供应材料的工业线跟随器

必要的工具和机器

	3D 打印机（通用）
	激光切割机（通用） 我没有激光切割机，所以我在网上订购了切割，结果很好，所以不用担心你不需要那些昂贵的工具来制作这个项目
	烙铁（通用）

应用和在线服务

	Arduino IDE
	Autodesk Fusion 360

关于这个项目

你有没有想过那些在装配线上运输零件的花哨机器人是如何工作的？我在波兰的欧宝工厂看到了这样的机器人，我问了很多问题，他们向我解释了它是如何工作的，我立刻明白这只是一个非常先进的线跟随器。不是黑胶带，而是磁条，不是光传感器，而是磁传感器，还有很多安全功能和其他智能东西。但此时我开始想，也许我可以构建自己的更小、更便宜、基于 Arduino 的开源版本的这样一个机器人，它能够巧妙地运输东西？听起来像是一个很大的挑战，这就是我喜欢的！

设计

首先我设计了它......在纸上！是的，我手里拿着铅笔在纸上设计 :) 如果你有很棒的 CAD 软件，为什么要在纸上设计？我从其他人那里听说了一些优点，然后我自己证实了它们。你真的很自由，纸上没有任何限制，没有干扰，只有空白和一支铅笔，让事情变得非常简单。它也更快你不必担心尺寸和最终形状，如果你不喜欢你画的东西，你可以再画一遍，当你一次看到所有的图画时，你可以把它们组合在一起，然后拿出来有了新想法 :) 在纸上绘制它以找到我喜欢的整体形状，然后跳转到 CAD 为我的绘图添加一些尺寸非常容易。真的向大家推荐这个技术！这是我的画（右边那些彩色线条是我弟弟的儿子创意）

当然，我的画不是很好，如果你能画，你会在 5 分钟内做出更好的东西，但我以前画得很差，上面的例子对我来说很有希望。然后我根据该图纸创建了一个 CAD 设计。我从一开始就知道这个机器人的某些部分将是 3D 打印的，但我不想让它 100% 3D 打印，我想尝试新事物（一如既往）。最后，我决定在激光切割机上切割一些零件，但我没有，而且我从来没有为激光切割设计过一些东西，我学会了如何做到这一点并在网上订购。作为材料，我选择了 4mm 胶合板（您也可以使用 plexi 或类似的东西）。机器人的前部是 3D 打印的，装有所有传感器、电子设备和电池。这是我的设计渲染图，在我看来，它看起来很棒！

下一步是订购这些木板的激光切割，我来自波兰，所以我找到了一家波兰公司，这样做可以节省运费。如果您只想通过 Google 激光切割和您所在城市的名称来查找周围的事物，那么您应该很容易找到周围的事物。请记住询问公司他们是否可以调整这些零件的偏移量，以便手指关节完美贴合（我们必须这样做，因为有一种叫做切口的东西，您可以在此处阅读更多相关信息）。幸运的是，我找到了一家为我处理这件事的公司，谢谢！

我很害怕，因为我从来没有为激光切割设计过，我以前也从未使用过任何激光切割部件，但结果很漂亮:) 可以在下面的附件部分找到用于激光切割的 DXF 文件。

为了完成底盘，我必须在 3D 打印机上打印前部，这是我拥有的工具，所以这对我来说不是问题，如果您还没有 3D 打印机，请考虑购买一个，它们非常好现在便宜。您可以在学校或图书馆找到一个，或者您的一位朋友是 3D 打印爱好者。 STL 文件可以在下面的附件部分找到。 3D 打印没有任何特定设置，我使用了 2 个周长，填充率为 30%，层高为 0.2mm，您必须使用支撑来打印这部分。大约需要 8 小时，请耐心等待。

打印完成后，您可以将其清理干净并拧到胶合板部件上，但我决定再做一些工作。再说一次，这是我以前从未做过的事情，我打磨我的印刷品并涂漆，再次打磨并涂漆，然后我使用汽车填料使表面完美，然后再打磨和喷漆。花了很多时间，但我也学到了很多，看看这闪亮的表面！太完美了，你根本看不出它是 3D 打印出来的！ 2天的绘画和打磨，绝对值得。

这是准备组装的激光切割零件和3D打印零件。

Arduino、传感器、电机、PCB...

