GorillaBot 3D trükitud Arduino autonoomse sprindi neljajalgne robot: 9 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Igal aastal toimub Toulouse'is (Prantsusmaa) Toulouse'i robotivõistlus #TRR2021

Võistlus koosneb 10 -meetrisest autonoomsest sprindist kahe- ja neljajalgsetele robotitele.

Praegune rekord, mille ma neljajalgsete jaoks kogun, on 10 meetri sprindis 42 sekundit.

Nii et seda silmas pidades pidin uueks valitsevaks tšempioniks saamiseks välja töötama plaani kavandada robot, mis minu arvates võiks selle ületada !!!

Otsides natuke inspiratsiooni kaasinimeselt Instructabeli liikmelt "jegatheesan.soundarapandian" ja eelmise aasta Toulouse'i robotivõistluse "Oracid 1" võitjalt, kes näivad armastavat kujundada ja jagada neljajalgsete ehitamise õpetusi. Hakkasin põhimõtteliselt seal disaini kopeerima ja natuke suuremaks muutma!

Kujundus põhineb viie baari ühendamismehhanismil iga jala jaoks 2 servojõudu mõlema jala jaoks, kokku 8 servot.

Reeglites on öeldud, et peale stardisignaali peab robot kogu võistluse läbi viima autonoomselt, nii et pidin välja mõtlema kerge kaalu süsteemi, et robotit rajal hoida, sel juhul kasutasin QMC5883L magnetomeetrit (digitaalne kompass). see võiks oma orientatsioonile truuks jääda, ultraheli andur HC-SR04 juhuks, kui robot tõesti sassi läheb ja 90-kraadise nurga all seina vastu hakkab ning ma kasutasin koodis lihtsalt sammuloendurit, et öelda, mitu sammu see peaks tegema 10 meetri jaoks.

Kui olete huvitatud selle roboti ehitamisest, ärge muretsege, see ahv on kõik läbi mõelnud!

100% tasuta 3D prinditav korpus:

Kõik peale elektroonika ja elektroonika kinnitamiseks mõeldud kruvid on 3D -prinditavad, samad väikesed ristpeaga kruvid on ainsad, vajate vaid väikest ristpeaga kruvikeerajat, et robot kokku panna

Lihtne plug and play elektroonika:

ei vaja keerulist jootmist

Mõistlik trükiaeg:

Ta võib tunduda suur ja muljetavaldav, kuid ta on vaid 15 -tunnine trükk (mõnede jaoks kaua aega: D)

Mõistlikud ehituse mahu nõuded:

Seda saab printida suhteliselt väikese printeriga, mille kogumaht on ainult L: 150 mm x W: 150 mm x H: 25 mm

Roboti kogumaksumus:

Ainuüksi robot maksab laadija ehitamiseks umbes 75 dollarit

3D -prinditud kontroller (valikuline) on vajalik, kui soovite sama seadistust nagu mul.

HOIATUS:

Minu kasutatav 5V 3A toiteallikas ei ole parim lahendus, sest selle roboti kõndimiseks peavad kõik 8 servot töötama samaaegselt ja seega tõmbavad nad üsna palju voolu, ärge muretsege, ma ei ole lasknud robotil süttida ega midagi aga eeldage, et jõutransistor soojeneb üsna palju, ei soovitaks robotit kasutada kauem kui 2 minutit korraga, lastes sellel käikude vahel jahtuda, et vältida soovimatut servokilbi kahjustamist.

Kui kellelgi teist on sellele probleemile lahendus, oleks teie panus väga tänulik!

Tarvikud

ROBOTI TARVIKUD:

• 8x Tower Pro MG90S analoog 180 kraadi servo (Aliexpress/Amazon)
• 1x Sunfounderi juhtmeta servo juhtpaneel (Sunfounder Store/ RobotShop)
• 1x Arduino NANO (Aliexpress/Amazon)
• 1x NRF24L01 transiiverimoodul (te ei vaja seda, kui te kontrollerit ei kasuta) (Aliexpress/Amazon)
• 1x magnetomeeter (digitaalne kompass) QMC5883L GY-273 (Aliexpress/Amazon)
• 1x ultraheli andur HC-SR04 (Aliexpress/Amazon)
• 2x 18650 3,7 V liitiumioonakut (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 kahekordne akuhoidja koos väljalülituslülitiga (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 liitium-ioon akulaadija (Aliexpress/Amazon)
• 4x naissoost naissoost 10 cm pikkused kahekordsed hüppajakaablid (Aliexpress/Amazon)
• 4x naissoost naissoost kahekordsed hüppajakaablid pikkusega 20 cm (Aliexpress/Amazon)
• 10x kruvid 2mm x 8mm (samad kui servopaketi kruvid) (Aliexpress/Amazon)

KONTROLLER:

Selle roboti käsitsi juhtimiseks vajate 3D -trükitud Arduino kontrollerit (link siin)

Robot võib olla ka puhtalt autonoomne, seega pole kontroller kohustuslik.

PLASTIKAD:

Osasid saab printida PLA või PETG või ABS -vormingus.

!! Pange tähele, et 500 g pooli piisab 1 roboti printimiseks!

3D -PRINTER:

Minimaalne nõutav ehitusplatvorm: L150mm x W150mm x H25mm

Iga 3D -printer sobib. Prindisin isiklikult osad Creality Ender 3 -le, mis on odav 3D -printer alla 200 $. Prindid osutusid suurepäraselt.

Samm: osade 3D -printimine

Nii et nüüd on aeg printimiseks … Jah!

I Kavatsesin kõik detailid hoolikalt printida 3D -vormingus ilma trükkimisel vajalike abimaterjalideta.

Kõik osad on saadaval saidil thingiverse (link siin)

Kõik osad on testitud Creality Ender 3 -le

• Materjal: PETG
• Kihi kõrgus: 0,3 mm
• Täidis: 15%
• Düüsi läbimõõt: 0,4 mm

Osade loend on järgmine:

• 1x ALUSELEKTROONIKA
• 1x TAGASI
• 1x ALUSE ESI
• 8x ringikujuline tihvt L1
• 4x ringikujuline tihvt L2
• 4x ringikujuline tihvt L3
• 4x ringikujuline tihvt L4
• 8x PÕLVASERVO
• 8x JALG
• 8x CALF EXT
• 8x CALF INT
• 8x JALA
• 4x ruuduklamber
• 44x RINGKLIPP

Failid on saadaval üksikute osade ja rühmaosadena.

Kiireks printimiseks printige lihtsalt iga GROUP.stl fail üks kord.

2. samm: GorillaBoti keha kokkupanek

Kõik monteerimisjuhised on näidatud ülaltoodud kokkupanekuvideos:

1. Asetage ümmargune PIN L1 vasaku eesmise servohoidiku BASE FRONT auku
2. Viige ühe MG90S servo kaabel läbi vasaku eesmise servohoidiku BASE FRONT pesa
3. Paigaldage MG90S servo kohale
4. Kinnitage MG90S servo kahe kruviga (ärge pingutage üle, sest see võib PÕHJUST kahjustada)
5. Korrake sama protsessi BASE FRONT tagumise vasaku, eesmise parema ja tagumise parema servohoidiku jaoks
6. Korrake sama protsessi BASE BACK eesmise vasaku, tagumise vasaku, parema eesmise ja parema tagumise servohoidiku jaoks
7. Kinnitage patareipesa BASE ELECTRONICS külge 2 kruvi diagonaalselt või 4 kruviga
8. Kinnitage traadita servo juhtpaneel BASE ELECTRONICS külge 2 kruvi diagonaalselt või 4 kruviga
9. Kinnitage Arduino nano ja NRF24L01 transiiver traadita servo juhtpaneelile
10. Lükake BASE FRONT BASE ELECTRONICS -i külge läbi 2 ruudukujulise auguga USB -porti tahapoole
11. Kinnitage oma kohale 2 ruuduklambriga
12. Lükake BASE BACK tagasi BASE ELECTRONICS -i 2 ruudukujulise avaga USB -porti, mis on suunatud tahapoole
13. Kinnitage oma kohale 2 ruuduklambriga
14. Kinnitage magnetomeeter 2 kruviga aluse ette
15. Kinnitage ultraheliandur BASE FRONT külge
16. Juhtige servokaablid traadita servo juhtpaneeli poole, nagu näidatud

3. samm: elektroonika ühendamine

Kõik ühendused on kujutatud ülaltoodud pildil:

1. Ühendage 4 20 cm pikkust dupontkaablit traadita servo juhtpaneelide ultraheli tihvtidega
2. Ühendage 4 kaabli teine ots ultrahelianduriga (veenduge, et need oleksid õiges suunas)
3. Ühendage 4 10 cm pikkust duponttkaablit traadita servo juhtpaneelide magnetomeetri tihvtidega
4. Ühendage nelja kaabli teine ots magnetomeetriga (veenduge, et need oleksid õiges suunas)
5. Ühendage kõik servod traadita servo juhtpaneelil asuvate spetsiaalsete tihvtidega
6. Keerake aku VIN ja GND juhtmed traadita servo juhtpaneeli külge, et tagada õige polaarsus

4. samm: GorillaBoti jalgade kokkupanek

Kõik monteerimisetapid on kujutatud ülaltoodud kokkupanekuvideos:

1. Lükake 1 JALG üle 1 ÜMBERKIRJU L4
2. Lükake 1 CALF EXT paksem ots üle ringikujulise tihvti L4 nii, et väljaulatuv külg jääks jalast eemale.
3. Libistage 2 CALF INT üle ringjoone PIN4
4. Lükake 1 CALF EXT paksem ots üle ringikujulise tihvti L4 väljaulatuva küljega jala poole
5. Libistage 1 JALG üle ringjoone PIN4 L4
6. Kinnitage 3 ringikujulise klambriga
7. Lükake 1 RINGTÕMBE L3 läbi kokkupandud CALF EXT
8. Lükake 1 THIGH SERVO üle ringikujulise tihvti L3 väljaulatuva küljega CALF EXT poole
9. Libistage 1 THIGH üle ringjoone PIN3
10. Libistage ringjoon L3 läbi teise kokkupandud CALF EXT
11. Kinnitage 3 ringikujulise klambriga
12. Lükake 1 TIGH SERVO üle 1 RINGKAPPI L2 nii, et väljaulatuv külg oleks suunatud ringikujulise L2 pea poole
13. Lükake ringikujuline tihvt L2 läbi mõlema kokkupandud VASIKASISE
14. Libistage 1 THIGH läbi ringikujulise tihvti L2
15. Kinnitage 3 ringikujulise klambriga
16. Korrake kõiki protsesse ülejäänud kolme jala jaoks, pidades silmas, et kui jalad on robotile kokku pandud, on tihvtide pead väljapoole suunatud ja CALF EXTS on CALF INTS ees, nii et kokkupanek on eest -taga identne, kuid vasakult paremale sümmeetriline.

Samm: Arduino installimine

GorillaBot kasutab toimimiseks C ++ programmeerimist. Programmide GorillaBot'i üleslaadimiseks kasutame Arduino IDE -d koos mõne muu teekiga, mis tuleb Arduino IDE -sse installida.

Installige oma arvutisse Arduino IDE: Arduino IDE (link siin)

Teekide Arduino IDE -sse installimiseks peate järgmiste linkide kõigi teekidega tegema järgmist.

1. Klõpsake allolevatel linkidel (see viib teid raamatukogude GitHubi lehele)
2. Klõpsake rohelist nuppu Kood
3. Klõpsake allalaadimise ZIP -i (allalaadimine peaks algama teie veebibrauseris)
4. Avage allalaaditud raamatukogu kaust
5. Pakkige allalaaditud kogu kaust lahti
6. Kopeerige lahtipakitud raamatukogu kaust
7. Kleepige lahtipakitud raamatukogu kaust Arduino raamatukogu kausta (C: / Documents / Arduino / teegid)

Raamatukogud:

• Varspeedservo raamatukogu (link siin)
• QMC5883L raamatukogu (link siin)
• RF24 raamatukogu (link siin)

Ja meil on see olemas, peaksite kõik olema valmis. Et veenduda, et olete Arduino IDE õigesti seadistanud, järgige järgmisi samme

1. Laadige alla soovitud Arduino kood (GorillaBot Controller & Autonomous.ino)
2. Avage see Arduino IDE -s
3. Valige tööriistad:
4. Valige juhatus:
5. Valige Arduino Nano
6. Valige tööriistad:
7. Valige protsessor:
8. Valige ATmega328p või ATmega328p (vana alglaadur) sõltuvalt sellest, millise Arduino nano ostsite
9. Klõpsake Arduino IDE vasakus ülanurgas nuppu Kinnita (linnuke nupp)

Kui kõik läheb hästi, peaksite allservas saama teate, mis ütleb valmis.

6. toiming: koodi üleslaadimine

Nüüd on aeg kood GorillaBoti Arduino Nano ajju üles laadida.

1. Ühendage Arduino Nano USB -kaabli abil arvutiga
2. Klõpsake üleslaadimisnuppu (paremnoolnupp)

Kui kõik läheb hästi, peaksite allservas saama teate, mis ütleb üleslaadimise lõpetanud.

Samm: servode kalibreerimine

Jalade õigeks kokkupanekuks peame servod oma algasendisse viima.

1. Sisestage 2 liitiumioonakut patareipesasse
2. Lülitage robot sisse ja oodake 5 sekundit, kuni servod jõuavad algasendisse
3. Lülitage robot välja

8. samm: jalgade kokkupanek keha külge

Jalade ühendamine servodega on üsna lihtne, pidage meeles, et CALF EXT tuleb paigutada CALF INT ette, kui kokkupanekupoldid on väljapoole suunatud.

1. Lükake ühe jala CALF EXT poole THIGH üle vasaku eesmise servohoidiku CIRCULAR PIN L1
2. Kinnitage oma kohale 1 RINGKLIPI abil
3. Lükake sama jala CALF EXT külje THIGH SERVO üle servo pea eesmisel vasakul servohoidikul (veenduge, et THIGH SERVO on keha suhtes 90 kraadise nurga all)
4. Kinnitage THIGH SERVO kere külge 90 kraadise nurga all ühe käe servosarve ja väikese servokruviga
5. Korrake sama protsessi eesmise tagumise vasaku servohoidiku puhul selle jala ülejäänud THIGH ja THIGH SERVO -ga
6. Korda kõiki eelnevaid protsesse ülejäänud 3 jala jaoks

9. samm: võistluseks valmis !

Nii et see on kõik, mis peaks olema valmis minema !!!

Käsitsi režiim:

• Lülitage robot ja kontroller sisse ning kontrollige, kas robot kõnnib korralikult, kasutades juhtkangi üles -alla vasakut ja paremat suunda.
• Vajutage allanuppu ja robot peaks natuke tantsima

Kui kõik töötab hästi, on servod hästi kalibreeritud ja saate nüüd proovida autonoomset režiimi.

Autonoomne režiim

Autonoomse sprindi režiim kasutab magnetomeetrit, et robot töötaks 2,5 meetrit ühtlases suunas. Kontrolleri abil saate programmeerida soovitud asukoha ja soovitud parandusnurga

1. Lülitage robot ja kontroller sisse
2. Magnetomeetri 5 -sekundiliseks kalibreerimiseks liigutage robotit igas suunas
3. Asetage robot maapinnale soovitud asendisse, kuhu soovite, et ta läheks
4. Pealkirja meeldejätmiseks vajutage ülesnuppu
5. Pöörake robotit soovitud suunast 30–45 kraadi vasakule
6. Selle positsiooni meeldejätmiseks vajutage vasakut nuppu
7. Pöörake robotit soovitud suunaga 30–45 kraadi paremale
8. Selle positsiooni meeldejätmiseks vajutage paremat nuppu
9. Asetage robot soovitud suunas tagasi
10. Roboti käivitamiseks vajutage juhtkangi nuppu

Robot jookseb 2,5 meetrit pidevas suunas, lõpetab istumise ja teeb võidutantsu.

Minu robot suutis 2,5 meetrit läbida 7,5 sekundiga.

Mis annab mulle teoreetilise aja 10 meetrit 30 sekundiga, millest loodetavasti piisab, et anda mulle Toulouse'i robotivõistlusel hea aeg

Soovin mulle õnne ja neile, kes otsustate selle roboti ehitada, tahaksin kuulda teie tagasisidet ja võimalikke parandusi, mida teie arvates saaks teha !!!

Robotite võistluse teine koht