Hexapod: 14 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Évek óta érdekel a robotolás és a robotolás, és nagyon inspirált Zenta, itt találod a Youtube csatornáját https://www.youtube.com/channel/UCmCZ-oLEnCgmBs_T és a weboldalát http:: //zentasrobots.com.

Az interneten számos készletet találhat sok különböző gyártótól, de ezek nagyon költségesek, akár 1 500 USD+ egy 4 DoF hexapodért, és a kínai készletek nem jó minőségűek. Szóval, úgy döntöttem, hogy a magam módján hexapodban alkotok. A Zenta hexapod Phoenix ihlette, megtalálod a Youtube-csatornáján (és egy készletet, amely megtalálható a https://www.lynxmotion.com/c-117-phoenix.aspx címen, a nulláról kezdtem el létrehozni a sajátomat.

Létrehozásához, ha a következő célokat/követelményeket állítottam be sajátjaimhoz:

1.) Érezd jól magad és tanulj új dolgokat.

2.) Költségvezérelt tervezés (a francba, a cégem teljesen elrontott engem)

3.) Réteges fából készült alkatrészek (mert a legtöbb embernek és nekem is könnyebb fát vágni)

4.) Az ingyenesen elérhető eszközök (szoftver) használata

Szóval, mit használtam eddig?

a) SketchUp, a mechanikai tervezéshez.

b) Bükk rétegelt fa 4 mm és 6 mm (1/4 ).

c) Arduino Uno, Mega, IDE.

d) Digitális szabványos szervók (jó áron amazon található).

e) Dosuki és szalagfűrész, fúrógép, csiszolópapír és reszelő.

1. lépés: Lábak és szervókorongok építése

Először némi kutatást végeztem az interneten, hogy megtudjam, hogyan kell robotot csinálni, de nem nagyon sikerült jó információkat találnom a mechanikai tervezésről. Szóval sokat küszködtem, és végül úgy döntöttem, hogy a SketchUp -ot használom.

Néhány óra tanulás után a SketchUp segítségével befejeztem a lábak első tervezését. A combcsont az általam használt szervókürtök méretére van optimalizálva. Amint rájöttem, az eredeti körülbelül 1 átmérőjű, de a szervókürtjeim 21 mm -esek.

A megfelelő méretarányú nyomtatás nem működött megfelelően a számítógépem SketchUp -jával, ezért PDF formátumban mentettem, 100%-os nyomatot készítettem, némi mérést végeztem, és végül újra kinyomtattam a megfelelő méretezési tényezővel.

Első próbálkozásként csak két lábon álló művészeteket alkottam. Ehhez két táblát halmoztam, ragasztottam rá (tapétához) a nyomatot, és kivágtam az alkatrészeket egy kézműves szalagfűrésszel.

Használt anyag: bükk rétegelt fa 6mm (1/2 )

Később néhány kísérletet végeztem, de nem dokumentáltam, és optimalizáltam. Mint látható, a sípcsont kissé túlméretezett, valamint a combcsont.

A szervókürtök combcsonton keresztül történő rögzítéséhez 2 mm anyagot kell levágni. Ezt különböző módon lehet megtenni. Marógéppel vagy Forstner fúróval. A Forstner mindössze 200 mm átmérőjű volt, ezért néhány háború utáni dolgot kézzel, vésővel kellett elvégeznem.

2. lépés: A combcsont és a sípcsont optimalizálása

Kicsit változtattam a dizájnon.

1.) Tibia most sokkal jobban illeszti az általam használt szervót.

2.) A combcsont most egy kicsit kisebb (kb. 3 a tengelytől a tengelyig), és illeszkedik a szervókürtökhöz (21 mm átmérő).

6 db 6 mm -es fából készült deszkát használtam, és kétoldalas ragasztóval ragasztottam össze. Ha ez nem elég erős, akkor lyukat fúrhat az összes táblán, és csavarral rögzítheti őket. akkor a szalagfűrésszel egyszerre kivágnak egy alkatrészt. Ha elég kemény vagy, használhatsz kirakós fűrészt is:-)

3. lépés: A szervókeret tervezése

Most itt az ideje, hogy megtervezze a szervókeretet. Ez erősen az általunk használt szervóhoz kapcsolódik. Minden alkatrész újra 6 mm -es bükk fából készült, lásd a következő lépést.

4. lépés: A szervókorongok vágása és összeszerelése

Ismét hat részt vágtam le egyszerre a szalagfűrészen. A módszer ugyanaz, mint korábban.

1.) Kétoldalas szalaggal ragassza össze a táblákat.

2.) A csavarok nagyobb stabilitást biztosítanak vágás közben (itt nem látható).

Ezután néhány modell kézműves ragasztót használtam egymáshoz, és két SPAX csavart (még nem alkalmaztam a fotón).

Az eredeti hexapoddal összehasonlítva még nem használok golyóscsapágyakat, ehelyett csak 3 mm -es csavarokat, alátéteket és ön rögzítő anyákat használok a lábak és a karosszéria összeszereléséhez.

