GorillaBot Roboti i Shtypur 3D Arduino Autonomous Sprint Quadruped: 9 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Çdo vit në Toulouse (Francë) zhvillohet Gara e Robotëve të Toulouse #TRR2021

Gara përbëhet nga një sprint autonom 10 metra për robotë me dy këmbë dhe katër këmbë.

Rekordi aktual që mbledh për katërkëmbëshat është 42 sekonda për një sprint 10 metra.

Kështu që me këtë në mendje më duhej të dilja me një plan për të krijuar një robot që mendova se mund ta mposhte në mënyrë që të bëhesha kampioni i ri në fuqi !!!

Duke kërkuar pak frymëzim nga një anëtar tjetër i Instructables "jegatheesan.soundarapandian" dhe fituesi i vitit të kaluar të Garave të Robotëve në Toulouse "Oracid 1" i cili të dy duket se e duan dizajnimin dhe ndarjen e mësimeve se si të ndërtojnë katërkëmbësh. Fillova të kopjoja në thelb modelin atje dhe ta bëja atë pak më të madh!

Dizajni bazohet në një mekanizëm lidhës me pesë shirita për secilën këmbë 2 servos fuqi secila këmbë për një total prej 8 servos.

Rregullat thonë se përveç sinjalit të fillimit, e gjithë gara duhet të kryhet nga roboti në mënyrë autonome, kështu që unë duhej të dilja me një sistem të peshës së lehtë për ta mbajtur robotin në rrugën e duhur në këtë rast, unë përdor një magnetometër QMC5883L (busull dixhital) kështu mund të qëndrojë besnik ndaj orientimit të tij, një sensor tejzanor HC-SR04 në rast se roboti me të vërtetë ngatërrohet dhe fillon të godasë murin në një kënd prej 90 gradë dhe unë thjesht kam përdorur një numërues të hapave në kod për t'i treguar se sa hapa duhet të bëjë për 10 metra.

Në rast se jeni të interesuar për të ndërtuar këtë robot mos u shqetësoni, ky majmun ka marrë gjithçka të menduar!

100% Mbështetje Trupi pa printim 3D falas:

Çdo gjë përveç elektronikës dhe vidhave për bashkimin e elektronikës janë të printueshme në 3D, të njëjtat vida të vogla me kokë kryq janë të vetmet që përdoren, gjithçka që ju nevojitet është një kaçavidë e vogël me kokë kryq për të montuar robotin

Elektronikë e thjeshtë plug and play:

nuk kërkohet bashkim kompleks

Koha e arsyeshme e printimit:

Ai mund të duket i madh dhe imponues, por ai është vetëm një print 15 orësh (ok për një kohë të gjatë për disa: D)

Kërkesat e arsyeshme të vëllimit të ndërtimit:

Ai mund të printohet në një printer relativisht të vogël që kërkon një vëllim ndërtimi vetëm L: 150mm x W: 150mm x H: 25mm

Kostoja totale e robotit:

Roboti vetëm kushton rreth 75 dollarë për të ndërtuar karikues të përfshirë

Kërkohet një kontrollues i printuar 3D (opsional) nëse doni të vendosni të njëjtën gjë si unë.

KUJDES:

Furnizimi me energji elektrike 5V 3A që kam përdorur nuk është zgjidhja më e mirë pasi që ky robot të ecë të 8 servot duhet të punojnë njëkohësisht dhe kështu ata tërheqin shumë rrymë mos u shqetësoni nuk kam pasur robotin të marrë flakë ose asgjë por prisni që tranzistori i fuqisë të nxehet shumë nuk do të rekomandoja përdorimin e robotit për më shumë se 2 minuta në të njëjtën kohë duke e lënë atë të ftohet midis vrapimeve për të shmangur ndonjë dëmtim të padëshiruar në mburojën Servo.

Nëse ndonjëri prej jush ka një zgjidhje për këtë problem kontributi juaj do të vlerësohej shumë!

