Vastava humanoidroboti valmistamine: 11 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:45

Värskendus ja leht: 17.01.2021 Pea, nägu jms - lisatud veebikaameraHõlmed ja lihased - PTFE lisandidNärvid ja nahk - juhtivad kummist tulemused "Mis see pilt on?"

See on osa robotkehast - täpsemalt selgroo, õlgade, käe ja käe prototüüp. Minu looming vajab keha ja see on see projekt.

Ma töötan üldise intelligentsuse kallal - minu meeskond kasutab lühidalt terminit „masina neuroteaduse” tehnoloogia, MiNT. Loodan, et ühe või mitme asutuse ehitamine aitab mul innustada programmeerimist edasi tegema.

"Meisterdatud" - jah, see robotkorpus on käsitsi valmistatud. 3D -print, kui soovite. Mul on nii FDM- kui ka vaiguprinterid, kuid eelistan sellist prototüüpi käsitööna. "Vastav" - see tähendab lihtsalt paindlikkust. Idee on selles, et keha on piisavalt paindlik, et olla inimeste jaoks ohutu, see tähendab, et see paindub tõenäolisemalt inimese ümber või põrkab maha, mitte ei pigista ega purusta ega tee tõsist kahju. Nõuetele vastav robootika on oluline arenguväli meie tulevaste sõprade ja töökaaslaste (või teenistujate) turvaliseks muutmiseks. Robot - iseenesestmõistetav. See sülearvuti ei süvene MiNT-sse, kuid kui soovite rohkem teada saada või mittetulunduslikus töös osaleda, võtke minuga ühendust. Humanoid-pole mingit põhjust, miks te ei saanud paljusid neist disainimärkmetest kohandada mitte-humanoidsetele robotitele. See on just see, mille poole ma lähen. Isegi pärast mõistuse valmimist plaanin ikkagi neljajalgset disaini, lihtsalt stabiilsuse huvides.

Samm: luud

PVC

See sobib suurepäraselt robootikale kuni umbes inimese suuruse ja kaaluni. See on kerge, vastupidav, tugev ja hõlpsasti meisterdatav. See on odav.

Lisaks näeb see välja nagu luu, kui see on see, mida te taga ajate.

Lai valik liitmikke hõlbustab tagasihoidlikult keerukate disainilahenduste kiire ja lihtsa prototüübi loomist. Torude ja liitmike õõnes sisemus muudab juhtmete peitmise lihtsaks.

Mõne kuumutamise korral (soojuspüstol või taskulamp [kiire, kuid keeruline]) pehmendab PVC piisavalt, et väänduda, ümber kujundada ja säilitab uue kuju, kui seda sellisel kujul hoida, kuni see jahtub.

Kasutage ainult head ventilatsiooni. Ärge hingake aure sisse! PVC põlemisel eraldub ohtlikke gaase!

PEX - 1/4 tolli

Väiksemate luude puhul, nagu näiteks käsivarred, olen kasutanud seda pehmemat toru.

Minu esimese käe kujunduses kasutati sõrmede luude jaoks PEX -i, kuid selle väiksema masina jaoks vajasin väiksemaid sõrmede luid.

Kohvi segajad

Tahaks tugevamat materjali, kuid praegu töötab see hästi.

Kui üks pole piisavalt tugev, leian, et kuumliimimine 3 virnas tundub töötavat.

Metallid

Ma ei ole tegelikult hakanud otsima metallilahendusi, kuid olles nüüd avastanud alumiiniumi jootmise lihtsuse põletiga, tunnen, et alumiinium võib olla valik, mida tasub tulevikus vaadata. Tegelik võti saab olema mugavate tarvikute ja materjalide kättesaadavus, mille toimimiseks on vaja minimaalset käsitööd. Olen kindel, et see on seal väljas, kuid mis see maksma läheb ja kas see on seda väärt? Kas me peaksime vaatama isegi metallist luustikku? Kas ja millisteks rakendusteks tasub kaaluda muid metalle ja sulamid?

2. samm: lihased ja kõõlused

17.01.2021: oli vaja lisada PTFE/teflonist torusid, mis aitaksid juhtida mõningaid kõõluseid riistvara ümber, millele need käivitamise ajal kinni jäid. Praegu töötavad sõrmed umbes 75%, kuid vajavad tagasivooluvedusid lisamisest. Plaanin silikoonkummi peale naha katte.