但这个项目当然不仅仅是关于设计。一切都由连接到我在 Fritzing 中设计的定制 PCB 的 Arduino pro mini 控制（PCB 布局和设计文件可以在附件中找到）。为了使其在没有人工输入的情况下自行工作，还有线路传感器和 RFID 模块来检测放置在线路旁边的标签。控制廉价和流行的齿轮电机的H桥是L293D，小巧易用。我还决定在电路中添加一个蜂鸣器，以便在检测到某些 RFID 标签时机器人可以发出哔哔声。一切都由 2 芯 LiPo 电池供电（标称电压为 7、4V）。因为 RFID 模块必须由 3、3V 供电，所以我必须在 PCB 上添加一个稳压器，以便为模块提供适当的电压。还有一个超声波传感器可以检测障碍物，正如他们所说，安全第一！有一个问题，就微控制器而言，使用 HC-SR04 读取距离需要相当多的时间，所以我设计了另一个项目（更多信息在这里），它可以轻松快速地使用该传感器检测障碍物。这不是必需的，但肯定会让事情变得容易得多。

要构建 PCB，您需要一些工具和组件（Arduino、L293D、一些分离接头、电池连接器、蜂鸣器、3、3V 电压调节器）。你可以在这里阅读更多关于如何在家制作PCB以及你需要什么样的工具

一开始，我想在 CNC 铣床上铣削我的 PCB，但我决定使用一种我熟悉的方法，称为墨粉转移。在上面你可以看到碳粉转移到铜板上。然后我蚀刻了我的 PCB 并清洁墨粉。您还必须在其中钻孔才能将 THC（通孔组件）放入其中。

对于 DIY PCB 而言，焊接非常容易，通常情况下，焊接要困难得多，因为上面没有阻焊膜*。

PCB 底部有 5 根跳线（在 Fritzing 的 PCB 视图中，它们被标记为蓝色电缆），我真的不喜欢使用跳线，但是对于更复杂的电路和单层 PCB，无法避免它们.

正如我所说的为这个机器人供电，我将使用 2 芯 LiPo 电池，您可以使用任何其他具有相似电压的电池，您不必使用特定容量的电池（容量越大，您的机器人在一个单次充电）。我还在 PCB 上焊接了一个插座，以便我可以轻松地将电池连接到它。

当所有东西都焊接好后，就可以通过将电池连接到它来测试它是否工作。 Arduino LED 应该亮起并且应该没有烟雾 :)

如果一切正常，我们可以对 PCB 进行最后的焊接工作，我们需要焊接电缆，稍后将其焊接到电机上。最好让它们比你需要的长一点，然后再剪，你不希望它们太短。

印刷电路板准备好了！如果您没有制作PCB的经验，请尝试做一个，这并不难。如果您更喜欢用电缆或原型板连接它，请随意这样做，但可能很难将其安装到机器人的前部。使用 PCB，您可以轻松做到这一点！我们仍然需要将所有传感器连接到 PCB，但首先我们将组装底盘并将所有传感器连接到它。

组装

激光切割零件的手指关节可以完美地结合在一起，但要使其真正坚固耐用，我们必须使用胶水。那是胶合板，所以任何木胶都可以完成这项工作。确保不要使用过多的胶水，并在有任何泄漏的情况下进行清洁。它应该干燥几个小时，以便我们可以休息一下。确保所有部件都正确放置，一旦胶干就无法改变。

几个小时后，我们可以继续组装我们的机器人。是时候将 3D 打印的前部连接到胶合板上了。我们不会为此使用胶水，正如他们在我 CIT 实习期间教我的那样：使用胶水是不专业的，算了（但我希望它对木头没问题）。我们将使用从机器人底部放置的螺钉，确保它们很短（比如 6 毫米长），这样它们就不会在 3D 打印部件内部的电路上造成任何短路。这种将前部固定在胶合板上的好处是你不能从顶部看到它，你必须在机器人下面看，这样会好很多:) 我建议你使用垫圈来保护胶合板变形。

到目前为止它应该是这样的，如此干净和完美！

现在我们将把电机和后轮安装到底盘上。为此，您将需要一些 M3 螺钉。我还在这里使用了一些垫圈来保护胶合板。

是时候回到传感器了，翻转你的机器人，抓住一些 M3 螺丝和螺丝刀。

组装完成！一点都不难，纯粹的快乐。我们现在可以看到机器人的形状，所有传感器和电机都在它的位置。我们真的快要完成了，但在最终测试之前，我们必须将所有传感器连接到 PCB。

连接

这一步可能需要一些时间，将所有电缆穿过 3D 打印前部的狭小空间并不难，但非常棘手。我发现最好的方法是将电缆连接到所有传感器和模块，将它们穿过前部的孔，然后连接到 PCB。

我想把这个项目的所有电子设备放在 3D 打印部件的左侧，不幸的是，结果证明电池比宣传的要大一点，我不得不在左侧放一块电池，然后把电子设备放在上面右侧。但这没什么大不了的，一切都完美地融入其中。

还要记得安装超声波传感器。

为了轻松打开和关闭机器人，我在电池连接器上添加了一个开关，就像这样。后面板上还有一个孔，可以在里面放一个开关。

代码

在我们关闭前部的背面之前，我们必须将代码上传到 Arduino pro mini。我们需要从 PCB 中取出 Arduino，并使用 USB-UART 转换器将其连接到计算机。 Arduino 的代码可以在下面找到。有关代码的所有内容都在评论和视频中进行了解释。代码也可以在网页编辑器中找到

还有一个我用C#写的专门为这个机器人生成任务的程序，叫做tasks planner（你可以在下面找到.exe文件）。它让您可以轻松地为机器人生成任务，将它们复制并粘贴到 Arduino IDE，然后再上传到 Arduino。要为机器人生成任务，您需要知道 RFID 卡的 ID，要获取它，您可以在此处构建一个简单的电路更多信息。

快完成了...

现在我们可以用两个襟翼关闭前部的背面并将它们拧紧。将所有组件安装在里面可能很棘手，尝试重新排列它们并将它们放在不同的位置以关闭襟翼。

要将其拧紧，您可以使用一些短的 M3 螺钉，并且那里不需要垫圈。这是我们必须做的最后一件事。我们的机器人终于准备好进行最后的测试了！我花了很多时间来构建它，我真的很高兴现在我可以看看它是否会像我预期的那样工作 :)

这是它的外观，所有组件都在原位，电子设备隐藏在前部，传感器安装在机器人上。唯一的缺点是电池充电可能很困难，因为您必须打开后盖才能将其取出。简单的解决方案是在 3D 部分打一个孔，然后通过这个孔伸出电池的平衡器电缆。

最后一个考试！

我不确定如何向您展示这个机器人是如何工作的，或者我应该说如何正确地做到这一点。这个项目的主要目的是建造一个廉价的开源机器人，它可以在装配线和工厂周围巧妙地运输东西，所以我建立了一条简单的装配线，并向我父亲和兄弟的儿子寻求帮助。我们的目标是将一件物品放入机器人中，在不同的工作站上从机器人那里抓取它，然后将已经贴有标签的物品放在上面，然后在最后一个工作站将带有标签的物品移至仓库。模仿流水线的简单任务，让您轻松测试它的工作原理。

我想在地板上贴上黑色胶带，但它对我的传感器来说反射性不够，所以我用了一些纸板。我们开始测试，你可以在视频中看到（你可以在这个项目的开头找到它）。

在这个项目中有很多事情可能会出错，但一切都很完美。它按照我的预期工作，每一步，从设计到组装的最初想法都进行得很顺利，而且非常好。当我说有很多事情可能会出错时，我是认真的。我在 3D 打印、编程和 Arduino 方面有很多经验，但那是我第一次在纸上绘制我的项目，这是个好主意，我肯定会更频繁地这样做，我以前从未设计过任何用于激光切割的东西，即使我有 C# 程序员的证书，我也不是它的高手。我设法将所有这些连接在一起，创造了一个如此酷的机器人 :) 我希望你喜欢我的项目，如果喜欢，请不要忘记在评论中说几句话，我真的很好奇你对它的看法。如果您有任何问题随时问！感谢阅读。

快乐制作！

代码

• 工业线跟随器 Arduino 代码
• 任务规划师
• 任务规划器.exe

Industrial Line Follower Arduino 代码Arduino

没有预览（仅下载）。

无预览（仅限下载）。

定制零件和外壳

示意图