5. lépés: A lábak összeszerelése és tesztelése

Az első két képen egy láb első verzióját láthatja. Ezután láthatja a régi és az új alkatrészek összehasonlítását, valamint az új alkatrészek (második verzió) összehasonlítását az eredetivel (fotó a háttérben).

Végül egy első mozgásteszt lesz.

6. lépés: A test felépítése és összeszerelése

A test, amelyet fotókból próbáltam rekonstruálni. Referenciaként a szervo kürtöt használtam, amelyet 1 "átmérővel feltételeztem. Tehát az elülső oldal szélessége 4,5", a középső 6,5 "lesz. A hosszúságra 7" -et feltételeztem. Később megvettem az eredeti karosszériás készletet, és összehasonlítottam. Nagyon közel kerültem az eredetihez. Végül elkészítettem egy harmadik verziót, amely az eredeti 1: 1 másolata.

Az első karosszériakészlet, amit 6 mm -es fából készítettem, itt látható a második, 4 mm -es fából készült változat, amelyről megállapítottam, hogy elég erős és merev. Az eredeti készlettől eltérően a szervókürtöt a tetejére szereltem, ill. az anyagon keresztül (ezt a combcsontnál is láthatja). Ennek oka az, hogy nincs kedvem drága alumínium szarvakat vásárolni, hanem a már szállított műanyag szarvakat szeretném használni. Egy másik ok az, hogy egyre közelebb kerülök a szervóhoz, így a nyíróerők kisebbek. Ez stabilabb kapcsolatot tesz lehetővé.

Egyébként néha jó, ha Ganesh van a fedélzeten. Köszönöm Tejas barátomnak:-)

7. lépés: Első elektronikai tesztek

Most minden művészet össze van állítva. OK, tudom, hogy nem tűnik túl szépnek, de valójában sokat kísérletezek. A videóban látható néhány egyszerű előre meghatározott sorozat lejátszása, valójában nincs fordított kinematika. Az előre meghatározott járás nem működik megfelelően, mert 2 DoF -re tervezték.

Ebben a példában a Lynxmotion SSC-32U szervo vezérlőjét használom, itt találja:

Néhány nappal ezelőtt egy másik PWM vezérlőt is használtam (Adafruit 16 csatornás PWM vezérlő, https://www.adafruit.com/product/815), de az SCC-nek van néhány szép tulajdonsága, például a szervók lassítása.

Szóval, mára ennyi. Ezután meg kell találnom, hogyan kell elvégezni az inverz kinematika (IK) működését, talán egy egyszerű járást programozok, mint az SSC vezérlőben előre meghatározott. Már találtam egy használatra kész példát itt: https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts, de még nem indítottam el. Fogalmam sincs miért, de dolgozom rajta.

Tehát itt van egy rövid teendőlista.

1.) Programozzon egy egyszerű járást, mint a beépítés az SSC -be.

2.) Programozzon egy PS3 vezérlőosztályt/burkolatot az Arduino Phoenix készülékhez.

3.) Szerezze be a kódot a KurtE -ból, vagy írja be a saját kódomat.

Az általam használt szervókat az Amazonon találtam https://www.amazon.de/dp/B01N68G6UH/ref=pe_3044161_189395811_TE_dp_1. Az ára elég jó, de a minőség sokkal jobb lehet.

8. lépés: Első egyszerű járáspróba

Amint az utolsó lépésben említettem, megpróbáltam programozni a saját járássoromat. Ez egy nagyon egyszerű játék, mint egy mechanikus játék, és nem az itt használt testre van optimalizálva. Egy egyszerű, egyenes test sokkal jobb lenne.

Szóval jó szórakozást kívánok. Most meg kell tanulnom az IK-t;-)

Megjegyzések: Ha figyelmesen figyeli a lábakat, látni fogja, hogy néhány szervó furcsán viselkedik. Arra gondolok, hogy nem mindig simán mozognak, talán más szervóval kell helyettesítenem őket.

9. lépés: A PS3 vezérlő átvitele

Ma reggel azon dolgoztam, hogy csomagolást írjak a Phoenix kódhoz. Eltartott néhány órámig, körülbelül 2-3-ig. a kódot végül nem hibakeresik, és hozzáadtam néhány további hibakeresést a konzolhoz. Eddig működik:-)

De egyébként, amikor a Phoenix kódot futtattam, úgy néz ki, hogy minden szervó fordítva fut (ellentétes irányban).

Ha saját maga szeretné kipróbálni, akkor a KurtE kódját kell alapul vennie https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts. Kövesse az utasításokat a kód telepítéséhez. Másolja a Phoenix_Input_PS mappát az Arduino könyvtármappájába (általában a vázlatmappa almappájába), és a Phoenix_PS3_SSC32 mappát a vázlatmappájába.

Információ: Ha nem rendelkezik tapasztalattal az Arduino és az eszközök között, és problémái vannak, lépjen kapcsolatba az Arduino közösséggel (www.arduino.cc). Ha problémái vannak a KurtE Phoenix kódjával, lépjen kapcsolatba vele. Kösz.

