Circuit Cubes로 로봇 팔 만들기: 단계별 가이드

빠른 답변

Circuit Cubes 로봇 팔을 만들려면 안정적인 베이스로 시작한 다음, Cubit Motor Cube로 구동되는 기어 조인트를 추가하고, 충전식 Battery Cube로 마무리하고 초고휘도 LED 큐브 를 상태 표시등으로 사용합니다. 전원을 켜기 전에 각 조인트를 손으로 테스트하고, 암이 걸리지 않도록 모든 전선을 짧게 유지하세요. 전체 조립은 약 1시간이 소요되며, 이미 가지고 있을 부품을 사용합니다.

로봇 암은 실제 역학(토크, 피벗, 균형)을 가르쳐주기 때문에 Circuit Cubes 로봇 프로젝트 중 최고 중 하나입니다. 그냥 굴러가는 자동차와 달리, 암은 자체 무게를 들어 올려야 하므로 모터를 어디에 배치하고 조인트를 어떻게 보강할지에 대한 모든 선택이 작동 성능에 즉시 반영됩니다.

이 가이드는 Cubit Motor Cube, Battery Cube, ULTRA BRIGHT LED Cube를 사용한 7단계 조립 과정을 안내합니다. 베이스, 어깨 관절, 팔꿈치, 그리퍼, 간단한 제어 스위치를 만들게 됩니다. 각 단계에는 조립을 가장 자주 지연시키는 실수와 다음 단계로 진행하기 전에 확인해야 할 체크포인트가 포함되어 있습니다.

시작하기 전에 필요한 것

Cubit Motor Cube, Battery Cube, ULTRA BRIGHT LED Cube와 Motor Cube에 포함된 맞춤형 액슬(10 mm 및 14 mm)을 준비하세요. 또한 베이스플레이트 또는 무거운 벽돌 베이스, 팔 부분용 빔 몇 개, 간단한 온/오프 스위치를 만들 수 있는 방법이 필요합니다. 만약 Robots Rumble Kit추가 구조 부품과 두 번째 모터 덕분에 더 넓은 도달 범위와 더 강력한 그리퍼를 얻을 수 있습니다.

조립 전에 배터리 큐브를 충전하세요. microUSB 케이블이 포함되어 있으며, 완전 충전 시 약 3.7~4.2볼트 DC를 공급합니다. 테스트 중 상단의 LED가 빨간색으로 깜박이면 단락이 발생한 것이므로 중단하고 배선을 확인한 후 계속하세요. 충전된 배터리로 조립하면 각 테스트가 약한 전원이 아닌 기계적 상태를 반영합니다.

• 모든 큐브와 액슬을 트레이에 놓아 작은 부품이 굴러가지 않도록 하세요.
• 조인트가 기계적으로 견고해질 때까지 배터리 큐브의 전원을 꺼 두세요.

조립하기 전에 팔을 계획하세요

팔을 베이스, 상완, 그리퍼가 있는 전완의 세 부분으로 스케치하세요. Cubit Motor Cube가 구동할 관절을 결정하세요. 단일 모터는 하나의 관절을 잘 구동할 수 있으므로, 들어 올리는 동작을 원한다면 어깨를, 뻗는 동작을 원한다면 팔꿈치를 선택하세요. 하나의 모터로 두 관절을 구동하려고 하면 일반적으로 두 동작 모두 제대로 수행하지 못하는 팔이 됩니다.

Motor Cube의 유성 기어는 모터를 약 160 RPM으로 감속시켜, 팔을 던지지 않고 움직일 수 있을 만큼 느리면서도 유용할 만큼 빠릅니다. 모터 주변의 세 포트를 통해 Bluetooth Cube 또는 Battery Cube의 전선을 다양한 각도로 배선할 수 있으므로, 모터 주변을 조립하기 전에 전선 경로를 계획하세요.

• 구동되는 관절을 색깔 있는 블록으로 표시하여 나중에 찾을 수 있도록 하세요.
• 모터의 세 포트 주변에 스터드 두 개 이상의 여유 공간을 두세요.

단계 1: 넘어지지 않는 베이스 만들기

만들 수 있는 가장 넓고 무거운 베이스부터 시작하세요. 로봇 팔은 들어 올릴 때마다 넘어지는 힘이 발생하며, 좁은 베이스는 모터보다 먼저 실패합니다. 큰 베이스플레이트를 사용하거나 브릭을 낮고 넓게 쌓은 다음, 첫 번째 수직 빔을 가장자리가 아닌 그 바닥 면적의 중앙에 고정하세요.

흔한 실수: 베이스를 마지막에 만드는 것. 팔을 먼저 만들고 아래에 베이스를 추가하려고 하면 일반적으로 어깨 관절을 다시 만들어야 합니다. 체크포인트: 빈 베이스를 손가락 하나로 옆으로 밀어 보세요. 쉽게 미끄러지거나 넘어지면 그 위에 아무것도 추가하기 전에 넓히세요.

• 팔 길이의 두 배 너비인 베이스는 제자리에 단단히 고정됩니다.
• 베이스 아래에 고무 발이나 질감 있는 표면이 있으면 그립이 향상됩니다.

단계 2: 어깨 관절을 만들고 모터를 장착합니다

두 개의 빔을 통해 액슬을 사용하여 베이스 상단에 피벗을 만들고, 출력 샤프트가 해당 피벗과 정렬되도록 Cubit Motor Cube를 장착합니다. Motor Cube에는 10mm 및 14mm 맞춤형 액슬이 포함되어 있습니다. 관절이 빔 너비 하나 이상에 걸쳐 있을 때는 더 긴 액슬을 사용하세요. 모터 본체를 베이스에 고정하여 하우징이 팔 대신 회전하지 않도록 하십시오.

흔한 실수: 모터를 지지대 없이 관절에 매달아 두는 것입니다. 모터가 팔을 들어 올리는 대신 자체 몸체를 회전시킵니다. 확인 사항: 전원을 공급하기 전에 팔을 손으로 전체 범위로 돌려보십시오. 걸리거나 흔들림 없이 부드럽게 움직여야 합니다.

• 먼저 손으로 피벗을 테스트하십시오. 마찰은 배선하기 전에 고치는 것이 더 쉽습니다.
• 모터 와이어를 베이스 쪽으로 배선하여 관절을 가로지르지 않도록 하십시오.

단계 3: 상완과 팔꿈치 추가

상완을 단일 빔 대신 강체 박스 형태로 제작하세요. 두 개의 평행 빔을 크로스 브릭으로 연결하면 하나의 빔보다 비틀림에 훨씬 강하며, 이 강성이 모터의 토크가 실제로 부하에 도달할 수 있게 합니다. 상단에는 다시 두 개의 빔을 관통하는 액슬을 사용하여 팔꿈치용 두 번째 피벗을 만드세요.

흔한 실수: 상완을 너무 길게 만드는 것입니다. 스터드 하나가 추가될 때마다 어깨 모터에 가해지는 부하가 배가됩니다. 짧게 시작하여 리프트를 테스트하고, 모터가 쉽게 처리할 수 있다면 연장하세요. 체크포인트: 암 전원을 끈 상태에서 전완 끝을 손가락 하나로 들어 올려보세요. 상완이 눈에 띄게 휘어지면 계속 진행하기 전에 크로스 브레이스를 추가하세요.

• 더 나은 균형을 위해 상완을 전완보다 짧게 유지하세요.
• 암을 따라 3~4 스터드마다 크로스 브레이스를 추가하세요.

단계 4: 팔뚝과 그리퍼 조립하기

팔뚝이 그리퍼를 지탱하므로 최대한 가볍게 만드세요. 빔 하나와 크로스 브레이스 하나를 사용하고, 물체 주위를 감싸는 두 개의 맞은편 패들로 그리퍼를 조립하세요. 간단한 두 패들 그리퍼는 블록, 작은 장난감, 종이컵을 잘 잡아주며 두 번째 모터가 필요하지 않습니다. Robots Rumble Kit가 있다면 추가 구조 부품으로 더 튼튼한 그리퍼 프레임을 만들 수 있습니다.

흔한 실수: 그리퍼를 너무 무겁거나 너무 조이게 만드는 것입니다. 열기 위해 힘이 필요한 그리퍼는 팔의 움직임을 방해합니다. 확인 사항: 그리퍼에 작은 블록을 넣고 팔뚝을 손으로 들어 올리세요. 블록이 제자리에 있고 그리퍼가 휘어지지 않아야 합니다.

• 그리퍼 패들에 고무줄을 대어 추가적인 그립감을 제공하세요.
• 그리퍼를 팔뚝 중앙에 유지하여 하중이 균형을 유지하도록 하십시오.

단계 5: 배터리 큐브 배선 및 스위치 추가

Cubit 모터 큐브를 배터리 큐브에 연결한 다음 회로에 간단한 스위치를 추가하면 전선을 뽑지 않고도 암을 정지할 수 있습니다. 레버식 또는 누름식 스위치 블록이 잘 작동합니다. 모든 전선 경로를 짧게 유지하고 전선이 관절에 걸리지 않도록 암을 따라 배선하십시오. 배터리 큐브의 양극 및 음극 단자는 모터의 연결부와 일치해야 합니다.

