Hexapod: 14 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Olen juba mõnda aega huvitatud mängimisest ja robotite loomisest ning mind inspireeris väga Zenta, siit leiate tema Youtube'i kanali https://www.youtube.com/channel/UCmCZ-oLEnCgmBs_T ja tema veebisaidi

Internetist leiate palju erinevate müüjate komplekte, kuid need on väga kulukad, kuni 1 500 dollarit+ 4 DoF heksapoodi eest ja Hiinast pärit komplektid ei ole hea kvaliteediga. Niisiis, olen otsustanud oma viisil heksapoodis luua. Inspireerituna Zenta heksapoodist Phoenix, leiad selle tema Youtube'i kanalist (ja komplekti leiate aadressilt https://www.lynxmotion.com/c-117-phoenix.aspx, olen alustanud enda loomist nullist.

Loomisel, kui sean enda jaoks järgmised eesmärgid/nõuded:

1.) Lõbutsege palju ja õppige uusi asju.

2.) Kulupõhine disain (kurat, mu ettevõte rikkus mind täielikult)

3.) Kihtpuidust osad (kuna enamikul inimestel ja ka minul on lihtsam puitu lõigata)

4.) Kasutades tasuta saadaolevaid tööriistu (tarkvara)

Niisiis, mida ma siiani kasutanud olen?

a) SketchUp, mehaanilise disaini jaoks.

b) Pöögikiht 4mm ja 6mm (1/4 ).

c) Arduino Uno, Mega, IDE.

d) Digitaalsed standardservod (hea hinnaga Amazonist leitud).

e) Dosuki ja lintsaag, puurmasin, lihvpaber ja viil.

Samm: jalgade ja servoklambrite ehitamine

Esiteks tegin Internetis natuke uuringuid, et teada saada, kuidas robotit teha, kuid ei õnnestunud mehaanilise projekteerimise kohta head teavet leida. Seega nägin palju vaeva ja lõpuks otsustasin kasutada SketchUpi.

Pärast mõne tunni pikkust SketchUpiga õppimist olen lõpetanud oma esimese jalgade disainiga. Reieluu on optimeeritud minu kasutatavate servosarvade suurusele. Nagu ma aru sain, tundub originaal olevat umbes 1 läbimõõduga, kuid minu servosarved on 21 mm.

Õige skaalaga väljatrüki tegemine ei töötanud minu arvutis SketchUpiga õigesti, nii et olen selle PDF -failina salvestanud, 100%-lise väljatrüki teinud, mõned mõõtmised teinud ja lõpuks õige mastaabiteguriga uuesti trükitud.

Esimese katse jaoks lõin ainult kahe jala jaoks kunsti. Selleks virnastasin kaks lauda, liimisin (seinapaberi jaoks) väljatrüki sellele ja lõikasin osad välja käsitöölindiga.

Kasutatud materjal: pöök kihtpuit 6mm (1/2 )

Hiljem tegin mõningaid katseid, ma pole dokumenteerinud ja tegin mõningaid optimeerimisi. Nagu näete, on sääreluu veidi liiga suur, samuti reieluu.

Servosarvikute paigaldamiseks reieluust tuleb 2 mm materjali ära lõigata. Seda saab teha erineval viisil. Ruuteri või Forstneri puuriga. Forstneri läbimõõt oli vaid 200 mm, nii et pidin mõne sõjajärgse käega peitliga tegema.

2. samm: reie- ja sääreluu optimeerimine

Olen veidi kujundust muutnud.

1.) Sääreluu paigaldab minu kasutatava servo nüüd palju paremini.

2.) Reieluu on nüüd natuke väiksem (teljest teljele umbes 3 tolli) ja sobib servosarvikutega (läbimõõt 21 mm).

Ma kasutasin 6 plaati 6 mm kihist puidust ja liimisin need kahepoolse teibiga kokku. Kui see pole piisavalt tugev, võite puurida augu läbi kõigi laudade ja kinnitada need kruviga. siis lõigatakse osad korraga välja lintsaega. Kui oled piisavalt karm, võid kasutada ka pusle:-)

Samm: servoklambri kujundamine

Nüüd on aeg kujundada servoklamber. See on tugevalt kujundatud seoses kasutatud servoga, mida olen kasutanud. Kõik osad on valmistatud 6 mm pöökpuidust, vaata järgmist sammu.

Samm: servoklambrite lõikamine ja kokkupanek

Jällegi lõikasin lintsae peal korraga kuus osa. Meetod on sama mis enne.

1.) Kahepoolse teibi abil liimige lauad kokku.

2.) Kruvid lõikamise ajal suurema stabiilsusega (siin pole näidatud).

Seejärel olen nende kleepimiseks kasutanud mõnda käsitööliimi ja kahte SPAX -kruvi (fotol pole veel kinnitatud).

Võrreldes esialgse kuuskandiga ei kasuta ma veel kuullaagreid, selle asemel kasutan hiljem ainult 3 mm kruvisid, seibisid ja isekinnituvaid mutreid, et jalad koos kere/šassiiga kokku panna.

5. samm: jalgade kokkupanek ja test

Kahel esimesel pildil näete jala esimest versiooni. Järgmisena näete vanade ja uute osade võrdlust ning uute osade (teine versioon) võrdlust originaaliga (foto taustal).

Lõpuks saate esimese liikumistesti.

6. etapp: keha ehitamine ja kokkupanek

Keha, mida olen proovinud fotodest taastada. Võrdluseks olen kasutanud servosarve, mille eeldasin 1 "läbimõõduga. Niisiis, esikülg muutub laiuseks 4,5" ja keskmine 6,5 ". Pikkuse jaoks eeldasin 7". Hiljem olen ostnud originaalse kerekomplekti ja võrdlen seda. Olin originaalile väga lähedal. Lõpuks olen teinud kolmanda versiooni, mis on 1: 1 koopia originaalist.

Esimene kerekomplekt, mille olen teinud 6 mm kihist puidust, siin näete teist versiooni, mis on valmistatud 4 mm kihist puidust, mis olen avastanud, et see on piisavalt tugev ja jäik. Erinevalt originaalkomplektist paigaldasin servosarve peale, resp. materjali kaudu (seda näete ka reieluuga). Põhjus on selles, et mul pole tuju kalleid alumiiniumist sarvi osta, selle asemel tahan kasutada juba tarnitud plastikust sarvi. Teine põhjus on see, et lähen lähen servole lähemale, nii et nihkejõud on väiksemad. See muudab ühenduse stabiilsemaks.

Muide, mõnikord on hea, kui Ganesh on pardal. Aitäh sõber Tejas:-)

Samm: esimesed elektroonikatestid

Kõik kunstid on nüüd kokku pandud. OK, ma tean, et see ei tundu väga ilus, aga tegelikult katsetan palju. Videol näete mõne lihtsa eelmääratud järjestuse mängimist, tegelikult ei ole rakendatud pöördkinemaatikat. Eelmääratud kõnnak ei tööta korralikult, kuna see on mõeldud 2 DoF -i jaoks.

Selles näites kasutan Lynxmotioni SSC-32U servokontrollerit, selle leiate siit:

Mõni päev tagasi kasutasin ka teist PWM-kontrollerit (Adafruit 16-kanaliline PWM-kontroller, https://www.adafruit.com/product/815), kuid SCC-l on tegelikult mõnusaid funktsioone, näiteks servode aeglustamine.

Niisiis, praeguseks on see. Järgmisena pean välja selgitama, kuidas teha pöördkinemaatika (IK) töid, võib -olla programmeerin lihtsa kõnnaku, nagu SSC -kontrolleris eelnevalt määratletud. Leidsin siit juba kasutusvalmis näite https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts, kuid ma pole seda veel käivitanud. Pole aimugi, miks, aga ma töötan.

Niisiis, siin on lühike ülesannete loend.

1.) Programmeerige lihtne kõnnak nagu SSC -sse sisseehitamine.

2.) Programmeerige Arduino Phoenixi jaoks PS3 kontrolleriklass/ümbris.

3.) Hankige KurtE -st kood või kirjutage minu enda kood.

Teenused, mida kasutan, leidsin Amazonist https://www.amazon.de/dp/B01N68G6UH/ref=pe_3044161_189395811_TE_dp_1. Hind on üsna hea, kuid kvaliteet võib olla palju parem.

8. samm: esimene lihtne kõnnaku test

Nagu ma viimases etapis mainisin, olen püüdnud programmeerida oma kõnnakujärjestust. See on väga lihtne, nagu mehaaniline mänguasi, ja see pole optimeeritud kehale, mida ma siin kasutan. Lihtne sirge keha oleks palju parem.

Niisiis, soovin teile palju nalja. Pean nüüd IK-d õppima;-)

Märkused: Kui vaatate jalgu hoolikalt, näete, et mõned servod käituvad kummaliselt. Ma mõtlen, et need ei liigu alati sujuvalt, võib -olla pean need asendama teiste servodega.

Samm: PS3 kontrolleri teisaldamine

Täna hommikul töötasin Phoenixi koodi jaoks ümbrise kirjutamise kallal. Selle tegemiseks kulus mul mõni tund, umbes 2-3. koodi ei ole lõplikult silutud ja olen lisanud konsoolile täiendava silumise. Siiani töötab:-)

Aga muide, kui ma Phoenixi koodi käivitasin, tundub, et kõik servod töötavad tagurpidi (vastupidises suunas).

Kui soovite ise proovida, vajate KurtE koodi https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts. Koodi installimiseks järgige juhiseid. Kopeerige kaust Phoenix_Input_PS oma Arduino raamatukogu kausta (tavaliselt eskiisikausta alamkaust) ja kaust Phoenix_PS3_SSC32 oma visandikausta.

Info: Kui teil pole Arduino ja tööriistade kasutamise kogemusi ja teil on probleeme, võtke ühendust Arduino kogukonnaga (www.arduino.cc). Kui teil on probleeme KurtE Phoenixi koodiga, võtke temaga ühendust. Tänan.

Hoiatus: koodi mõistmine pole minu arvates algajatele midagi, nii et peate olema väga tuttav C/C ++, programmeerimise ja algoritmiga. Koodil on ka palju tinglikult koostatud koodi, mida juhib #defines, see muudab lugemise ja mõistmise väga keeruliseks.

Riistvaraloend:

• Arduino Mega 2560
• USB -hosti kilp (Arduino jaoks)
• PS3 kontroller
• LynxMotion SSC-32U servokontroller
• Aku 6 V (palun lugege nõuded kogu oma HW -lt välja, muidu võite seda kahjustada)
• Arduino IDE
• Mõned USB -kaablid, lülitid ja muud väikesed osad vastavalt vajadusele.

Kui teile meeldib PS2 kontroller, leiate Internetist palju teavet Arduinoga ühenduse loomise kohta.

Niisiis, palun olge kannatlik. Värskendan seda sammu, kui tarkvara töötab korralikult.

Samm: esimene IK -test

Olen leidnud Phoenixi koodi teise pordi, mis töötab palju paremini (https://github.com/davidhend/Hexapod), võib -olla on mul teise koodiga konfiguratsiooniprobleem. Tundub, et kood on natuke lollakas ja kõnnakud ei tundu väga siledad, kuid minu jaoks on see suur samm edasi.

Palun arvestage, et kood on tegelikult eksperimentaalne. Pean palju koristama ja parandama ning avaldan värskenduse lähipäevil. PS3 port põhineb juba avaldatud PS3 pordil ja ma olen PS2 ja XBee failid ära visanud.

11. samm: teine IK -test

Lahendus oli nii lihtne. Pidin parandama mõningaid konfiguratsiooniväärtusi ja pöörama kõik servonurgad ümber. Nüüd töötab:-)

12. samm: sääreluu ja Coxa EV3

Ma ei suutnud vastu panna, seega olen teinud uued sääreluud ja koksid (servoklambrid). See on nüüd minu tehtud kolmas versioon. Uued on ümara kujuga ja orgaanilisema/bioonilisema välimusega.

Niisiis, tegelik seis on. Hexapod töötab, kuid mõne asjaga on siiski probleeme.

1.) Pole teada saanud, miks BT -l on 2..3 sekundiline viivitus.

2.) Servo kvaliteet on halb.

Mida teha:

* Servode juhtmestikku tuleb parandada.

* Vajad korralikku akuhoidjat.

* Tuleb leida viis elektroonika paigaldamiseks.

* Kalibreerige servod uuesti.

* Andurite ja pingemonitori lisamine akule.

13. samm: sileda kujuga reieluu

Mõni päev tagasi tegin juba uue reieluu, sest ma ei olnud eelmisega täielikult rahul. Esimesel pildil näete erinevusi. Vanade läbimõõt oli otstes 21 mm, uute läbimõõt 1 tolli. Tegin oma freespingiga reieluusse valamukaugused lihtsa abivahendiga, nagu näete järgmisel kolmel pildil.

Enne valamu reieluusse sisestamist on mõttekas puurida kõik augud, vastasel juhul võib see muutuda keeruliseks. Servosarv sobib väga hästi, järgmine samm, mida siin pole näidatud, annab servadele ümmarguse kuju. Selleks olen kasutanud 3 mm raadiusega ruuterit.

Viimasel pildil näete vana ja uue võrdlust. Ma ei tea, mida sa arvad, aga mulle meeldib uus rohkem.

14. samm: viimased sammud

Ma lõpetan selle õpetuse nüüd, muidu saab sellest lõputu lugu:-).

Kui näete videot, näete KurtE Phoenixi koodi koos mõne minu muudatusega. Vabandust, robot ei liigu ideaalselt, kuid odavatel servodel on halb kvaliteet. Olen tellinud teisi servosid, katsetasin just kahte neist heade tulemustega ja ootan endiselt kohaletoimetamist. Kahjuks ei saa ma teile näidata, kuidas robot uute servodega töötab.

Tagantvaade: 20 amprit vooluandur, 10 k potist vasakul. Kui robot kõnnib, kulutab see kergesti 5 amprit. 10 k potist paremal näete OLED 128x64 pikslit, mis näitab olekuteavet.

Eestvaade: lihtne ultraheliandur HC-SR04, mis pole veel SW-sse integreeritud.

Vaade paremalt küljelt: MPU6050 kiirendi ja giro (6-teljeline).

Vasak külgvaade: pieso -kõlar.

Mehaaniline disain on nüüd enam -vähem tehtud, välja arvatud servod. Niisiis, järgmised ülesanded on integreerida mõned andurid SW -sse. Selleks olen loonud GitHubi konto SW -ga, mida ma kasutan ja mis põhineb KurtE Phoenix SW hetktõmmisel.

OLED:

Minu GitHub: