Таким образом, можно сгенерировать любую необходимую для работы программы временную задержку.

Важной отличительной особенностью данной программы является отличие функции проверки правильности сборки от функций, рассматриваемых в предыдущих работах. В данной работе перед запуском основной программы определяется, к какому из портов управления подключен ИК-датчик.

Для этого автоматически опрашиваются все порты, и если на одном из них обнаруживаются показания от ИК-датчика, светодиод моргает соответствующее номеру порта количество раз.

В случае с PORT при обнаружении сигнала с ИК-датчика вызывается функции LED_port_num, которая моргает системным светодиодом.

Если же сигнал с ИК-датчика обнаруживается на каком-то другом порту контроллера СМ-530, функция LED_port_num вызывается с помощью оператора LOOP FOR, выполняющегося заданное количество раз.

Преодоление препятствий на пути.

Разрабатываемый в рамках данной работы мобильный гусеничный робот может быть отнесен к сверхлегкому классу подобных роботов. Такие роботы, как правило, применяются для разведки местности и работают на пересеченной местности, среди руин и завалов.

Подобные мобильные роботы перемещаются достаточно быстро среди завалов, преодолевают уклоны и спуски, но из-за малой массы часто опрокидываются и переворачиваются. Несмотря на это роботы должны выполнять поставленную задачу, а значит, как минимум, продолжать движение.

Для того чтобы робот мог продолжать движение после переворачивания, его конструкцию делают абсолютно симметричной.

Для того чтобы робот мог двигаться в перевернутом состоянии, необходимо изменить направления вращения его приводов. Поскольку подобные роботы перемещаются автономно или зачастую пользователь не может наблюдать за их перемещением, смена направления вращения должна осуществляться автоматически в зависимости от ориентации в пространстве робота.

С целью определения положения робота устанавливается ИК-датчик, направленный в пол. Соответственно в одном из положений робота он срабатывает, а в перевернутом – нет, и наоборот, в зависимости от способа установки датчика.

Управляющая программа робота идентична той, что рассматривалась в предыдущей части, за исключением части, касающейся определению положения робота.

Программа робота состоит из двух симметричных веток, каждая из которых выполняется в зависимости от положения робота. В отличие от программы в предыдущей части, в данной рассматривается единственное дополнительное условие.

Переход от одной ветки программы к другой осуществляется с помощью ИК-датчика, подключенного к PORT, который определяет ориентацию робота в пространстве.

Также в отличие от программы из части № 1, для функций forward и reverse реализованы аналоги slow_forward и slow_reverse, которые обеспечивают медленное движение робота при маневрах.

Данные функции оперируют значениями l_wheel_low_speed и r_wheel_low_speed, описываемыми в начале программы.

Заключение.

Для закрепления материала из данного урока, предлагается выполнить несколько опытных испытаний.

Смоделируйте ситуацию, при которой робот транспортирует груз за пределы черной линии. Для этого оснастите гусеничное шасси двумя ИК-датчиками: спереди для обнаружения объектов и снизу – для определения черной линии.

Исследуйте проходимость гусеничных роботов на пересеченной местности, моделирующей ямы или овраги на пути робота. Направьте робота на преодоление прерывистого препятствия, а сами оцените, как зависит ширина преодолеваемого препятствия от габаритов робота.

Помните, что ничего не ограничивает фантазию разработчиков в рамках решения поставленных задач. И если проходимости вашего робота не хватает для преодоления препятствия на его пути, это не повод отчаиваться, а хороший шанс задуматься и усовершенствовать конструкцию.

В этом проекте мы построим движущегося робота (платформу на гусеницах), который может обнаруживать и избегать препятствия. Он использует 2 инфракрасных датчика, представляющих собой пару излучающий ИК-светодиод и ИК-приемник, смонтированную в его передней левой и передней правой сторонах. ШИМ контроллер тут используется для управления скоростью моторов.

ИК-датчики установлены под углом 90° друг от друга, чтобы свести к минимуму интенсивность отраженных сигналов, поступающих на приемник из другой пары. Для этой же цели в ИК светодиоды поставить в короткие черные пластиковые трубочки.