흔한 실수: 움직이는 관절에서 전선을 교차시키는 것. 팔이 움직일 때마다 구부러지는 전선은 결국 빠지게 됩니다. 확인 지점: Battery Cube를 켜고 팔이 한 사이클을 완전히 움직이는지 지켜보세요. Battery Cube 상단의 LED가 빨간색으로 깜박이면 합선이므로 전원을 끄고 배선을 점검하세요.

• 각 관절 근처에 전선을 팽팽하게 당기지 말고 작은 여유 루프를 남겨 두세요.
• 스위치에 라벨을 붙여 어린 조립자가 팔을 멈추는 방법을 알 수 있게 하세요.

단계 6: 상태 표시등으로 LED Cube 추가

ULTRA BRIGHT LED Cube를 암 상단이나 베이스에 비콘으로 장착하세요. LED는 극성에 민감하여 전류가 한 방향으로만 흐릅니다. 전선을 배터리에 연결했을 때 켜지지 않으면 전선을 반대로 연결하여 전류 방향을 바꾸세요. LED Cube는 회로의 일부일 뿐이므로 작동하려면 Battery Cube와 완전한 경로가 필요합니다.

흔한 실수: LED가 꺼졌다고 배터리가 방전되었다고 생각하는 것. 먼저 전선을 반대로 연결해 보세요. 확인 사항: 암에 전원이 공급되면 LED가 꾸준히 켜져야 합니다. 암이 움직일 때 깜박이면 연결부에서 전선이 느슨해진 것이므로 배선을 따라가며 다시 고정하세요.

• LED를 앞쪽으로 향하게 하여 그리퍼의 탐조등 역할을 하게 하세요.
• LED를 사용하여 회로가 완전한지 빠르게 시각적으로 확인하세요.

단계 7: 팔 테스트, 조정 및 개선

먼저 가벼운 물체로 팔을 집기, 들어 올리기, 놓기 동작을 실행한 다음 점차 무게를 늘립니다. 어깨가 멈추면 위팔을 줄이거나 모터를 베이스에 더 가깝게 이동합니다. 그리퍼가 미끄러지면 그립 재료를 추가하거나 패들 간격을 조입니다. 작은 기계적 변경이 전기적 변경보다 더 많은 문제를 해결하는 경우가 많습니다.

일반적인 실수: 기계적 문제를 해결하기 위해 전력을 추가하는 것입니다. Battery Cube는 3.7 ~ 4.2 볼트의 고정 전압을 제공하므로 팔이 멈추는 것은 거의 항상 토크 또는 균형 문제이지 전압 문제가 아닙니다. 체크포인트: 팔은 멈추거나, 넘어지거나, 물체를 떨어뜨리지 않고 픽 앤 플레이스 사이클을 3회 연속 완료해야 합니다.

• 무거운 것을 시도하기 전에 가벼운 물체로 먼저 테스트하세요.
• 팔이 기울어지면 모터 속도를 늦추는 대신 베이스를 넓히세요.