-

Praegu on ainsad "lihased", mis on praegu kinnitatud, mõned SG90 servod, mida hoitakse paelte abil. Ma olen praegu kinnitanud õlavarre ja õlgade jaoks MG996R, kuid ma ei tea, kas sellest piisab või mitte. Tundub, et tõmblukud hoiavad küünarvarre SG90-sid paigas ja näivad võimaldavat peaaegu 180-kraadist pöörlemist, tuginedes praegusele randmeliigese konfiguratsioonile. Randmeosa peab kindlasti lõpuks muutuma, kuid praegu hoiab see vähemalt kätt paigal. Praegu kasutan kõõluste jaoks painduvat hõõgniiti, mitte õngenööri, sest suurem pindala ei kanna kõõluste ümbristele nagu õngenöör. Lisan enne liiga kaua teistele servadele rohkem servosid. Õlavars on lihtne, kuid õlad on väljakutsuvad. Lülisamba servad on peaaegu kindlasti koondunud puusapiirkonda. Märkused: Kasutage puusade jaoks neid suuri odavaid servosid. - valmis, vaatame, kuidas läheb … Lihaste valikud: EM lineaarne ajam PEANO HASSEL täiturmehhanism

PEANO HASSEL täiturmehhanisme pole nii raske valmistada, kuid mul ei ole head lahendust nende kõrgepinge jaoks ja ma pole kindel, kuidas neid lekke eest hoida. Muidu eelistaksin seda tehnoloogiat kasutada lihaste kontrollimiseks. Võib -olla hilisemas korduses.

Võib vajada sõrmede tagastusvedru, kuid kõõlused võivad teha nii tõmbamist kui ka tõukamist - natuke igal juhul.

3. samm: selg

Virnastatud PVC -toruadapterid toimivad selgroolülidena. Nende koos hoidmine seni, kuni täiturid ja kõõlused on paigas, oli probleem, kuid ketaste sisemuse alla keeratud painduva hõõgniidi pikkuse loominguline paigutus lahendas selle, hoides kettad virnas. Kasutage aluse jaoks kõike, mida soovite. Mul olid pildil olevad osad juba varasemast botist kokku kleebitud ja kasutasin neid uuesti, kuna need olid juba saadaval.. Plaadid võivad olla asjatult suured, kuid praegu on see ok. Liigne ruum jätab palju ruumi juhtme läbimiseks. Probleemid: praegune selg tekitab liikudes müra ega ole nii sujuv kui tahaksin. Need võivad olla 3D -printimist väärt, kuid ma ei tahaks seda teha seda ehitust.

4. samm: Torso / Ribcage / Õlad

Algselt ehitasin rinnakorvi väiksematest pvc -osadest, kuid see ei olnud üldse paindlik, mis on halb. Kuna mul pole seda praegu eriti vaja, jätan selle osa vahele. praegu oli algselt lihtsalt lülisamba ülaosa, et kinnitada painduva hõõgniidi kiud, mis hoiab kettad kokku, kuid see töötas hästi õlalahenduse jaoks, nii et see jääb praeguseks. Õlad olid tõeline probleem. Ma kujutasin ette kardaanliigendit ja proovisin kasutada olemasolevat PVC-toruga ühilduvat liigendseadet, kuid sellel ei olnud õla jaoks vajalikku liikumisulatust. Siis komistasin kusagil Internetis üle poseeritava PVC-skeleti-näivaprojekti, mis kasutas palli jaoks golfipalli palli- ja pistikupesaühendused - probleem (peaaegu) lahendatud! Selle asemel, et golfipalle kinnitada, nagu see teine projekt tegi, hoidsin neid lihtsalt elastsete ribadega - täpsemalt juuksepaeltega, mis jäid muust projektist. jättis ühe küsimuse. Kuna golf pallid ei ole ideaalses konfiguratsioonis kinnitatud (pakun hiljem parema välja), võivad need kinni jääda liiga kaugele ette- või tahapoole pööratuna. Varulülide (toruadapteri kinnitus) asetamine risti õlapesasse paigaldamine piiras õlaluu asendit viisil, mis ei lase ülereisimisel olla tõsine probleem. Probleem (id): - kuhu paigutada õla servad? Sama küsimus kaela kohta. Lihtsalt lihaste vastuvõtmiseks võib vaja minna suuremat torso komplekti.

Samm: käed ja küünarnukid

Ma arvan, et õlavarred on 1/2 tolli PVC -st, golfipall on kinnitatud sirge toruliitmiku külge. Küünarvarred on PEX ja väga erilisel põhjusel. Tahtsin jäljendada inimese küünarvarre konfiguratsiooni, kusjuures kaks luud pöörlevad üksteise kohal. Proovisin mõnda erinevat lahendust, kuid lõpuks valmistasin lihtsalt õlavarre otsa kinnituse, mille abil küünarvarre luud saab küünarnuki liigendliigendi külge kruvida. Õnneks tundub, et see jätab randme umbes 90 -kraadise pöörlemisega sest kaks luud on kinnitatud ainult küünarnukist, jättes randmeühenduse painduma. Kuna käe disain on natuke liiga paindlik, näib see enamasti korvavat küünarvarre pöörlemise kaotust. Jällegi, mitte täiuslik, kuid see töötab piisavalt hästi.

6. samm: käed

Liigesed

Ühise lahenduse mõtlesin välja oma esimeses ülisuures proto-tüüpi käes: silmakruvid, mis on mutri ja lühikese kruviga silma kaudu ühendatud ja kuidagi “luu” külge kinnitatud. Praegu on kinnituslahenduseks kuumliim-tahaksin midagi paremat, kuid pole veel midagi lahendanud. Nende käte ülesehitamise ajal olen avastanud, et on kasulik kasutada 2 silmkruvi iga luu otsas, et kruvi ei pöörleks ja sõrm välja ei saaks Sõrmeühendus Rev. A: tavapäraste kruvide ja mutrite asemel leidsin, et saaksin 1/4 tolli laiad Chicago kruvid, mis näevad palju paremad välja ja annavad ühtlasema liigendikuju. Soovin, et saaksin 1/8 tolli, kuid pole seda veel leidnud.

Probleem: Chicago kruvid vajavad 5 mm suuruseid silmi - see on „võlli“suurus - ja tavalised silmakruvid tunduvad olevat 4 mm. Pean silma käsitsi lahti sirutama. Ma kasutasin koonilist väikest stantsi, mis läks hästi, kuid ma eelistaksin leida ühtseid 5 mm silmakruvisid.

Luud

Väga väikeste käte valmistamiseks vajan väga väikeseid luumaterjale.

Kohvisegistid ei ole piisavalt tugevad, kuid praegu saavad nad hakkama.

Kõõlused

Igal sõrmel on 1 ja lõpuks võib neil olla 2 kõõlust. Eriti sõrmede kõõlused vajavad marsruutimist, mis hoiab neid kohtades. Ma lihtsalt kuumliimitud rohkem kohvisegaja õlgi - natuke liimi, et veenduda, et see hoiab Esialgu proovisin kalapüügi traati, kuid see lõigati kohe ümbrisesse, nii et proovisin 1,75 mm painduvat hõõgniiti ja tundub, et see töötab hästi. Märkus: ma eelistaksin kõõluste suunamiseks kasutada PTFE torusegmente, mis mul on. PTFE ei liitu aga tõenäoliselt kuuma liimiga. Pean vist katsetama. Võib -olla saab ptfe -torude paigal hoidmiseks kasutada väikest tõmblukku.

Samm: pea, nägu jne

1/17: Praegu toimib lihtne, vanem USB -mikrofon koos mikrofoniga pea kohatäiteks. Ma ei ole veel ühtegi visiooni rakendanud, kuid kaamerale kaugjuurdepääs pole väljakutse. Kuigi see pole nii lõppprojekti soovitud funktsioonina näen praegu kaamerat * läbi * ja saan ka heli vastu võtta, kui kasutan seda võimaldavat juurdepääsumeetodit. Esialgse monokulaarse disaini kavandamine - binokulaarse nägemisega tegelemine on lisavõimalus probleem, millega saan tegeleda pärast seda, kui olen saanud visuaalse ajukoore oma põhitööks. Häälväljund on loomulikult tavaline kõlar. Kõik, mis on arenenum, peab ootama. Suu lihaste kontrolli ja mõningaid näoelemente väljendamiseks ei oleks raske rakendada. Aju ilmselt ei mahu pähe, kui ma ei suuda seda teha mõnest vaarikapirukast. aju sobib, vajab see kaitset, eriti mälu. Midagi musta kasti süsteemi sarnast.

8. samm: närvid ja nahk

17.01.2021 - Proovisin valmistada juhtivat silikoonkummi süsinikupulbri lisamisega. Ma oleksin pidanud kuulama James Hobsoni nõuandeid (loe Hackaday artiklit allpool); tal oli enamasti õigus. Pange tähele, et ma * sain kummi juhtivaks, kuid pidin kasutama nii palju süsinikupulbrit, et kummi kuivatamisel oli see katsudes murenev. Ei ole selle rakenduse jaoks kasulik, niipalju kui ma aru saan. Pean proovimiseks hankima süsinikkiu, nagu soovitati, või võib-olla plaatinaga kõvastunud silikooni.

-Ei ole selle osaga veel tegelenud, vaid uurige. Ma tahan rõhutundlikku nahakihti, mitte ainult puutetundlikku. Elektrivälja tomograafia tundus paljutõotav lahendus puudutamiseks, kuid ei tundu pakkuvat survetunnet. mõtlesin, mis siis, kui loeksin signaali läbi takistusliku kummikihi koos mitme anduripunktiga? Kas ma saaksin inimnärvi puudutuse ja survetunde korraliku lähenduse? Teised silikooni kasutajad kinnitavad, et kummist läbilaskva vastupanu lugemine võib tunda survet, nii et ma loodan, et see on hea lahendus. Plaanige seda teha Arduino Nano või Micro kaudu - tõenäoliselt 1 jäseme kohta, seejärel suunake sealt väljundsignaal ajju. Kuumuse ja muude asjade tuvastamiseks pole mul aimugi, kuid see on vähem murettekitav kui palju tavalisemad puudutus- ja survetunded, mida keha peab sellele andma aju. Mis puutub kaitsvatesse / pehmetesse nahakihtidesse, siis kaalusin seda mitmetel plasti- / kummirakendustel, kuid praegu näeb parim välja nagu silikoonkumm, mille välispind on võib -olla karmim. Märkused:

Silikoonist iseliimuv lint

Proovisin seda kasutada käe prototüübil. Ei läinud nii hästi. Põhiprobleem on see, et pidin pealekandmisel lindi aktiveerimiseks liiga palju survet avaldama ja lõpuks sõrmi veidi keerutama. Lisaks oli see liiga vastupidav, et võimaldada sõrmedel vabalt painutada. Võib-olla, kui ma lihtsalt ei keera liigeseid kokku ja ootan, kuni leian tugeva sõrme luumaterjali … Peale nende tegurite mulle meeldis, kui nägin käe kohal pool-ühtlast nahakihti. Ülespoole oli kraam tõesti lihtne lahti lõigata. Proovige silikoonist torulukksepi teipi? Vaatame, mida see värk teeb.

Silikoonkummist

Sugru alternatiivne Oogoo või sarnane näeb välja paljulubav. Õhukese kastmiskummi puhul proovige vedelat ränikummi - vormi valmistamise tüüpi. Vastupidavuse tuvastamiseks ei pruugi lisandit (süsinikku) vaja minna. Pingeanduril / juhtivusel põhineva sensori jaoks süsiniku lisamine (süsinikmust).

Tahtmatuid reflekse saab kavandada, programmeerides vastuse, mis on koordineeritud läheduses asuvate lihastega puudutamisele või survele. See võib aidata masinal oma keha kiiremini tundma õppida. St kui närvid vastavad lähedal asuvatele lihastele ja käivituvad automaatselt lävele reageerides, võib masin õppida neid kiiremini siduma.

Tehke mõned uuringud. Lugege selle artikli kommentaare. https://hackaday.com/2016/01/07/conductive-silico… - Säilitamine.. Kasutamata vedela kummi ladustamise kohta leiate teavet sellelt veebisaidilt… https://www.mositesrubber.com/technical/shipping-u …. Lühike versioon - kõvastumata kumm peaks jääma kõvastumata ja kasutuskõlblikuks, kui seda hoitakse temperatuuril 0 kuni 40 ° F kuni 6 kuud.

9. samm: aju / meel

17.01.2021 - Olen töötanud mootoriga RPi3B+ koos Arduino Nanoga. Mootori käivitamine on õnnestunud. Samuti olen testinud ja kinnitanud RPi ja Arduino Pythoni skriptide vahelist suhtlust, põrgatades lihtsat sõnumit edasi -tagasi.

Olgu, see on suur oluline osa. "Igor, too mulle aju!" Minu masinad kasutavad väljatöötamisel olevat üldist intelligentsustehnoloogiat. Praegu ei saa öelda, kui kaua see lõpule jõuab, võib-olla läheks midagi, mis töötab ühes või mitmes Raspberry Pi arvutis. Üldiselt soovitaksin tutvuda Robot -operatsioonisüsteemiga (ROS), mis töötab Raspberry Pi arvutites. Ma pole veel ROS -i rakendanud ja arutlen selle väärtuse üle oma masinatele.

10. samm: baas / liikuvus

Praegune plaan: standardne Rocker -Bogie rattabaas - pärast meele paigaldamist värskendatakse neljajalgsete jalgade süsteemiks koos valikulise pseudo -kahepoolse konfiguratsiooniga. Rattad - muudetud plastikust ratas. Ainus tõeline probleem on selle paigaldamine väiksemale D -võllile. Proovige rummu vaiguga (või midagi sarnast) täita, seejärel puurige uus väiksem rumm ja kinnituskruvi auk?

11. samm: toide, laadimine +

Varsti tulemas Mul olid esialgsed juhised projekteerimisnõuete kohta, mida see projekt peaks rahuldama lihtsalt öeldes „kasutage muruniiduki akut”, kuid need juhised anti välja vähemalt enne 2015. aastat. Kergema lahenduse kasutamine võib praegu olla sama kulutõhus. Tasuvus on kõrgeim prioriteet pärast nõuete täitmist, seega on kulud tõenäoliselt üks suurimaid kaalutlusi.