Konstrukčně je SMARS (pokud se nejedná o nějaké soukromé úpravy) samonosnou konstrukcí vytvořenou technologií 3d tisku. Klasickou konstrukcí je pásový skelet se dvěma hnacími a dvěma hnaným kolesy. Jak jsem se v předchozím úvodu zmínil – SMARS není většinou zakrytovaný, takže je elektronika „volně“ dostupná. Součástí tisku jsou čtyři nasazovací kolesa (hnané koleso se nasazuje přímo na skelet a hnací později na zabudovaný motor). Další součástí jsou díly housenkových pásů, které je nutné spojit čepy pomocí tyček nařezaných ze struny filamentu. Zbývajícím doplňkem jsou vnitřní díly, které jsou určené k fixaci hardware dílů elektroniky. Celkově je konstrukce poměrně pevná a její sestavování vyžaduje i jistou zručnost a sílu v prstech.
Tisky – klasická verze
STL modely pro 3d tiskárny jsou k dispozici ledaskde. Na stránkách tvůrců i na vyhledávacích službách. Já čerpal na webu Thingiverse, který vám jako základní, dobře ozdrojovaný a kvalitní zdroj doporučuji. Odkaz na Thingiverse naleznete zde.
Základním dílem je samozřejmě díl s názvem chassis – šasi robota. Jedná se o díl, do kterého je možné vložit oba motory + v základní verzi i baterii doprostřed.
Díl chassis – šasi – tělo robota
Velmi důležitými díly jsou kolesa – wheel. Budete vždy potřebovat po dvou kusech kolesa typu master – ta se nasazují na motorek a poznáte je podle typického půlkruhovitého profilu ve středu kolesa (nasazuje se na půlkruhovou osu motorku). Při sestavování tato kolesa můžete nasadit teprve poté co máte v šasi osazený motorek. Koleso typu slave je hnané. Nenasazuje se na žádný motorek, ale na silnou „osu“ přímo na skořepinu „chassis“.
Upozornění: Vytisknout potřebujete dva kusy od každého kolesa.
Díl master wheel – hnané koleso
Díl slave wheel – hnané koleso
Pokud chcete mít ze SMARSE čistokrevného pásáka (to je podoba, která mu dle mého názoru sluší nejvíce) budete potřebovat články housenkového pásu, které pospojujete k sobě a navléknete na kolesa. Obvykle je dáván k dispozici jeden kus. Pro plné opásovávní vozítka je třeba 2×16 dílů pásu – díl mechanical track. V prototypových verzích jsme tiskli díly pásů z materiálu typu FLEXI – má lepší ohebnost, přilnavost k povrchu a pohyb robůtka je tišší. Možné je samozřejmě použít i materiál PLA.
Poznámka: Později jsme zjistili, že materiál typu FLEXI má tendenci se časem smršťovat a stahovat kolesa k sobě, čímž namáhá motorky a zvyšuje i proudovou zátěž soustavy, čímž vyčerpává baterku a škodí motorovému driveru.
Díl mechanical track – díl housenkového pásu
Poslední díl sestavy se kterou je možní sestavit SMARSE v základní jízdní podobě je díl holding board – upevnění desky. Tyto dva – pravolevé díly slouží k přidržení motorků a baterie v tělu – šasi robota. Způsob upevnění je způsobem, který bych popsal jako pérový mechanismus. S tímto dílem jsou při sestavování a demontáži problémy, které popíšu dále v článku.
Díl Holding board – držák vnitřních součástí
Tisky klasické verze ke stažení
Mechanical track – článek pásového pohonu
Tisky vylepšená verze
Po sestavení prvního prototypu za použití tisků z klasické verze jsem narazil na několik podstatných problematických prvků v konstrukci klasické verze, které jsem se pokusil upravit a vylepšit.