로봇 팔 조립 단계 한눈에 보기

1. 먼저 베이스를 조립하세요: 가능한 가장 넓고 무거운 베이스를 만들고 첫 번째 수직 빔을 그 중앙에 고정하세요. 빈 베이스를 손가락으로 옆으로 밀어 안정성을 테스트하세요. 체크포인트: 베이스가 미끄러지거나 기울어지면 그 위에 무엇이든 추가하기 전에 베이스를 넓히세요.
2. 어깨 피벗을 만들고 모터를 장착하세요: 두 빔을 통해 액슬을 통과시킨 다음, 출력 샤프트가 해당 피벗과 정렬되도록 Cubit Motor Cube를 장착하세요. 조인트가 빔 너비 하나 이상에 걸쳐 있으면 14 mm 액슬을 사용하세요. 체크포인트: 팔을 손으로 전체 범위로 돌려 걸림이나 흔들림이 없는지 확인하세요.
3. 견고한 상완과 팔꿈치를 만드세요: 단일 빔 대신 크로스 브릭으로 연결된 두 개의 평행 빔을 사용하고 팔꿈치용 피벗을 상단에 하나 더 추가하세요. 처음에는 상완을 짧게 유지하세요. 체크포인트: 손가락 하나로 전완 끝을 들어 올리세요. 상완이 구부러지면 크로스 브레이스를 추가하세요.
4. 가벼운 전완과 두 개의 패들 그리퍼를 추가하세요: 전완을 최대한 가볍게 유지하고 물체 주위를 감싸는 두 개의 마주 보는 패들을 만드세요. 하중이 균형을 유지하도록 그리퍼를 전완 아래 중앙에 배치하세요. 체크포인트: 손으로 전완을 들어 올릴 때 그리퍼 안의 작은 블록이 제자리에 있어야 합니다.
5. 배터리 큐브를 배선하고 스위치를 추가하세요: 모터를 배터리 큐브에 스위치가 포함된 회로로 연결하고, 전선이 관절 부위에서 고리 모양으로 늘어지지 않도록 팔을 따라 고정하세요. 양극과 음극 단자를 일치시키세요. 확인 지점: 배터리 큐브에서 빨간색 LED가 깜빡이면 단락을 의미하므로 스위치를 끄고 배선을 점검하세요.
6. 울트라 브라이트 LED 큐브를 장착하세요: LED를 암 상단이나 베이스에 비콘으로 배치하세요. 켜지지 않으면 전선을 반대로 연결하세요. LED는 한 방향으로만 전류를 흐르게 하기 때문입니다. 확인 지점: 꾸준한 빛은 회로가 완전함을 의미하고, 깜빡임은 연결부의 전선이 느슨함을 나타냅니다.
7. 테스트, 조정 및 개선: 먼저 가벼운 물체로 픽업, 리프트 및 배치 동작을 실행한 다음 점차 무게를 늘리세요. 상부 암을 짧게 하거나 모터를 베이스에 더 가깝게 이동하여 멈춤 현상을 해결하세요. 체크포인트: 멈춤, 넘어짐, 낙하 없이 픽 앤 플레이스 3회 연속 성공.

이 조립을 작동하게 만드는 부품

• 큐빗 모터 큐브: Cubit Geared Motors는 작고 강력하며, 작은 유성 기어가 고속 모터를 약 160 RPM으로 감속하여 기어와 바퀴에 토크를 제공합니다. 모터 주변의 3개 포트는 Bluetooth Cube에서 전선을 연결할 때 최대의 다용성을 제공합니다. Cubit Motor Cube와 10mm 및 14mm 맞춤형 액슬이 포함됩니다. 160 RPM 기어링은 제어하기 어려울 정도로 빠르게 회전하는 모터 대신 팔을 들어 올리는 데 사용할 수 있는 실용적인 토크를 제공하며, 3개의 포트를 통해 움직이는 관절에서 전선을 멀리 배선할 수 있습니다.
• 배터리 큐브: Classic Battery Cube는 양극 및 음극 단자가 있는 회로용 전원입니다. 전원 스위치를 켜면 약 3.7~4.2볼트 DC를 공급합니다. 큐브 상단의 LED가 빨간색으로 깜박이면 단락이 발생한 것이므로 문제를 해결해야 합니다. 충전식이며 자체 마이크로USB 케이블이 함께 제공됩니다. 깜박이는 빨간색 LED는 테스트 중 가장 빠른 단락 경고이며, 충전식 배터리를 사용하면 일회용 배터리를 구매하지 않고도 반복적인 암 테스트를 실행할 수 있습니다.
• 초고휘도 LED 큐브: LED 큐브는 매우 밝은 조명으로, 차량용 서치라이트나 등대 꼭대기의 비콘으로 완벽합니다. LED는 극성에 민감한 장치로, 전류가 한 방향으로만 흐릅니다. 전선을 배터리에 연결했을 때 LED가 켜지지 않으면 전선을 반대로 연결하여 전류 방향을 바꿔보세요. LED 큐브는 회로의 일부일 뿐입니다. 팔에 장착하면 회로가 완료되었는지 즉시 시각적으로 확인할 수 있으며, 극성에 민감하다는 것을 알면 전선이 반대로 연결된 것을 부품 고장으로 오진하는 것을 방지할 수 있습니다.

Circuit Cubes의 로봇 팔은 장난감으로 위장한 역학 수업입니다. 베이스를 넓게 만들고, 상부 팔을 짧게 유지하며, 전원을 공급하기 전에 모든 관절을 손으로 테스트하고, 배터리 큐브에서 빨간색 LED가 깜박이면 배선을 확인하라는 신호로 간주하세요. 팔이 깔끔한 픽 앤 플레이스 사이클을 완료하면, 리치를 늘리거나 Robots Rumble Kit에서 두 번째 모터를 추가하여 더 강력한 그리퍼를 만들어 보세요.