Papist ämblik (DIY neljajalgne): 13 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Tere jälle ja tere tulemast minu uude projekti.

Selles juhendis olen proovinud teha lihtsa neljajalgse, mis on valmistatud materjalidest, mis on kõigile kättesaadavad. Ma tean, et hea väljanägemisega lõpptoote saamiseks vajate 3D -printerit ja võib -olla ka CNC -d, kuid mitte kõigil pole seda väljamõeldud seadet, nii et proovisin näidata, et lihtsa materjali abil saate ikkagi mõnda toredat kraami ehitada.

Nii nagu varem mainitud, proovime ehitada neljajalgse. Neljajalgse raam valmistatakse lihtsalt lainepapist, sealhulgas raam, reieluu ja sääreosa mõlemal neljal jalal.

Samm: miks neljajalgne ja kuidas see toimib?

Pean ütlema, et robotid on lõbusad ja huvitavad. Ma pole kunagi jalgadega robotit varem ehitanud, nii et mõtlesin, et peaksin seda proovima.

Otsustasin kõigepealt neljajalgse ehitada, sest mul polnud heksapoodi jaoks piisavalt servosid. Olen ette kujutanud, et kui suudate neljajalgse ehitada, on kuusnurga ehitamine vaid samm edasi. Kuna see on minu esimene seda tüüpi projekt, ei teadnud ma täpselt, mida oodata, nii et arvasin, et neli jalga on kergem kui kuus, kuid nagu hiljem teada sain, pole see alati tõsi.

Neljajalgsel on ainult neli jalga, et mitte kukkuda, kui üks jalgadest üles tõstetakse, tuleb roboti raskuskese nihutada ülejäänud kolme jala tippude vahele tekkinud kolmnurga sisemusse.

Kogu selle protsessi väga kena kirjelduse leiate siit:

Neljajalgse igal jalal on 3 liigest, et sääreotsa ruumis kontrollida. Seega on liigesed järgmised:

- Coxa servo - raami ja reieluu vahel

- Reieluu servo - sääre reieluu juhtimine

- Sääreluu servo - reie- ja sääreluu vahel, mis kontrollivad sääreluu

Iga servo nurga teadmiseks jalaotsa vajaliku asukoha jaoks kasutame midagi, mida nimetatakse pöördkinemaatikaks. Internetist leiate selle kohta palju dokumente ja seda, kuidas arvutada servode nurki jalaotsa erineva asukoha jaoks. Kuid minu puhul võtsin just RegisHsu loodud Arduino koodi (tema üksikasjaliku neljajalgse juhendi leiate, kui otsite) ja muutsin roboti ja roboti jalgade mõõtmeid nii, et need sobiksid minu robotiga. programm roboti juhtimiseks kaugjuhtimispuldi abil ja ongi kõik.

Samm: miks kasutada raami ja jalgade jaoks gofreeritud kartongi?

Esiteks on see laialt levinud, leiate selle kõikjalt ja kui soovite osta, on see väga odav. Lainepapp on jäik, tugev ja kerge materjal, mis koosneb kolmest kihist pruunist jõupaberist ja enamik pakkekarpe on valmistatud sellest. Nii et mõnda on väga lihtne leida.

Minu puhul kasutasin kingakarpi, mille olen lõiganud ja raami sellest teinud. Minu karbi pakend oli 2 mm paksune, nii et see on väga õhuke. Seega pidin raami iga osa jaoks lõikama kolm identset osa ja liimima need kokku kahekordse teibiga. Nii et tegelikult peame tegema 3 raami, et lõpus oleks 6 mm paksune karp.

3. samm: nõutav osa:

Neljajalgse jaoks vajalikud elektroonilised osad:

- Arduino Nano mikrokontroller;

- Deek Robot Nano V03 Shield - pole hädavajalik, kuid see muudab kõigi servode ühendamise Nano Boardiga palju lihtsamaks.

- 12 tk Tower Pro Micro Servo 9g SG90 - 4 jalga 3 liigendiga;

- LED - valguse jaoks (kasutasin vana põlenud värvisensorit)

- 1 x NRF24L01 transiiver

Kaugjuhtimispuldi jaoks vajalikud elektroonilised osad

- Arduino Uno mikrokontroller;

- 1 x NRF24L01 transiiver;

- juhtnupp;

- LED;

- mitmesugused takistid;

- Vajutage nuppu;

- mõned hüppajajuhtmed;

Raami jaoks:

- lainepapist leht

- lõikur

- kruvikeerajad

- kahekordne lint

- Kolmnurgad

- Joonlaud

- pliiats

Nii et hakkame ehitama.

Samm: servode seadistamine 90 kraadile

Enne raami ehitamise alustamist pidin kõik servod 90 kraadi keskele tsentreerima, et neid oleks hiljem lihtsam paigutada, kui raam on valmis. Nii et ma kinnitasin kõigepealt neljajalgsetele mõeldud Arduino Nano Nano kilbi külge ja pärast kõiki servosid kilbi külge. Siis pole vaja teha muud, kui kood üles laadida ja kõik servod on 90 -kraadises asendis.

Koodi leiate juhendi viimasest sammust.

Samm: raami ehitamine

Nagu eespool mainitud, on raam ehitatud kingakarbist lainepapist. Raami malli leiate lisatud piltidelt koos raami mõõtmetega.

Kõigepealt lõikasin raami valmistamiseks pappkarbi küljed. Olen saanud kolm head tükki, mille puhul võtsin arvesse gofreeritud kihi orientatsiooni, nii et 2 tükil oleks vertikaalne lainepapp ja üks horisontaalne.

Kui karp on valmis, joonistan raami malli kartongilehele, millel on vertikaalne lainepapp. Tugevama ja jäigema struktuuri saamiseks lõikasin kolm tükki, et need kokku liimida, et tagada täiendav tugevus painutamise vastu. Ülemistel ja alumistel kartongilehtedel on vertikaalne gofreeritud kiht, samal ajal kui kihiline kartongileht on horisontaalne gofreeritud kiht.

Enne kolme raamiosa kokku liimimist valmistasin ette servomootorite õla ja joonistan iga koaksa servomootori positsiooni tulevaseks õigeks positsioneerimiseks.

Nüüd, kui ma tean, kuhu coxa servod tuleb paigutada, liimisin need kolm tükki kokku.

Nüüd on raam tehtud.

Samm: Coxa servode kinnitamine raamile

Servode kinnitamiseks torkasin ava märgistatud asendisse, nii et servohoova kinnituskruvi läbib, ja kinnitasin servo raami külge.

Servomootorite kruvide abil kinnitasin raamile coxa servomootorite käed. Coxa on moodustatud kahest servost, mis on liimitud kokku topeltlindiga ja tugevdatud igaks juhuks kummipaelaga. Üks servo on suunatud allapoole, võll vertikaalses asendis ja kinnitatakse raami külge, teine aga võlli horisontaalsesse asendisse ja kinnitatakse reieluu siseküljele.

Lõpuks keeratakse coxa servo raami külge kinnituskruvi sisse.

7. samm: reieluu ehitamine

Kasutati sama kartongi lõikamise protseduuri. Iga reieluu luuakse kolmest liimitud kartongilehest. Horisontaalne gofreeritud kiht asetatakse vertikaalsete gofreeritud kihtide kartongilehtede vahele.

8. samm: sääreluu ehitamine

Sääreluu jaoks lõikasin igale sääreluule kolm malli, kuid seekord oli gofreeritud kihi suund vertikaalne, et anda sääreluule parem pikisuunaline tugevus.

Kui kõik kolm malli olid lõigatud, liimisin need kokku, tehes ka augu sääreluu servo jaoks.

Kinnitasin servo sääreluu külge ja servo õlg kinnitati kinnituskruviga servo külge reieluusse tehtud augu kaudu, nii et reieluu ühendati sääreluuga.

9. samm: kõik kokku

Nüüd, kui kõik raam ja jalad on loodud, ühendasin need kõik kokku nii, et kokkupanek hakkas välja nägema nagu neljajalgne.

Samm: elektroonika paigaldamine ja ühenduste seadistamine

Kõigepealt peavad Arduino Nano koos Deeki robotkilbiga raamile mahtuma. Selleks võtsin kilbi ja raputasin raami 4 auguga, et kinnitada Deeki robotkilp raami külge, kasutades 4 polti ja mutrit.

Nüüd “aju on keha külge kinnitatud”: D. Järgmisena ühendasin kõik servod Deek Nano Shieldiga.

Servode ühendamine on väga lihtne, kuna kilbil on spetsiaalselt ehitatud kolm tihvti (signaal, VCC, GND) iga Arduino Nano digitaalse ja analoogtapi jaoks, võimaldades mikroservode täiuslikku ja lihtsat ühendamist. Tavaliselt vajame Arduinoga servodega sõitmiseks mootorsõidukijuhti, kuna see ei ole võimeline mootoritega nõutavate võimenditega toime tulema, kuid minu puhul see ei kehti, kuna 9g mikroservod on Arduino Nano jaoks piisavalt väikesed.

Jalade servod ühendatakse järgmiselt:

Jalg 1: (vasak jalg ettepoole)

Coxa - Arduino Nano digitaalne tihvt 4

Reieluu - Arduino Nano digitaalne tihvt 2

Sääreluu - Arduino Nano digitaalne tihvt 3

Jalg 2: (vasak vasak jalg)

Coxa - Arduino Nano analoogpistik A3

Reieluu - Arduino Nano analoogpistik A5

Sääreluu - Arduino Nano analoogtapp A4

Jalg 3: (parem jalg ettepoole)

Coxa - Arduino Nano analoogpistik 10

Reieluu - Arduino Nano analoogtapp 8

Sääreluu - Arduino Nano analoogpintsel 9

Jalg 4: (parem tagumine jalg)

Coxa - Arduino Nano digitaalne tihvt A1

Reieluu - Arduino Nano digitaalne tihvt A0

Sääreluu - Arduino Nano digitaalne tihvt A2

LED -i ühendamine valgusefekti saavutamiseks

Mõtlesin, et oleks tore neljavalgelisele valgust panna, nii et mul on vana värviandur, mis enam ei tööta (mul õnnestus see ära põletada: D), kuid LED -id töötavad endiselt, kuna need on neli LED -i väike tahvel ja need on väga heledad, otsustasin kasutada neljaandrilisele valgusefekti andmiseks värvisensorit. Kui see on neli, muudab see ämblikule natuke lähemale.

Seega ühendasin värvianduri VCC Arduino Nano Pin D5 -ga ja anduri GND Arduino Nano GND -ga. Kuna väikesel tahvlil on juba mõned takistid, mida kasutatakse LED -i jaoks, ei pidanud ma ühtegi muud takistit LED -iga järjestikku panema. Kõiki muid tihvte ei kasutata, kuna andur on läbi põlenud ja ma kasutan lihtsalt väikese plaadi LED -e.

Ühendused mooduli NRF24L01 jaoks.

- Mooduli GND läheb Arduino Nano Shieldi GND -le

- VCC läheb Arduino Nano 3V3 kontaktile. Olge ettevaatlik, et ärge ühendage VCC -d leivaplaadi 5V -ga, kuna võite NRF24L01 mooduli hävitada

- CSN -tihvt läheb Arduino Nano D7 -le;

- CE -tihvt läheb Arduino Nano D6 -le;

- SCK tihvt läheb Arduino Nano D13 külge;

- MOSI tihvt läheb Arduino Nano D11 -le;

- MISO tihvt läheb Arduino Nano D12 -le;

- IRQ tihvti ei ühendata. Olge ettevaatlik, kui kasutate erinevat plaati kui Arduino Nano või Arduino Uno, erinevad SCK, MOSI ja MISO tihvtid.

- Selle mooduli jaoks peate alla laadima ka RF24 kogu. Selle leiate järgmiselt saidilt:

Ämbliku toiteallikana kasutasin seinaadapterit 5V (1A). Mul pole ühtegi akut saadaval ja see oli minu ainus saadaval olev seinaadapter, mis on minu arvates parem, tugevam, vähemalt 2A, kuid mul pole seda, nii et pidin kasutama ainsat, mis mul on. See on palju toredam, kui kasutate li-po akut, et robot saaks vaba olla, ilma kaabli külge.

Et plaadil oleks stabiilsem toiteallikas, olen Deek Robot Nano Shieldi 5V ja GND tihvtide vahele kinnitanud 10microF kondensaatori, sest märkasin, et kui kõik servod koormuse all Arduino Nano lihtsalt taaskäivituvad, siis Kondensaatori lisamine lahendas probleemi.

Samm: katte ehitamine

Kuna soovisin, et kate oleks võimalikult kerge, olen selle teinud ainult ühest 2 mm lainepapist kihist, kuna see ei vaja tugevdamist, kuna koormused seda ei mõjuta.

Lõikasin karbist sellise kuju ja mõõtmetega, nagu näete pildil, ja kinnitasin selle raami külge samade mutritega, mis kinnitavad Arduino Nano Shieldi raami alla. Ülemisel küljel liimitakse kaks tükki üksteise külge kahekordse teibiga. Olen püüdnud kõik juhtmed sisse keerata, et neljajalgne näeks võimalikult hea välja.

Nüüd on neljajalgne tehtud. Liigume edasi kaugjuhtimispuldi juurde.

12. samm: kaugjuhtimispult

Kaugjuhtimispuldi jaoks kasutan sama kaugjuhtimispulti oma eelmisest projektist Maverick kaugjuhtimisega auto, ainult mina triibutasin graafiku välja, mida selles projektis pole vaja. Aga kui teil see ehitis vahele jäi, kirjutasin selle uuesti siia.

Kuna kasutan kontrolleri jaoks Arduino Unot, kinnitasin Uno mõne kummipaelaga leivalaua külge, et mitte liikuda.

- Arduino Unot toidab pistikupesa kaudu 9 V aku;

- Arduino Uno 5V pin leivaplaadi 5V rööpa külge;

-Arduino Uno GND tihvt leivaplaadi GND rööpa külge;

NRF24L01 moodul.

- Mooduli GND läheb leivaplaadi GND -le

- VCC läheb Arduino Uno 3V3 kontaktile. Olge ettevaatlik, et mitte ühendada VCC -d leivaplaadi 5V -ga, kuna võite NRF24L01 mooduli hävitada

- CSN -i tihvt läheb Arduino Uno D8 -le;

- CE -tihvt läheb Arduino Uno D7 -le;

- SCK tihvt läheb Arduino Uno D13 külge;

- MOSI tihvt läheb Arduino Uno D11 -le;

- MISO tihvt läheb Arduino Uno D12 -le;

- IRQ tihvti ei ühendata. Olge ettevaatlik, kui kasutate erinevat plaati kui Arduino Nano või Arduino Uno, erinevad SCK, MOSI ja MISO tihvtid.

Joystick moodul

- juhtkangi moodul koosneb kahest potentsiomeetrist, nii et see on ühendustega väga sarnane;

- GND tihvt leivaplaadi GND rööpa külge;

- VCC tihvt leivaplaadi 5V rööpa külge;

- VRX tihvt Arduino Uno A3 tihvti külge;

- VRY tihvt Arduino Uno A2 tihvti külge;

LED

- Punane LED ühendatakse järjestikku 330Ω takistiga Arduino Uno kontaktiga D4;

- roheline LED ühendatakse järjestikku 330Ω takistiga Arduino Uno kontaktiga D5;

Vajutage nuppe

- ühte nuppudest kasutatakse neljajalgse tule sisse- ja väljalülitamiseks ning teist ei kasutata;

- LIGHT -nupp ühendatakse Arduino Uno tihvtiga D2. Nupp tuleks alla tõmmata 1k või 10k takistiga, väärtus pole oluline.

- Ülejäänud nupp ühendatakse Arduino Uno tihvtiga D3. Sama nupp tuleks 1k või 10k takistiga alla tõmmata. (seda ei kasutata selle projekti jaoks)

Nii oleme nüüd ühendanud kõik elektrilised osad.

Samm: Arduino IDE -koodid

Selle osa jaoks on vähe koodi, mida olen kasutanud.

Leg_Initialization - kasutati servode tsentreerimiseks 90 -kraadisesse asendisse.

Spider_Test - kasutati õigete funktsioonide testimiseks, nagu kõndimine edasi, tagasi, pööramine

Spider - kasutatakse ämbliku jaoks

Ämbliku kaugjuhtimispult - kasutatakse ämblikukontrolleri jaoks

Pean mainima, et ämbliku koodi kohandati ja muudeti pärast RegisHsu [DIY] SPIDER ROBOT (QUAD ROBOT, QUADRUPED) koodi ja seetõttu tahaksin tänada RegisHsu hea töö eest.

Loodan, et teile meeldis minu ämblik.