Платформа базируется на гусеничном шасси какого-то автомобиля. Этот набор правда имел только один двигатель, который делает невозможным делать повороты. Пришлось установить на него двухмоторную коробку переключения передач с передаточным числом 200:1.

Питание и преобразователь

В принципе даже напряжения 3 В от 2-х батареек хватает чтобы двигаться довольно быстро. Однако, поскольку дополнительная электроника используется, чтобы изменить направление вращения двигателя, который потребляет изрядное количество тока от батареи, двигатель еле вращается. Поэтому в итоге 4xAA использовались для питания. Если всё-же нужно питать от 3 В или литиевой батарейки 3,7 В - для нормальной работы придётся использовать DC-DC преобразователь. Есть много вариантов, например MAX619 по схеме выше.

Драйвер двигателей схема

Драйвер электромотора на SN754410 , хотя его и недостаточно для низковольтного применения. Так как он включает в себя биполярные транзисторы, они имеют падение напряжение не менее 0,7 В на каждом. Это значит, что моторы на самом деле получат на 1,4 вольта меньше от батареи, которое составляет около 50% потерь при 3 В питании. Другой недостаток этого решения заключается в том, что она нуждается в обширной охлаждения. Каждый из моторов потребляет около 200 мА, и микросхема рассеивает 2·1,4 В х 200 мА = 0,56 Вт тепла - нужен теплоотвод, что так же не способствует экономии батареи.

Еще одним способом создания драйвера двигателя является использование МОП-транзисторов. Эти устройства свободны от указанных выше ограничений на биполярных транзисторах. Тут использованы N-канальные МОП-транзисторы типа IRF510, чье сопротивление во включенном состоянии составляет 0,5 Ом. Поэтому они имеют только 0,5 Ом х 0,25 А = 0.125 В падение напряжения, которое является незначительным. В этом режиме транзистор рассеивает только (0.5 Ом)2 х 0,25 А = 0.06 Вт и может работать без теплоотвода. Лучшим выбором будет использование IRF520 чей канал имеет сопротивление 0.2 Ома.

Транзисторы снабжены ограничивающими напряжение диодами. Для решения проблемы низкого питания добавлен DC-DC преобразователь на TC7660, что инвертирует 3 В в 5 В.

Регулировка чувствительности ИК-датчиков

ИК датчики имеют слишком высокую чувствительность для данного проекта. Они обнаруживают препятствия на расстоянии около 30 см. Таким образом ИК-приемники часто получают случайные отражения от других объектов, вызывающих сбой направления робота. Для изменения чувствительности был использован тот факт, что ИК модули имеют высокую чувствительность на 38 кГц. Опустившись на частоты вниз до приблизительно 33 кГц получится уменьшить чувствительность датчика примерно в 2 раза. Все файлы прошивки и видеоролик работы робота - (3 Мб).

Два года назад, когда я только начал заниматься мультикоптерами, мне пришлось сделать небольшой . Поскольку квадрокоптер задумывался сугубо автономным, все что требовалось от этого пульта - это управлять беспилотником во время испытаний и настройки.

В принципе, пульт со всеми возложенными на него задачами справлялся вполне успешно . Но были и серьезные недостатки.

1. Батарейки в корпус никак не влазили, поэтому приходилось их приматывать к корпусу изолентой:)
2. Настройка параметров была вынесена на четыре потенциометра, которые оказались очень чувствительными к температуре. В помещении настраиваешь одни значения, выходишь на улицу - а они уже другие, уплыли.
3. У Arduino Nano, которую я использовал в пульте, есть всего 8 аналоговых входов. Четыре были заняты настроечными потенциометрами. Один потенциометр служил газом. Два входа были подключены к джойстику. Оставался свободен только один выход, а параметров для настройки гораздо больше.
4. Единственный джойстик был вовсе не пилотным. Управление газом с помощью потенциометра тоже весьма угнетало.
5. А еще пульт не издавал никаких звуков, что иногда бывает крайне полезно.

Чтобы устранить все эти недостатки, я решил кардинально переделать пульт. И железную часть, и софт. Вот что мне захотелось сделать:

• Сделать большой корпус, чтобы в него можно было запихнуть все что хочется сейчас (включая батарейки), и что захочется позже.
• Как-то решить проблему с настройками, не за счет увеличения числа потенциометров. Плюс, добавить возможность сохранения параметров в пульте.
• Сделать два джойстика, как на нормальных пилотных пультах. Ну и сами джойстики поставить православные.

Новый корпус

Идея чрезвычайно проста и эффективна. Вырезаем из оргстекла или другого тонкого материала две пластины и соединяем их стойками. Все содержимое корпуса крепится либо к верхней, либо к нижней пластине.

Элементы управления и меню

Чтобы управлять кучей параметров, нужно либо разместить на пульте кучу потенциометров и добавить АЦП, либо делать все настройки через меню. Как я уже говорил, настройка потенциометрами не всегда хорошая идея, но и отказываться от нее не стоит. Так что, решено было оставить в пульте четыре потенциометра, и добавить полноценное меню.

Чтобы перемешаться по меню, и менять параметры обычно используют кнопки. Влево, вправо, вверх, вниз. Но мне захотелось использовать вместо кнопок энкодер. Эту идею я подсмотрел у контроллера 3D-принтера.

Разумеется, за счет добавления меню, код пульта распух в несколько раз. Для начала я добавил всего три пункта меню: "Telemetry", "Parameters" и "Store params". В первом окне отображается до восьми разных показателей. Пока я использую только три: заряд батареи, компас и высота.

Во втором окне доступны шесть параметров: коэффициенты PID регулятора для осей X/Y,Z и корректировочные углы акселерометра.

Третий пункт позволяет сохранять параметры в EEPROM.

Джойстики

Над выбором пилотных джойстиков я долго не размышлял. Так получилось, что первый джойстик Turnigy 9XR я добыл у коллеги по квадрокоптерному делу - Александра Васильева, хозяина небезызвестного сайта alex-exe.ru . Второй такой же заказал напрямую на Hobbyking.

Первый джойстик был подпружинен в обоих координатах - для контроля рыскания и тангажа. Второй я взял такой же, чтобы затем переделать его в джойстик для управления тягой и вращением.

Питание

В старом пульте я использовал простой регулятор напряжения LM7805, который кормил связкой из 8 батареек AA. Жутко неэффективный вариант, при котором 7 вольт уходили на нагрев регулятора. 8 батареек - потому что под рукой был только такой отсек, а LM7805 - потому что в то время этот вариант мне представлялся самым простым, и главное быстрым.

Теперь же я решил поступить мудрее, и поставил достаточной эффективный регулятор на LM2596S. А вместо 8-ми AA батареек, установил отсек на два LiIon аккумулятора 18650.

Результат

Собрав все воедино, получился вот такой аппарат. Вид изнутри.

А вот с закрытой крышкой.

Не хватает колпачка на одном потенциометре и колпачков на джойстиках.

Наконец, видеоролик о том, как происходит настройка параметров через меню.

Итог

Физически пульт собран. Сейчас я занимаюсь тем, что дорабатываю код пульта и квадрокоптера, чтобы вернуть им былую крепкую дружбу.

По ходу настройки пульта, были выявлены недостатки. Во-первых, нижние углы пульта упираются в руки:(Наверное я немного перепроектирую пластины, сглажу углы. Во-вторых, даже дисплея 16х4 не хватает для красивого вывода телеметрии - приходится названия параметров сокращать до двух букв. В следующей версии девайса установлю точечный дисплей, либо сразу TFT матрицу.

Робот – самостоятельный (в определенных пределах) механизм, который передвигается по определенным алгоритмам. Здесь ключевое слово “передвигается”. Хотя есть и стационарные роботы, например, на каком-нибудь производстве, но в домашних условиях намного интереснее автономные движущиеся устройства.

Есть разные принципы приведения робота в движение, все зависит от привода. Самый простой привод – колесный. Затем по сложности я бы назвал гусеничный, а затем уже всякие шагающие, прыгающие и ползающие механизмы. Даже можно рассмотреть виброботы, которые вибрируют и двигаются за счет этого. Вот только с управлением будут сложности, заставить вибробота двигаться в строго определенном направлении очень проблематично. Его движения будут сильно зависеть от поверхности по которой он передвигается.

Недорогой гусеничный тракторking force 300, кандидат на встраивание мозгов робота

Для чего делаем робота? Для участия в соревнованиях? Это накладывает определенный отпечаток на
возможности изготовления шасси. Если для развлечения, то чем робот интереснее – тем лучше.

Мне, кстати очень понравился вариант колесно-шагающего и можно сказать бегающе-прыгающего робота высокой проходимости (видео)

Правда для домашнего изготовления хочется сделать нечто более простое, чтобы получить результат как можно скорее, а не разрабатывать робота годами.

Самый простой вариант и быстрый результат – покупное шасси. Чуть посложнее, но более универсальный вариант – изготовление шасси своими руками. Какие простые шасси можно выбрать?
Шагающие – интересно, но довольно сложно. Для соревнований точно не подойдет.
Возьмем для сравнения колесный и гусеничный варианты. Начнем с колес.
Колесные шасси можно разделить по количеству колес, по типам колес и типам управления.

Количество колес:
1 колесо – экзотика. Требуется сложная система балансировки. Для домашнего изготовления конструкция сложновата. Да и представленная на рисунке фактически использует три колеса, хотя и опирается на одно круглое типа мяч, зато балансирует с кирпичом на макушке

Робот на шаре, балансирует и даже может таскать кирпичи

Убегающий будильник. Два колеса и этого достаточно.

2 колеса. Распространенный тип. Есть покупные шасси на два колеса. Если центр тяжести ниже оси колес, то получаем относительно устойчивую конструкцию. Такая, например, используется в убегающем будильнике.

Если центр тяжести выше оси колес, то требуется система баланса. В любом случае такая конструкция позволяет сделать чрезвычайно маневренного и скоростного робота.

3 колеса. Самая распространенная конструкция. Зачастую, это те же два колеса с добавлением поддержки. Возможны варианты с типами колес и типом управления. Для начала рассмотрим два колеса управляющих и одно поддерживающее. Поддерживающее может быть как шаровым колесом, так и обычным мебельным всенаправленным колесиком, которое свободно вращается на своей оси и не мешает повороту тележки. В самых простых случаях, поддерживающее колесо заменяется проволочкой, которая скользит по полу.

Принцип разворота на месте. Одно ведущее колесо катится вперед, другое назад, тележка разворачивается.

Поскольку управляющие колеса вращаются отдельно друг от друга, то такой привод называется дифференциальным.

Колеса вращаются независимо, поэтому для разворота на месте достаточно одно колесо запустить вперед, а второе – назад. И тележка будет разворачиваться на месте вокруг центра между колесами.

Реечная схема управления. Управляющее колесо поворачивается при помощи реек управления

Если два ведущих колеса закреплены на общей оси оси, а управление осуществляется при помощи поворота свободного колеса, то такая схема называется реечной.

Часто такая схема используется в детских машинках. Она не требует двух моторов, нужен только один, а на управление достаточно соленоида, который будет поворачивать управляющее колесо в ту или в другую сторону.

Движение прямо на трех всенаправленных колесах.

Возможна схема с тремя всенаправленными ведущими колесами в этом случае шасси получает отличную маневренность, но требует более сложного управления за счет использования трех ведущих колес.

Тележка с тремя всенаправленными колесами может перемещаться в любом направлении, но проходимость у нее небольшая. Для движения прямо необходимы отдельные усилия. Для этого два двигателя должны быть включены, а третий выключен и два ведущих как лебедь рак и щука будут тянуть тележку вперед. Правда эффективность такого движения будет под вопросом. Так что либо маневренность, либо скорость и проходимость.

Всенаправленное колесо. Не сопротивляется движению в бок счет дополнительных роликов.

Также при такой схеме также затруднен подсчет пройденного пути при помощи энкодеров, поскольку пройденный путь зависит от пройденного пути каждого из трех колес и рассчитывается по сложным формулам, когда как для реечного управления достаточно поставить на ведущее колесо один энкодер для получения точного значения пройденного пути.

Гусеничный привод очень похож на дифференциальных с той лишь разницей, что колеса соприкасаются с землей не в одной точке, а площадь контакта растянута по длине гусеницы. Что сразу уменьшает проскальзывание при прямолинейном движении, увеличивает сцепление и проходимость на мягком грунте, но требует больших затрат энергии в поворотах для компенсации бокового сопротивления гусениц. Если сила трения будет слишком большой, гусеницы могут быть даже сорваны с колес, что часто происходит с дешевыми шасси.

На рисунке красными стрелками показаны силы трения при левом повороте, которые действуют на гусеницу, пытаясь сорвать гусеницу и . Преодоление этих сил трения требует дополнительных затрат энергии, что делает гусеничный вариант более требовательным к мощности моторов и емкости аккумуляторов.

Небольшая табличка в которой сводятся достоинства и недостатки этих вариантов шасси.

Номер п.п	Описание	Достоинства	Недостатки
1	Дифференциальная схема с тремя колесами	Высокая маневренность вплоть до разворота на месте. Простота конструкции, дешевизна, простота управления, компактность.	Увод в сторону при прямолинейном движении, Требует подруливания, низкая проходимость.
2	Реечная схема с тремя колесами	Дешевизна конструкции. Простота управления. Не требует подруливания при прямолинейного движения.	Низкая маневренность, большой радиус поворота. Трудность расчета необходимого угла поворота
3	Высокая маневренность, возможность перемещения в любую сторону	Дороговизна, трудность управления, трудность расчета пройденного пути, низкая проходимость.
4	Гусеницы	Высокая маневренность, высокая проходимость	Большие энергозатраты на движение, необходимы более мощные моторы. Более сложная конструкция шасси.

При самостоятельном изготовлении шасси нужно исходить из задач. Если требуется высокая маневренность и не требуется высокая проходимость, например для участия в соревнованиях по движению по линии, то дифференциальная схема с тремя колесами подходит идеально. Если желательная большая мощность, сцепление с поверхностью, например для участия в соревнованиях роботов-сумоистор, то возможно применение гусеничной платформы, но она будет проигрывать колесной по скорости и маневренности, но будет выигрывать в силе. Реечная схема слабо подходит для точного управления роботом. А схема с всенаправленными колесами, хотя и максимально маневрена, но имеет высокую стоимость и ее невозможно сделать компактной хорошо двигается только по идеально ровным поверхностям.

В сельской жизни трактор является важным агрегатом. Особенно он необходим, когда ведется фермерское хозяйство. Без него, как без рук. Мешки с зерном, заготовленное сено, урожай картофеля или просто строительные материалы – все это каким-либо способом нужно перевозить. Вручную перемещать подобные грузы очень тяжело, а небольшой механичный помощник справится с этим довольно легко. Сегодня, купить такой агрегат для хозяйства для многих дорогое удовольствие. На много проще и дешевле будет собрать такой трактор небольшого размера на гусеницах своими руками в домашних условиях. Тем более что детали для него могут уже давно лежать забытыми на хозяйственном дворе и ожидать своего часа.

Рама

Главной конструкцией, на которую ложится вся нагрузка, любого механического агрегата является рама. Как видно из видео, создание прочного металлического основания для мини трактора на гусеничном ходу является важным этапом. Его несложно сделать своими руками, если грамотно выполнить расчеты, и учесть нагрузки.

Как показано на видео для изготовления рамы будет необходим сварочный аппарат. Усиленную жесткость конструкции основания агрегата на гусеницах создают лонжероны, сделанные из прочного материала. Обычно их делают своими руками 3-х ступенчатыми – наружные из прочного швеллера, а внутренние с железной квадратной трубы, повышенной жесткости.

Стоит помнить, что переднюю траверсу нужно конструировать короче от заднего аналога. На видео отображено, что если переднюю траверсу изготавливают из швеллера по д номером 12, то заднюю часть рамы нужно делать из швеллера 16 размера.

Силовой агрегат

Второй важный этап в создании домашнего помощника на гусеничном шасси – это выбор двигателя. Как видно из видео для создаваемого мини трактора сойдет любой мотор, если он подходит по мощности и соответствует крутящему моменту. Здесь идеальным вариантом будет установка дизельного движка мощностью 12 л.с., с четырьмя цилиндрами и водяным охлаждением.

Еще не плохим вариантом в решении данного вопроса будет мотор с мотоблока «Садко». Для уменьшения оборотов в таком движке нужно будет своими руками установить дополнительные шкивы. Таковые самодельные конструктивы уменьшают скорость вращения коленчатого вала мини трактора в 3,5 раза.

Мост

Обычно установка моста не вызывает никаких затруднений. Для этого не потребуется вносить дополнительно изменения в конструктивы в раму агрегата. Здесь идеально подойдет мост, снятый с любой модели отечественного автомобиля.

Например, для мини трактора можно применить задний мост из ГАЗ – 21 «Волга». Его придется своими руками лишь укоротить до ширины 800 мм и срубать заклепки на фиксирующих чулках удаляются, чтобы можно было разместить все механические элементы.

Гусеница

Самодельные шасси агрегата довольно просто изготовить в домашних условиях. Для этого понадобится комплект колес, например из тележки и старая покрышка из колеса большой машины. Размеры указанных элементов для шасси мини трактора нужно выбирать исходя из габаритов, создаваемой машины. Самодельные гусеницы изготавливаются просто. Нужно по бокам обрезать приготовленную покрышку и одеть на смонтированные колеса. Здесь важно не ошибиться в размерах.

Другие механизмы

Каждый механик понимает, что конструируемый гусеничный агрегат не сможет самостоятельно двигаться без узла сцепления и коробки передач. В качестве последнего элемента можно использовать переключающее устройство, снятое с грузовика ГАЗ – 53. Сцепление, взятое с автомобиля ГАЗ – 52, идеально конструктивно впишется в конструкцию будущего домашнего помощника.

Процесс сборки

Принцип работы

Самодельные агрегаты обычно складываются в определенном алгоритме. Этому немаловажно следовать, так как одни запчасти доведется подгонять под иные детали. Без установленного порядка сборки это осуществить будет затруднительно.

Комплектующие для минитратоктоа
Заготовка звездочки
Ведущие звездочки готовы
Рама с гусеницами в сборе

Вид снизу - монтаж гусениц

Вид сбоку
Вид спереди

Последовательность конструирования на практике выглядит следующим образом:

• Собирание элементов рамы в цельную конструкцию. Установление на нее ведущих колес и опорных катков.
• Установка мотора и соединение его с коробкой передач.
• Размещение тормозных узлов и дифференциального элемента. Механическое соединение указанных элементов с коробкой передач.
• Конструирование узла управления и оборудование места водителя.
• Сборка и установка гусениц, а также добавочных вспомогательных элементов.
• Проверка рабочего состояния узлов и систем агрегата. В случае необходимости их доработка.
• Обкатка трактора.

Если рассмотреть принцип работы самоделкового механизма, то можно легко установить, что он мало чем различается от аналогов серийного производства. Одним словом, все основные функции выполняются, как в обычных тракторах на гусеницах. Только есть одно различие – упрощенная система разворачивания.

Принцип работы самодельного механизма выглядит таковым образом:

• Мотор передает крутящий момент на коробку передач.
• Крутящий момент поступает на дифференциальную систему, где распределяется на полуоси.
• Колеса приступают к двигательному процессу, передающегося на гусеницы. Трактор начинает передвижение в заданном направлении.
• Функция поворота заключается, что происходит торможение одной полуоси, а весь крутящий момент ложится на другую полуось. За счет торможения одна гусеница начинает двигаться вокруг другого заторможенного шасси. Так происходит поворот агрегата.

1. Перед тем как приступить к сборке гусеничного агрегата, необходимо в первую очередь создать чертежи основных и дополнительных узлов, содержащие точные расчеты.
2. Перед началом работы нужно побеспокоиться о наличии исправности сварочного аппарата, электрической дрели со всеми насадками и болгарки.
3. Сборку надобно производить с тщательной аккуратностью. Все болты и гайки нужно закручивать с надежной чувствительностью. Каждый сварочный шов должен быть аккуратно зачищен.

При сборке следует помнить, что создаваемый трактор станет надежным и незаменимым помощником в решении многих вопросов по хозяйству.