- Prvým problémem byla vypadávající hnací kolesa. Sklouzávala nejen kolesa z osy motoru, ale klouzal také i motor v uložení v šasi SMARSE. Vyřešení druhého problému bylo poměrně rychlé, stačilo zvýšit výstupek fixující motor v motorovém prostoru. Prvý problém – sklouzávající koleso, které původní autor SMARSE pan Thomas řešil lepením kolesa pomocí sekundového lepidla na osu motoru, jsem takto řešit nechtěl. Chtěl jsem, aby byl spoj mezi osou motoru a kolesem rozebíratelný. Proto jsou hnací kolesa (master) doplněna červíky, které umožňují pevné a rozebíratelné spojení kolesa s osou.
- Druhým problémem byla koncepce uložení součástek ve vnitřním prostoru SMARSE. V původní koncepci byla v těle robota uložena vedle motorů devítivoltová baterie a ostatní elektronické součástky se volně připojovaly na (zpravidla nezakrytovaný) vršek konstrukce přímo do desky motorového driveru, nebo arduina. Soukromě jsem si tento styl umístění součástek nazval hamburgerovou strategií. Problémem při použití této strategie je vyměňování baterie. Pokaždé bylo nutné rozebírat celou konstrukci včetně desek. Vzhledem k tomu, že při provozování SMARSE doporučují používat dobíjecí baterie, je snadný přístup k bateriím velmi žádoucí. Vnitřní prostor pod deskou jsem tedy zcela předělal. Baterii jsem přesunul nad desku arduina a do těla SMARSE jsem přesunul motorový driver, který nevyžaduje vyšší úroveň přístupnosti. Celý prostor dílu chassis mezi motory byl doplněn výstupky pro ukotvení motorového driveru a díly holderu byly upraven výstupky pro fixaci motorového driveru.
- Třetím problémem byla absence horního dílu a nevyřešené rozebíratelné spojení mezi spodkem SMARSE (díl chassis) a krytem horního prostoru. Nejsem takový odpůrce šroubovatelných spojovacích prvků jako pan Thomas a proto jsem zvýšil cca o 1 cm spodní díl chassis tak, aby bylo možné přidat čtyři prvky (po dvou na každé straně) pro závitovou vložku od Prusy. Tímto způsobem je možné pevně spojit spodní část robota s horním krytem pomocí šroubů M3 s válcovou hlavou. Samotná instalace pomocí zatavení závitové vložky do plastových dílů je velice snadná, jak je možné vidět z následujícího instruktážního videa z webu Prusa. Další dvě vložky jsem použil i pro červíky v hnacích kolesech SMARSE.
Poznámka: Pro natavování vložek nastavte na pájce teplotu o 10-20 stupňů vyšší než je tavná teplota materiálu, ze kterého je díl tištěn. V případě materiálu PLA je to teplota 180-230 stupňů. Pájka by měla být tedy nastavena na 190 – 240. Doporučuji si vše napřed vyzkoušet nanečisto. Při zbytečně vysoko nastavené teplotě hrozí riziko viklání zatavované vložky, což má za následek buď zkažený díl, nebo pochybnou geometrii závitu.
Upravené díly
Nové šasi SMARSE – O něco vyšší, Na horním okraji čtyři držáky pro závitové vložky. Ve vnitřním prostoru čtyři trny pro vložení motorového driveru. Rovněž vyšší trn pro fixaci motorů.
Nově upravena kola SMARSE – Master i slave v jednom souboru, master kola upravena pro vložení závitové vložky.
Díly pro pásy. Všech 32 kusů v jednom tisku. Jinak bez úprav.
Držáky pro vnitřní prostor SMARSE – Z původních držáků motoru a baterie odebrán prvek držící baterii, nová podoba má za úkol pouze fixovat díl motorového driveru.
Nový tisk – smars_top_cover – nová horní deska SMARSE. Úmyslně co nejjednodušší, určená k dalším úpravám dle potřeby (plánuji různé úpravy pro další verze). V přední části krytu dva otvory pro dvě RGB LED. Na hřbetě volně přístupné pouzdro pro vkládání 9V baterie (háčky kolem slouží pro gumičky k fixaci baterie v pouzdru). V zadní části otvor pro spínač pro aktivaci robota. V krytu čtyři šachty určené pro šroubové spojení se zbytkem konstrukce.
Tisky nové verze ke stažení
Případné další tisky budou spolu s úpravami zveřejňovány přímo s novými verzemi SMARSE.