Figyelmeztetés: A kód megértése véleményem szerint kezdőknek nem jelent semmit, ezért nagyon jól kell ismerni a C/C ++ nyelvet, a programozást és az algoritmust. A kódnak sok feltételes fordított kódja is van, amelyeket #defines vezérel, ez nagyon megnehezíti az olvasást és a megértést.

Hardverlista:

• Arduino Mega 2560
• USB gazdapajzs (Arduino számára)
• PS3 vezérlő
• LynxMotion SSC-32U szervo vezérlő
• Akkumulátor 6 V (kérjük, olvassa el a követelményeket az összes HW -n, különben károsíthatja)
• Arduino IDE
• Néhány USB -kábel, kapcsoló és egyéb apró alkatrészek, ha szükséges.

Ha szereti a PS2 vezérlőt, akkor sok információt talál az interneten az Arduino -hoz való csatlakozásról.

Szóval kérem, legyen türelmes. Frissítem ezt a lépést, ha a szoftver megfelelően működik.

10. lépés: Első IK teszt

Találtam egy másik portot a Phoenix kódból, amely sokkal jobban működik (https://github.com/davidhend/Hexapod), lehet, hogy konfigurációs problémám van a másik kóddal. A kód kissé hibásnak tűnik, és a járás nem tűnik túl simának, de számomra ez nagy lépés előre.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a kód valójában kísérleti jellegű. Sokat kell tisztítanom és javítanom, és a következő napokban közzéteszek egy frissítést. A PS3 port a már közzétett PS3 porton alapul, és elvetettem a PS2 és XBee fájlokat.

11. lépés: Második IK teszt

A megoldás olyan egyszerű volt. Korrigálnom kellett néhány konfigurációs értéket és meg kell fordítanom az összes szervo szöget. Most működik:-)

12. lépés: Tibia és Coxa EV3

Nem tudtam ellenállni, ezért készítettem új sípcsontot és coxát (szervo konzolok). Ez most a harmadik verzió, amit készítettem. Az újak kerekebbek és szervesebb/bionikusabb megjelenésűek.

Tehát a tényleges állapot az. A hexapod működik, de még mindig vannak gondok néhány dologgal.

1.) Nem jöttem rá, hogy a BT -nek miért van 2..3 másodperces késése.

2.) A szervo minősége gyenge.

Teendők:

* Javítani kell a szervók vezetékeit.

* Kell egy jó elemtartó.

* Meg kell találni az elektronika szerelési módját.

* Kalibrálja újra a szervókat.

* Érzékelők és feszültségfigyelő hozzáadása az akkumulátorhoz.

13. lépés: Sima alakú combcsont

Néhány nappal ezelőtt már készítettem új combcsontot, mert nem voltam teljesen elégedett az előzővel. Az első képen látni fogja a különbségeket. A régiek átmérője 21 mm volt a végén, az újak átmérője 1 hüvelyk. A marógépemmel egy egyszerű segédeszközzel mélyedési lyukakat készítettem a combcsontba, amint az a következő három képen látható.

Mielőtt belemélyítené a combcsontot, célszerű minden lyukat fúrni, különben megnehezülhet. A szervókürt nagyon jól illeszkedik, a következő lépés, amely itt nem látható, kerek formát ad az éleknek. Ehhez egy 3 mm sugarú útválasztó fúrót használtam.

Az utolsó képen a régi és az új összehasonlítását láthatja. Nem tudom, mit gondol, de az új sokkal jobban tetszik.

14. lépés: Utolsó lépések

Most befejezem ezt az oktatóanyagot, különben végtelen történet lesz:-).

A videóban látni fogod, hogy a KurtE Phoenix kódja fut néhány módosításommal. A robot nem mozog tökéletesen, sajnálom, de az olcsó szervók rossz minőségűek. Más szervókat is rendeltem, kettőt most teszteltem jó eredménnyel, és még várom a szállítást. Szóval, sajnálom, nem tudom megmutatni, hogyan működik a robot az új szervókkal.

Hátulnézet: 20 amper áramérzékelő, a 10 k edény bal oldalán. Amikor a robot sétál, könnyen fogyaszt 5 A -t. A 10 k -es edény jobb oldalán egy OLED 128x64 képpont látható, amely néhány állapotinformációt mutat.

Elölnézet: Egyszerű, ultrahangos HC-SR04 ultrahangos érzékelő, még nem integrálva az SW-be.

Jobb oldali nézet: MPU6050 gyorsító és giro (6 tengelyes).

Bal oldalnézet: Piezo hangszóró.

A mechanikus tervezés többé -kevésbé elkészült, kivéve a szervókat. Tehát a következő feladatok egyes érzékelők integrálása az SW -be. Ehhez létrehoztam egy GitHub fiókot az általam használt SW -vel, amely a KurtE Phoenix SW pillanatképén alapul.

OLED:

Saját GitHub: