DIY Hexapod: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ebben az utasításban lépésről lépésre bemutatom a Bluetooth -os, távirányítású Hexapod létrehozását.

Először is, ez egy nagy hexapod, és mozgatásához 12 erős szervomotorra (MG995) van szüksége, és ennek a mennyiségű PWM -jelnek a kezeléséhez (az egyes motorok vezérléséhez) a legegyszerűbb módja az Arduino Mega 2560 használata. Meg kell jegyezni, hogy néhány extra felszerelést használtak, mint például a 3D nyomtatókat és a WaterFlow vágógépet. Most megtalálja az összes felhasznált anyagot és lépéseket, amelyekre szüksége lesz egy ilyen robot építéséhez.

1. lépés: Amire szüksége lesz

Felszerelés

Forrasztópáka, 3D nyomtató, vízsugaras vágógép.

Anyag

• PLA 3D nyomtatószál
• szilícium,
• acélpedagógus
• M3X20 csavarok
• M3X10 csavarok
• M3 dió
• M3 alátétek
• 623zz golyóscsapágy
• CAD szoftver

Alkatrészek

• (12) Szervo motorok MG995
• (2) 9V -os elemek
• (1) 6V, 7Amp akkumulátor
• GoPro kamera
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) Joystickok
• (2) HC-05 Bluetooth modul
• (1) 10K potenciométer

2. lépés: Mechanika és a szükséges alkatrészek tervezése

Mechanikus kialakítás

A mechanikai kialakítás az egyes lábakon használt szervomotorok számától indul. Ebben a projektben úgy döntöttek, hogy lábakonként 2 szervót használnak, ami nagyobb fokú szabadságot biztosít, és figyelemre méltóvá teszi természetességét. Nyilvánvaló, hogy megemlítjük, hogy bármilyen típusú mechanizmusban, gépben vagy robotban minél több szabadsággal rendelkezel, annál nagyobb a mozgásod és a tetteid természetessége. A projekt tervében, a követelményekben és a korlátozásokban 12 hajtóművet kell használni, lábonként 2 darabot. Mint említettük, a szervómotorok lesznek a lábak fő alkotóelemei, mondjuk azok a pontok, amelyek a robot ízületeit képviselik. Ezáltal a gép különböző mozdulatai aktiválódnak, amelyek együttesen szimulálják a mozgást. A korábban említett szervomotorok méretei alapján olyan burkolatot terveztek, amelybe ezt a típusú hajtóművet beépítik. Ennek méretei referenciapontokat nyújtanak a rögzítőrendszer megtervezéséhez, a tartóelemek és csatlakozók számára, amelyek a láb egészét alkotják. Az egyik szervomotor függőlegesen, a másik vízszintesen van elhelyezve, ez elsősorban annak az iránynak köszönhető, hogy tengelye forogni fog, és aktiválja azt az elemet, amelyhez csavarva van, és így fejleszti a mozgást x vagy y irányban, ami szükséges a járáshoz. a hexapod. Amikor megnézzük a figurákat és a képeket, láthatjuk azokat a pontokat, ahol a robot fő alapjához vannak szerelve, amelyek a lemezek. Ha megnézi a szervomotort függőleges helyzetben, látni fogja, hogy a két lemez között van. Az egyik a felső, a másik az alsó részbe van csavarozva. Innen a csatlakozók és a rudak megkönnyítik a második szervomotor vízszintes helyzetben való megtámasztását, amelyből 4 különböző típusú csatlakozó működik a láb részeként. Ezek lehetővé teszik a mechanikus mozgást, amely szimulálja és aktiválja az elem emelését és mozgatását; amely magában foglalja ezt a két rudat, amelyek a láb legnagyobb alkatrészét tartják, amelyen nyugszik és majdnem a robot teljes súlyát hagyja.

Mint korábban említettük, vannak korlátozások, amelyek meghatározzák a tervezést. Ezek különböző típusúak lehetnek, legyenek azok mechanikai, gazdasági vagy bármilyen más, a gép működéséhez szükséges alapvető erőforrás. Ezek a mechanikai elemek; ebben az esetben a szervomotorok határozták meg a robot méreteit. Ez az oka annak, hogy az ebben a kézikönyvben javasolt kialakítás ilyen méretű, mivel ezek főként a kiválasztott állítóművekből és vezérlőkből indulnak ki, amelyekhez később egy nagy akkumulátort adtak.

Fontos elmondani, hogy a mechanikai kialakítást nem úgy határozták meg, hogy azt a javasolt módon megismételjék. Ez akár a fő elemek, rudak és / vagy csatlakozók feszültségének és fáradtságának szimulációjával is optimalizálható. Figyelembe véve a kiválasztott gyártási módszert, az additív gyártást, a legtöbbet hozhatja ki a terhelésnek és az alkalmazásnak leginkább megfelelő szilárd anyag tervezéséből, szimulációjából és nyomtatásából. Mindig fontolja meg a tartóelemeket, rögzítőelemeket és csapágyakat, amire szüksége van. Ez attól függ, hogy milyen szerepet játszanak a mechanizmusban. Érdemes tehát átgondolni ezen elemek specifikációit, hogy azok a megfelelő helyen legyenek a láb többi darabjával együtt.

3. lépés: Elektronika tervezése

2 NYÁK, ahol a robot számára készült.

Az 1. az alaplap, amelyet a robotba kell felszerelni, a második pedig a távirányító elektronikája. A NYÁK -t a Fritzing szoftver segítségével tervezték, majd CNC útválasztóval megmunkálták a PCB gravírozáshoz.

A fő NYÁK tartalmazza az Arduino Megat, valamint a bluetooth modult, az összes szervó is csatlakoztatva van, és két tápvezetéket használ, amelyek közvetlenül az akkumulátorról jönnek a 2 csavaros csatlakozóra.

A távirányító PCB -je több összetevőből áll, de kompaktabb, kezdve az Arduino Nano szerelésével, ehhez csatlakoztatva van a két joystick a Hexapod irányának és mozgásának vezérléséhez, egy nyomógomb a megfelelő 220 Ohmos ellenállással, egy potenciométer a robot és a HC05 Bluetooth modul magasságának beállításához. Az összes táblát 9 V -os elem táplálja, a rajta lévő elemeket pedig az Arduino kártya 5 V -os kimenete táplálja.

A tervezést követően a NYÁK -t a speciális CNC NYÁK -megmunkáló szerszámmal lehet előállítani, majd folytathatja az összes alkatrész beépítését a táblákba.

4. lépés: 4. lépés: Összeszerelés

Miután rendelkezésre áll az összes nyomtatott alkatrész, csavar és csapágy, valamint a robot összeszereléséhez szükséges eszközök, elkezdheti a megfelelő alkatrészek összeszerelését, tekintve, hogy a függőleges szervók alapjai egy felső és egy alsó lemezzel vannak összeszerelve, Ebből 6 darab szervomotorral. Most a szervomotor tengelyéhez tartozó tengelykapcsoló csavarozva van, és ehhez csatlakozik a darab: "JuntaServos", amely az ellenkezőjében a megfelelő csapágyakkal rendelkezik, hogy megkönnyítse a két alkatrész közötti forgást. Ezután a második szervóhoz, a vízszintes szervóhoz és a hozzá tartozó rudakhoz kapcsolódik, amelyek kapcsolódnak a másik 2 szegmenshez, és közvetlenül rögzítik az acélhegyet. Mindkettő a jelzett csavarokkal van csavarozva. A lábszár befejezéséhez a PLA -ban nyomtatott hegyet nyomás alatt kell behelyezni.

Ezt az eljárást 6 -szor meg kell ismételni, hogy össze lehessen állítani a 6 lábat, amelyek támogatják és aktiválják a robotot. Végül; helyezze a fényképezőgépet a felső lemezre, és állítsa be a felhasználó igényei szerint.

5. lépés: 5. lépés: Kódolás

Ebben a részben egy kicsit leírjuk, hogyan működik a kód. és két részre lesz osztva, a távirányító kódjára és a hexapod kódjára.

Először a vezérlő. A potenciométerek analóg értékeit szeretné leolvasni a joystickokban. Javasoljuk, hogy ezeket az értékeket szűrje és elegendő legyen, hogy csak akkor kapja meg az értékeket, ha ezek a kódban meghatározott tartományon kívül változnak. Amikor ez megtörténik, az Arduino Serial.write funkció használatával karakter tömb típusú értéket küld Bluetooth -on keresztül, jelezve, hogy az egyik érték megváltoztatta ezt, hogy képes legyen valamit tenni, miután a másik Bluetooth modul megkapta őket.

Most a Hexapod kód is 2 részre osztható.

Az első rész az, ahol a bluetoothon keresztül érkező üzenetek szerint elvégzendő funkciók vannak kijelölve, a másik rész pedig a hexapod által végrehajtott funkciók létrehozásához szükséges, például előre, hátra, fordulás, mások létrehozása. A kódban meg kell határozni a szükséges változókat mind a bluetooth kommunikáció működéséhez, mind a szervók funkcióihoz és azok mozgásához.

a Serial.readBytesUntil függvény a teljes karaktersorozat megszerzésére szolgál, ami 6, minden parancs 6 karakterből áll, ezt nagyon fontos figyelembe venni. Az Arduino fórumaiban hivatkozásokat találhat az optimális paraméterek kiválasztásáról az üzenet helyes fogadása érdekében. A teljes üzenet beszerzése után összehasonlítjuk az strcmp () függvénnyel, és az if függvényeket, amelyek értékeket rendelnek egy változóhoz, a hexapod függvény hozzárendeléséhez használják a kapcsolófunkcióban.

Vannak extra funkciók, amelyek közül az egyik a "POTVAL" parancs fogadásakor megváltoztatja a robot magasságát, egy másik funkció megváltoztatja az egyes lábak relatív magasságát és statikus forgását, ezt a joystick segítségével érik el, és a gomb megnyomásakor a vezérlésben a "BOTTON" parancs a hexapod kódban érkezik, és megváltoztatja a hexapod mozgási sebességét.

6. lépés: Tesztelés

A következő videóban bemutatjuk, hogyan fejlődött a Hexapod az idő múlásával, és láthatjuk a tesztelést és a végeredményt.