Как сделать гусеницу для робота. Обзор готовых каркасов для создания роботов на Arduino

Один из вариантов создания роботов на основе Arduino и других компьютерных плат — использование готовых корпусов и разработка собственной начинки. На рынке можно найти достаточное количество таких каркасов, которые включают также механическую базу (колеса, гусеницы, шарниры и т.п.). Взяв готовый корпус, вы сможете целиком сосредоточиться на программировании робота. Предлагаем небольшой обзор таких корпусов-скелетов роботов.

Почему нужны корпусы и скелеты роботов?

Создание робота — процесс многоэтапный, включающий в себя и проектирование, и сборку, и программирование. Знания робототехники граничат с физикой, механикой, алгоритмизацией. Начинающие юные робототехники по разному тяготеют к каждому из этапов создания роботов. Кому-то легче дается создание механических частей робота, но программирование вызывает сложности. Кто-то, наоборот, с легкостью программирует логику поведения робота, но процесс создания механической модели вызывает сложности.

Тем, кому процесс проектирования механики дается с трудом, и больше заводит именно процесс подбора различных датчиков и проектирование логики робота, стоит обратить внимание на различные механические базы для построения роботов. Они продаются без электроники, по сути это корпус или скелет будущего робота. Осталось только добавить им «мозг» (например, плату Arduino ), нервы и мышцы (датчики и приводы) и оживить их (запрограммировать). Иногда такие корпуса даже содержат моторы или датчики.

Платформы на 4 колесах — основа машинки Arduino

Платформа на колесах — это, безусловно самая простая и эффективная база для построения робота. В продаже есть много различных заготовок такого типа. Некоторые из их:

Платформа для создания робота на Arduino, выполненная из алюминиевого сплава. Платформа оснащена 4 колесами, к каждому из которых подключен отдельный мотор. Моторы идут в комплекте. Платформа может использоваться как основа автомобиля или любого другого ездящего робота. Размер платформы около 20 на 20 см. Винты, гайки и провода для подключения моторов также в комплекте.

Такое основание для вашего будущего робота можно купить примерно за $75 на сайте интернет-магазина DX.com .

Еще одна четырехколесная платформа для создания робота на базе Arduino привлекает внимание своими колесами. Они имеют диаметр 80 мм, ширину 60 мм, выглядят элегантно и надежно. У этой платформы акриловое основание толщиной 1,5 мм. Корпус имеет хорошую устойчивость и подходит для создания быстро передвигающегося робота. Aliexpress продает этот робот-скелет за $60. Комплектация аналогичная предыдущей — колеса, двигатели, провода и винты уже есть в наборе.

Двух- и трехколесные шасси для создания ездящих роботов

В следующей трехколесной платформе для создания робота на базе Arduino моторы подключены только к двум колесам и это снижает стоимость. В интернет магазине DX.com такое шасси продается за $20,5. Основание выполнено из прозрачного акрила. В комплекте 2 мотора, винты, гайки, провода, батарейный блок для 4 АА батарей. Размеры примерно 20 на 10 см.

Трехколесной платформе для робота Arduino. Фото dx.com

Двухколесное основание для робота. Фото dx.com

Гусеничные шасси для танков на Arduino

Гусеничные шасси более устойчивые чем те, что на колесах. Плюс в такой конструкции достаточно всего двух моторов, чтобы привести систему в движение, — а значит цена будет ниже, чем у четырехколесных платформ. Самая распространенная модель на гусеницах — это, конечно, танк, однако такая база может стать платформой для робота любой формы.

Гусеничное шасси для создания робота-танка на базе Arduino. В комплекте 2 мотора, гусеничная передача, винты, гайки. Размеры этого шасси 18,7 см х 11,5 см х 4,3 см. В интернет-магазине DX.com такое гусеничное шасси стоит $42.

Гусеничное шасси для робота. Фото dx.com

Корпус для робота-паука на Arduino

Паук — достаточно популярная форма роботов, поэтому в продаже имеются и такие корпуса-скелеты.Конструкция паука в отличие от роботов на колесах предусматривает движение в любую сторону.

Первый паук а в нашем обзоре стоит около $100 на Aliexpress .

Корпус для робота паука. Фото: aliexpress.com

В комплекте этого корпуса нет электроники, сервоприводов, их нужно покупать отдельно. С данной моделью паука рекомендовано использовать сервопривод MG 995 Servo. Забавно, что такой привод на сайте Aliexpress можно купить как за 33 доллара, так и за за 5 долларов (правда в этом случае придется купить 10 штук). Привод нужен под каждую лапу.

Кроме того для управления большим количеством сервоприводов потребуется многоканальный контроллер управления сервоприводами . Итоговая стоимость паука может получиться достаточно высокой.

Еще один скелет шестиногого робота-паука или даже робота-таракана привлек мое внимание своей ценой в $ 42,5. Робот на шести металлических лапах должен получиться пусть и не очень маневренный, зато устойчивый. Скелет этого таракана имеет длину 24 см, ширину — 18 см, высоту — 12 см. Приобрести этого черного таракана-робота можно на сайте интернет-магазина Aliexpress.

Корпус для робота таракана. Фото: aliexpress.com

Каркасы роботов гуманоидов

Достаточно интересной кажется модель робота-гуманоида стоимостью около $ 105. Здесь также нет электроники, зато много простора для творчества. Создание робота-гуманоида и программирование человеческой походки — непростые и интересные задачи. Начать пробовать свои силы в самостоятельном создании робота-гуманоида можно с покупки такого скелета на сайте интернет-магазина Aliexpress. Если верить описанию производителя, то на основе этого карскаса можно сделать даже танцующего робота.

Оболочка для робота гуманоида. Фото: aliexpress.com

Готовый робот, готовый корпус или создание Arduino робота с нуля?

Готовые полнокомплектые роботы на базе платы Arduino подойдут и для тех, кого электрические схемы не особо привлекают. Приобретая работающую модель робота, т.е. фактически готовую высокотехнологичную игрушку, можно разбудить интерес к самостоятельному проектированию и робототехнике. Открытость платформы Arduino позволяет из одних и тех же составных частей мастерить себе новые игрушки. Цена таких роботов колеблется в районе $ 100, что в общем относительно немного.

Готовые корпуса , которые мы рассмотрели в этом обзоре, предполагают бОльшую фантазию и бОльшее разнообразие получаемых роботов. В них вы не ограничены платами Arduino, можно использовать и другие «мозги». Преимущество этого способа перед созданием робота с нуля в том, что вы можете не отвлекаться на поиск материалов и разработку конструкций. Такой робот выглядит вполне серьезно и походит на промышленного.

Самым интересным, но и самым сложным, на наш взгляд, является полностью самостоятельное создание робота . Разработка корпуса из подручных материалов, приспособление для этих целей игрушечных машинок, и другой отслужившей техники может стать не менее увлекательным, чем программирование поведения робота. Да и результат будет совершенно уникальным.

Если вы только начинаете изучение Arduino робототехники, рекомендуем наш курс

Все цены приведены по состоянию на 22.05.14.

По многочисленным просьбам я решил описать процесс создания вот такого робота с камерой на гусеничном шасси и управлением по bluetooth с помощью джойстика.

Я всегда мечтал создать робота, которым можно управлять с помощью компьютера и смотреть за его перемещениями от первого лица.
Весь процесс я условно разделил на три части:
1. Сборка робота
2. Программирование боротового микроконтроллера
3. Программирование управления с ПК

Полагаю, что наиболее интересной эта тема будет тем, кто хотел бы построить такого робота, но не хватает знаний в отдельных моментах. (Тем, кто хорошо разбирается в роботостроении, электронике и программировании, ничего нового я не открою). Поэтому рассказывать буду максимально подробно и просто.
Вообще говоря, робота можно купить и готового, но
-во-первых это не так интересно - сам процесс создания робота своими руками доставляет огромное удовольствие
-во-вторых при покупке готового робота переделать его под свои интересы часто довольно сложно, если вообще возможно
-и наконец, при грамотном подходе, самостоятельно сделать робота может оказаться дешевле.
Мы будем использовать максимально дешевые, но готовые узлы, потому что сборка с нуля не каждому интересна, более сложна и рискует надоесть затянувшемся на месяцы процессом:).
Если робота хочется не просто заполучить на поиграться, а именно сделать самому, тогда поехали!
Робот самостоятельно не принимает решений, то есть это управляемое с ПК шасси, которое выполняет команды и передает видеосигнал. Однако, доработать его до самостоятельного робота не составляет никакого труда - нужно лишь добавить сенсоры и дописать логику бортового компьютера. Платформа на это рассчитана.
Нам понадобится:
Для гусеничного шасси
1. Двухмоторная коробка с редуктором - Tamiya Twin Motor Gearbox (TAM70097)

2. Гусеницы и катки с осями - Tamiya Track and Wheel Set (TAM70100)

3. Платформы и крепеж - Tamiya Universal Plate Set (2) (TAM70157)

Из этого дефицитом в России является только пункт 2.
Купить остальное можно в Терраэлектронике (70097 - 520р, 70157 - 385р)
Или в официальном магазине Tamiya . Если будете покупать в нем, то берите гусеничное шасси (630р) и коробку (390р). Вам останется про запас коробка с одним мотором.
Дело в том, что нам нужна коробока с двумя моторами, чтобы робот мог ехать не только прямо, но и поворачивать, раздельно управляя гусеницами.
Поскольку в Москве купить все в одном месте не удалось, а бегать и искать не хотелось, то я все это заказал на ebay у единственного продавца , который по нормальной цене доставляет в Россию. Обошелся комплект примерно в $37.5 с доставкой.
Также можно найти эти запчасти на pololu.com. Там подороже и не всегда в наличии.
Вместо платформы с отверстиями вполне можно использовать кусок фанеры, а для крепежа металлический конструктор, который продается в детском мире примерно за 200-400 рублей (есть несколько наборов).

В общем, самое главное - это гусеницы и мотор-редукторы.

Бортовая электроника
1. Arduino Duemillanove/ Freeduino 2009 - мозг нашего робота -

на ebay от $17.60.
Я брал на freeduino.ru, довольно давно и за 950р.
Для робота вполне достаточно на базе Atmega168 (дешевле чем Atmega328P), если вы не собираетесь писать очень навороченную логику робота или использовать Arduino как и я для других экспериментов, которым 16кБ флэш памяти может не хватить.
2. Силовой модуль Motor Shield V2 или V3 для управления моторами

На ebay от $10.5, старая версия и без гребенок для установки следующего этажа шилдов.
на Freeduino.ru от 600р в виде конструктора до 900 р в собранном виде. Советую v3 - она более гибкая.
3. Sensor shield V4 - удобный модуль для подключения сенсоров и сервоприводов. Если вас не пугает пучок проводов, то он нафиг не нужен. Я купил его для экспериментов, поэтому воткнул для удобства.

порядка $8 на ebay
4. SmartBluetooth модуль. Понадобится для связи с ПК или ноутбуком.

на ebay от $9.9. Я брал давно и мне он обошелся аж в $23
5. Bluetooth dongle - если будете управлять с ПК и Bluetooth интерфейса в нем нет, то нужно купить.
цена - $2.7
Итого $40.7 если обойтись без Sensor shield, но с bluetooth dongle для ПК.

Нам также понадобится питание для Arduino и моторов. Вы можете воспользоваться обычными АА батарейками в таком вот отсеке, купив его на рынке или в ЧипИДипе, если очень срочно.

« »
или 9В батарейкой типа «Крона».
Я предпочитаю компактные и более удобные LiPoly аккумуляторы :

или 2 LiIon элемента 18650, соединенных последовательно.

Этого комплекта достаточно, чтобы сделать робота с базовым функционалом, поэтому я бы предложил в этом месте сделать паузу, выбрать где и что вы будете заказывать, сделать заказы или съездить по магазинам, а пока заказ будут доставлять, заняться видеоподсистемой.
При заказе в основном из китая все компоненты вы получите примерно через 2-3 недели и обойдется все в $80-100, в зависимости от выбранного продавца или вашего желания поторговаться и сэкономить, может быть и дешевле. Если покупаете несколько товаров у одного продавца, просите комбинировать доставку, на этом можно сэкономить. Так называемая «бесплатная доставка» (free shipping) просто включена в стоимость и хороша, если покупаете один предмет.

Собираем шасси
Комплект Tamiya 70100 идет с подробной инструкцией. Аккуратно вырезаем кусачками или канцелярским ножом резиновые гусеницы и катки, отделяя от литников, собираем и крепим с помощью винтиков М3х10 к фанерной площадке или если купили Tamiya universal plate set, то комплектными клинышками, они многоразовые, так что ничего страшного, если сначала что-то не туда воткнете.
Затем собираем коробку моторов с редукторами TAM70097. У нее есть 2 варианта передаточных чисел. 58:1 ездит очень и очень шустро, но моторчики на малых оборотах не тянут и жалобно стонут, а после того, как нагрузим платформу, могут вообще еле ворочаться. Рекомендую собирать в варианте 201:1, так наш «танк» не будет убегать из поля зрения и будет двигаться более плавно. Правда шуму от бешено вращающихся шестерней будет побольше. Ведущие шестерни шасси насаживаем на шестигранные оси коробки.
Для проверки работоспособности достаточно подать питание от 2 батареек на моторчики просто конснувшись проводками контактов мотора. Теперь нужно подпаять по паре проводков к моторчикам. Сантиметров по 10-15 будет достаточно.
Затем с помощью деталей от конструктора я закрепил вторую площадку для крепления электроники. В принципе, можно и в один этаж делать, просто там места маловато и работать не очень удобно, но вполне возможно.
На второй этаж винтиками М3х10 крепим Arduino/Freeduino (она не совсем совпадает по отверстиям и становится чуть-чуть по диагонали). Вторым этажом вставляем MotorShield. Через отверстия в площадке пропускаем провода от моторчиков и крепим провода в порт М3 и М4 - крайние винтики, средний остается неиспользованным (он для шаговых двигателей). Полярность подключения моторов значения пока не имеет, ее потом можно поменять или задать программно, так что не бойтесь перепутать.
Bluetooth модуль пока просто прикиньте куда воткнуть или прикрепите к верхнему этажу канцелярской резинкой. Я его даже распаковывать не стал - вспененная упаковка послужит ему механической защитой, а заодно и не позволит замкнуть контакты случайно.

Получится примерно вот такой бутерброд:

« »
Откройте полноразмерную картинку, чтобы рассмотреть получше что и как соединено, если возникли трудности со сборкой и подключением. Arduino крепите USB портом к краю платформы, чтобы удобнее потом было подключать кабель и программировать не снимая с робота.
Работы всего на пару часов, если делать не торопясь.

Видеоподсистема
Чтобы покататься с изображением от первого лица нам понадобится миниатюрная видеокамера, радиопередатчик (трансмиттер) и приемник (ресивер).
Вариантов огромное множество. В том числе дойти до рынка и купить в магазине шпионских штучек или аппаратуры видеонаблюдения китайскую радиокамеру. Обойдется скорее всего в 2-4 тыр вместе с ресивером.
Но гораздо дешевле заказать из Китая.
Рекомендую брать на 1.2 ГГц, а не 2.4ГГц, чтобы избежать помех bluetooth модулю и WiFi, работающим на 2.4ГГц
Например вот такой комплект :

обойдется чуть больше $30. Есть и дешевле, в зависимости от камеры в комплекте.
На ebay можно купить точно такое же или с камерой в металлическом корпусе как на картинке с коробки.
Качество изображения у всех этих CMOS камер весьма так себе (380ТВЛ и те довольно мыльные и с низким динамическим диапазоном и высокими шумами при слабом освещении). Поэтому я заказал на hobbyking.com камеру на ПЗС матрице Sony с разрешением 420ТВЛ и чувствительностью получше, что позволяет даже под столом без дополнительной подсветки видеть что проиходит.

А также крепление для нее с поворотом и наклоном:

Как гласит надпись на картинке - сервоприводы в комплект не входят, поэтому заказываем недорогие 9граммовые сервы . Нам понадобится 2 штуки, 3я останется про запас, если сломаем.
У меня камера от 9В работать не хочет, поэтому приходится питать ее от отдельного аккумулятора на 11.1В.
Приемник и передатчик использовал из недорогого комплекта, показанного выше. (Передатчик пробовал более мощный - на 800мВт, но он прилично греется, громоздкий с радиатором и мощность такая, что вызывает наводки на сервоприводах камеры).
Можно подключить ресивер к телевизору, но управлять с компьютера, а смотреть в телевизор не слишком удобно (разве что купить портативный). Поэтому нам понадобится устройство видеозахвата.
Благо стоит оно

Платформа, отвечающая ряду требований: свободное движение, возможность установки дополнительного оборудования и расширения возможностей, а также умеренная стоимость. Вот такую робот- платформу или, просто, гусеничное шасси я и буду делать. Инструкцию, естественно, выкладываю вам на суд.

Нам понадобится:

Tamiya 70168 сдвоенный редуктор (можно поменять на 70097)
- Tamiya 70100 набор катков и гусениц
- Tamiya 70157 площадка для крепления редуктора (можно заменить на кусочек фанеры 4 мм)
- Небольшие куски листовой оцинковки
- Фанера 10 мм (небольшой кусочек)
- Arduino Nano
- DRV 8833
- LM 317 (стабилизатор напряжения)
- 2 светодиода (красный и зеленый)
- Резисторы 240 Ом,2х 150 Ом, 1.1 кОм
- Конденсатор 10v 1000uF
- 2 однорядных гребенки PLS-40
- 2 разъема PBS-20
- Катушка индуктивности 68мкГн
- 6 NI-Mn аккумулятора 1.2v 1000mA
- Коннектор папа-мама двух контактный на провод
- Провода разных цветов
- Припой
- Канифоль
- Паяльник
- Болтики 3х40, 3х20, гайки и шайбы к ним
- Болтики 5х20, гайки и усиленные гайки к ним
- Дрель
- Сверла по металлу 3 мм и 6 мм

Шаг 1 режем металл.
Для начала нам нужно вырезать из листового металла (лучше оцинковки) вырезать четыре детали. По две детали на гусеницу. По данной развертке вырезаем две детали:

Точками указаны места, где необходимо просверлить отверстия, рядом указан диаметр отверстия. Отверстия 3 мм нужны для навешивания катком, 6 мм – для продевания сквозь них проводов. После резки и сверления нужно напильником пройти все края, не оставляя острых углов. По пунктирным линиям согнуть на 90 градусов. Будьте внимательны! Гнем первую деталь в любую сторону, а вторую гнем в обратную сторону. Они должны быть симметрично согнутыми. Есть еще один нюанс: необходимо просверлить отверстия под саморезы, крепящие наши пластины к основе. Делать это надо, когда будет готова основа. Прикладыаем заготоку на основу и отмечаем места сверления так, чтобы саморезы попадали в центр ДСП. Делаем еще две детали по второй развертке:

Шаг 2 готовим основу.
Собираем редуктор по прилагающийся инструкции. Прикручиваем его на площадку. Если нет площадки вырезаем из фанеры 4 мм прямоугольник 53х80 мм и крепим на нее редуктор. Берем фанеру 10 мм. Вырезаем два прямоугольника 90х53 мм и 40х53 мм. Внутри маленького прямоугольника вырезаем еще один прямоугольник, так чтобы у нас получилась рамка с толщиной стенок 8 мм.

Скручиваем все как показано на фото:

В углах площадки сверли отверстия 6 мм и вставляем в них наши болтики 5х20 сверху накручиваем усиленные гайки. Они нужны для последующего крепления разных механизмов или плат. Для удобства сразу клеим светодиоды:

Шаг 3 электрика.
Для управления будем использовать Arduino Nano. Драйвер двигателей DVR 883. На монтажной плате собираем все по схеме.

L1 – катушка индуктивности и C1 нужны для стабилизации напряжения Arduino. Резисторы R1 и R2 перед моторами – токоограничивающие, их номинал надо подбирать под конкретные моторчики. У меня нормально работают при 3 Ом. LM317 нужна для заряда аккумуляторов. На вход можно подавать напряжение от 9.5 В до 25 В. R3 – 1.1 кОм R4 – 240 Ом. «Штырьки» слева используются для последующего подключения разного рода устройств (Bluetooth, модуля связи 433 МГц, IR, Servo и др.). Для питания будем использовать 6 аккумуляторов Ni-Mn 1.2v 1000mA спаянных последовательно и смотанных изолентой.

Шаг 4 собираем основу.
Берем нашу основу, на двусторонний скотч клеим на нее плату. Металлические детали по первой развертке нужно прикрутить на меленькие саморезики к основе по бокам, согнутыми частями наружу. Будьте внимательны прикручивать нужно так, чтобы крайнее 6 мм отверстие надевалось на выходную ось редуктора, низ детали должен быть параллелен основе и симметричен по отношения ко второй такой-же детали. В итоге должно получится:

Для придания нашей самоделке эстетичного вида добавим пару деталей. Это необязательно. Из белого пластика вырезаем прямоугольник 110х55 мм и гнем как показано на фото. Хвостик тоже необязателен, но мне понравилось как выглядит и прикольно трясется при движении:

Эта крышка прикрывает редуктор, чтобы в него не попадала грязь, да и шумит он так меньше. Далее тоже из белого пластика вырезаем прямоугольник 52х41 мм. Делаем отверстия для подключения Arduino и кнопки выключения как на фото:

Клеим все это на двусторонний скотч:

Наклейка для красоты.

Эти две детали можно изготовить практически из любого материала, который есть под руками. Это может быть толстый картон (который потом можно раскрасить), ДВП, тонкая фанера или листик пластика любого цвета. Не забываем про аккумуляторы. Приклеим их на двусторонний скотч на правой металлической части основы:

Шаг 5 гусеницы.
Здесь нам понадобятся наши заготовки по второй развертке. В 3 мм отверстия вставляем болтики с полуцилиндрической головкой 3х20. Надеваем шайбы и накручиваем гайки:

Перед катками необходимо надеть шайбы. Я не поленился и заказал пластиковые шайбы. Можно использовать и обычные металлические, но тогда наши гусеницы получаются очень шумными. После катков накручиваем гайки, не затягивая, а так чтобы катки свободно вращались.

Накидываем на катки резиновые гусеницы. Надеваем пластину вместе с катками на основу, смотря чтобы болтики попадали в отверстия. И затягиваем гайки. Мы получаем почти готовое гусеничное шасси:

Шаг 6 прошивка.

На мой взгляд удобнее всего писать прошивку в Arduino IDE. Собранное нами шасси является универсальным и прошивка требуется в зависимости от конкретной цели. Можно подключить Bluetooth модуль и использовать телефон или компьютер для управления. Также есть возможность подключить IR датчик и использовать ИК пульт для управления. Еще один вариант управления использование 433 МГц модуля для связи с пультом. На основе шасси возможно сделать робота следующего по линии или любой другой автономный. Я выкладываю прошивки для Bluetooth, 433 МГц и IR.

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.

Про устройство и эксплуатацию автомобиля