Furnizimet

FURNIZIM PER ROBOT:

• Servo 8x Tower Pro MG90S analoge 180 gradë (Aliexpress/Amazon)
• 1x Sunfounder Wireless Servo Control Board (Dyqani Sunfounder/ RobotShop)
• 1x Arduino NANO (Aliexpress/Amazon)
• 1x NRF24L01 Moduli i Transceiverit (Ju nuk keni nevojë për këtë nëse nuk përdorni kontrolluesin) (Aliexpress/Amazon)
• 1x Magnetometër (busull dixhital) QMC5883L GY-273 (Aliexpress/Amazon)
• 1x Sensor tejzanor HC-SR04 (Aliexpress/Amazon)
• Bateri 2x 18650 3.7V Li-jon (Aliexpress/Amazon)
• Mbajtës i dyfishtë i baterisë 1x 18650 me çelës të fikur (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 Ngarkues baterie Li-ion (Aliexpress/Amazon)
• 4x kabllo dupont femër për femër jumper 10 cm të gjatë (Aliexpress/Amazon)
• 4x kabllo dupont femër për femër jumper 20 cm të gjatë (Aliexpress/Amazon)
• 10 vida 2mm x 8mm (njësoj si vidhat në një paketë servos) (Aliexpress/Amazon)

KONTROLLUESI:

Për të kontrolluar manualisht këtë Robot do t'ju duhet Kontrolluesi i printuar 3D Arduino (lidhja këtu)

Roboti gjithashtu mund të jetë thjesht autonom, kështu që kontrolluesi nuk është i detyrueshëm.

PLASTIKA:

Pjesët mund të printohen në PLA ose PETG ose ABS.

!! Ju lutemi vini re se një bobinë 500g është më se e mjaftueshme për të printuar 1 Robot !!

PRINTER 3D:

Kërkohet platforma minimale e ndërtimit: L150mm x W150mm x H25mm

Çdo printer 3d do të bëjë. Unë personalisht i printova pjesët në Creality Ender 3 i cili është një printer 3D me kosto të ulët nën 200 $ Printimet dolën në mënyrë perfekte.

Hapi 1: Shtypja 3D e pjesëve

Pra, tani është koha për Shtypjen … Po!

I projektova me përpikmëri të gjitha pjesët që të printoheshin 3D pa ndonjë material mbështetës të kërkuar gjatë printimit.

Të gjitha pjesët janë në dispozicion për t'u shkarkuar në thingiverse (lidhja këtu)

Të gjitha pjesët janë testuar të shtypura në Creality Ender 3

• Materiali: PETG
• Lartësia e shtresës: 0.3 mm
• Mbush: 15%
• Diametri i hundës: 0.4 mm

Lista e pjesëve është si më poshtë:

• 1x ELEKTRONIKA BAZ
• 1x BASE Kthehu
• 1x FRONT BAZ
• 8x PIN Rrethor L1
• 4x PIN Rrethor L2
• 4x PIN Rrethor L3
• 4x PIN Rrethor L4
• 8x THER SERVO
• 8x THIGH
• 8x GJYFT E LART
• 8x CALF INT
• 8x KOOmb
• 4x CLIP SQUARE
• 44x KLIP Rrethor

Skedarët janë në dispozicion si pjesë individuale dhe pjesë grupore.

Për printim të shpejtë thjesht printoni çdo skedar të vetëm GROUP.stl një herë.

Hapi 2: Montimi i Trupit të GorillaBot

Të gjitha udhëzimet e montimit përshkruhen në videon e montimit më sipër:

1. Vendosni një PIN Rrethor L1 në vrimën e mbajtësit të servo -së të përparme BASE FRONT
2. Furnizoni kabllon e njërit prej servos MG90S përmes folesë në mbajtësen e servo -së të përparme të majtë BASE FRONT.
3. Vendoseni servo MG90S në vend
4. Siguroni servo MG90S në vend me 2 vida (mos e shtrëngoni tej mase sepse kjo mund të dëmtojë BAZN)
5. Përsëriteni të njëjtin proces për mbajtësit e servo mbrapa majtas, përpara djathtas dhe prapa djathtas
6. Përsëriteni të njëjtin proces për BASE BACK para majtas, mbrapa majtas, para djathtas dhe prapa djathtas servo
7. Sigurojeni mbajtësen e Baterisë në ELECTRONICS BAZ me 2 vida diagonalisht ose 4 vida
8. Sigurojeni Bordin e Kontrollit të Servo -së pa tela në ELECTRONICS BAZ me 2 vida diagonalisht ose 4 vida
9. Mbërtheni marrësin Arduino nano dhe NRF24L01 në Bordin e Kontrollit të Servo Wireless
10. Rrëshqisni FRONTIN E BAZS në ELEKTRONIKN BAZ përmes 2 vrimave katrore portës USB të kthyer nga mbrapa
11. Sigurohuni në vend me 2 KLIP SKUAR
12. Rrëshqisni BASE BACK te BASE ELECTRONICS përmes 2 vrimave katrore portës USB të kthyer nga mbrapa
13. Sigurohuni në vend me 2 KLIP SKUAR
14. Sigurojeni Magnetometrin në FRONTIN E BAZS me 2 vida
15. Mbërtheni sensorin tejzanor në pjesën e përparme të BAZS
16. Drejtojini kabllot servo drejt Bordit të Kontrollit të Servos Wireless siç tregohet

Hapi 3: Futja në pajisje elektronike

Të gjitha lidhjet janë përshkruar në imazhin e mësipërm:

1. Lidhni 4 kabllot dupont 20 cm në bordet e servo të kontrollit pa tel Kunjat tejzanor
2. Lidheni skajin tjetër të 4 kabllove me sensorin tejzanor (Sigurohuni që ato janë në rrugën e duhur)
3. Lidhni 4 kabllot dupont 10 cm në bordet e servo të kontrollit pa tel Kunjat e magnetometrit
4. Lidhni skajin tjetër të 4 kabllove në Magnetometër (Sigurohuni që ato janë në rrugën e duhur)
5. Lidheni të gjithë servos në kunjat e tyre të dedikuar në bordin e kontrollit të servo pa tel
6. Vidhosni telat VIN dhe GND të baterisë në bordin e kontrollit të servo pa tel për të siguruar polaritetin e saktë

Hapi 4: Montimi i Këmbëve të GorillaBot

Të gjitha hapat e montimit janë përshkruar në videon e montimit më sipër:

1. Rrëshqitni 1 KOOMB mbi 1 PIN Rrethor L4
2. Rrëshqitni skajin më të trashë të 1 CALF EXT mbi PIN CIRCULAR L4 me anën që del jashtë nga këmba
3. Rrëshqit 2 CALF INT mbi Kodin Rrethor L4
4. Rrëshqitni skajin më të trashë të 1 CALF EXT mbi PIN Rrethor L4 me anën që del jashtë drejt këmbës
5. Rrëshqitni 1 KOOMB mbi kodin rrethor L4
6. Sigurohuni në vend me 3 kapëse rrethore
7. Rrëshqisni 1 PIN Rrethor L3 përmes 1 të CALF EXT të montuar
8. Rrëshqitni 1 THIGH SERVO mbi PIN Rrethor L3 me anën e daljes nga ana e kundërt drejt CALF EXT
9. Rrëshqitni 1 THIGH mbi Kodin Rrethor L3
10. Rrëshqisni Kodin Rrethor L3 përmes CALF EXT tjetër të montuar
11. Sigurohuni në vend me 3 KLIP Rrethi
12. Rrëshqitni 1 THIGH SERVO mbi 1 PIN Rrethi L2 me anën që del jashtë drejt kokës së PIN Rrethor të kokës L2
13. Rrëshqisni Kodin Rrethor L2 nëpër të dyja pjesët e grumbulluara të CALF
14. Rrëshqitni 1 THIGH përmes PIN Rrethor L2
15. Sigurohuni në vend me 3 kapëse rrethore
16. Përsëritni të gjitha proceset për 3 këmbët e mbetura pa mend se kur këmbët të mblidhen në robot kokat e kunjave janë përballë jashtë dhe CALF EXTS janë para CALF INTS, kështu që montimi do të jetë identik nga para prapa por simetrik nga e majta në të djathtë Me

Hapi 5: Instalimi i Arduino

GorillaBot përdor programimin C ++ për të funksionuar. Për të ngarkuar programe në GorillaBot ne do të përdorim Arduino IDE së bashku me disa biblioteka të tjera që duhet të instalohen në Arduino IDE.

Instaloni Arduino IDE në kompjuterin tuaj: Arduino IDE (lidhja këtu)

Për të instaluar bibliotekat në Arduino IDE duhet të bëni sa më poshtë me të gjitha bibliotekat në lidhjet më poshtë

1. Klikoni në lidhjet më poshtë (kjo do t'ju çojë në faqen e bibliotekave GitHub)
2. Klikoni butonin e gjelbër që thotë Kodi
3. Klikoni shkarkimin ZIP (shkarkimi duhet të fillojë në shfletuesin tuaj të internetit)
4. Hapni dosjen e bibliotekës së shkarkuar
5. Zhbllokoni dosjen e bibliotekës së shkarkuar
6. Kopjoni dosjen e bibliotekës së pa zinxhizuar
7. Ngjiteni dosjen e bibliotekës së pa zinxhizuar në dosjen e bibliotekës Arduino (C: / Documents / Arduino / libraries)

Bibliotekat:

• Biblioteka Varspeedservo (lidhja këtu)
• Biblioteka QMC5883L (lidhja këtu)
• Biblioteka RF24 (lidhja këtu)

Dhe atje ku e kemi, duhet të jeni gati për të shkuar Për të siguruar që keni konfiguruar saktë Arduino IDE ndiqni hapat e mëposhtëm

1. Shkarkoni kodin e dëshiruar Arduino më poshtë (GorillaBot Controller & Autonomous.ino)
2. Hapeni atë në Arduino IDE
3. Zgjidh mjetet:
4. Zgjidhni Bordin:
5. Zgjidhni Arduino Nano
6. Zgjidh mjetet:
7. Zgjidh procesorin:
8. Zgjidhni ATmega328p ose ATmega328p (ngarkues i vjetër) në varësi të asaj Arduino nano që keni blerë
9. Klikoni butonin Verifiko (butoni Tick) në këndin e sipërm të majtë të Arduino IDE

Nëse gjithçka shkon mirë, duhet të merrni një mesazh në fund që thotë Kompilimi i kryer.

Hapi 6: Ngarkimi i Kodit

Tani është koha për të ngarkuar kodin në trurin e GorillaBot, Arduino Nano.

1. Lidheni Arduino Nano në kompjuterin tuaj përmes kabllit USB
2. Klikoni në butonin e ngarkimit (butoni me shigjetën e djathtë)

Nëse gjithçka shkon mirë, duhet të merrni një mesazh në fund që thotë Ngarkimi i kryer.

Hapi 7: Kalibrimi i Servos

Për të mbledhur këmbët në mënyrë korrekte, ne duhet t'i vendosim servot në pozicionin e tyre në shtëpi.

1. Futni 2 bateri Li-ion në mbajtësen e baterisë
2. Ndizni robotin dhe prisni 5 sekonda që servos të arrijnë pozicionin e tyre në shtëpi
3. Fikeni robotin

Hapi 8: Montimi i këmbëve në trup

Lidhja e këmbëve me servos është mjaft e thjeshtë thjesht mos harroni se CALF EXT duhet të vendoset para CALF INT gjatë kokat e kunjave të montimit të drejtuara nga jashtë.

1. Rrëshqitni THIGH -in e anës CALF EXT të njërës prej këmbëve mbi PIN -in Rrethor L1 në pjesën e përparme të servo -së të përparme të majtë përpara.
2. Sigurohuni në vend me 1 KLIP QARQOR
3. Rrëshqisni THIGH SERVO të anës CALF EXT të së njëjtës këmbë mbi kokën e servo në mbajtësen e përparme të përparme të servo të majtë (Sigurohuni që THIGH SERVO është në një kënd 90 gradë me trupin)
4. Siguroni THIGH SERVO në vend në një kënd prej 90 gradë në trup me një bri servo të vetëm krahu dhe një vidë të vogël servo
5. Përsëriteni të njëjtin proces për mbajtësin e servos së përparme të majtë mbrapa me pjesën e mbetur THIGH dhe THIGH SERVO të asaj këmbe
6. Përsëritni të gjitha proceset e mëparshme për 3 këmbët e mbetura

Hapi 9: Gati për Gara !!

Kjo është ajo që duhet të jeni gati për të shkuar !!!

Mënyra manuale:

• Ndizni robotin dhe kontrolluesin dhe kontrolloni që roboti ecën siç duhet duke përdorur drejtimet lart poshtë majtas dhe djathtas të Joystick.
• Shtypni butonin poshtë dhe roboti duhet të bëjë një valle të vogël

Nëse gjithçka funksionon mirë, servos janë të kalibruar mirë dhe tani mund të provoni modalitetin autonom.

Mënyra autonome

Mënyra Autonome Sprint përdor Magnetometrin për ta mbajtur robotin të punojë në një drejtim konstant për 2.5 metra. Ju mund të programoni pozicionin e dëshiruar dhe këndin e dëshiruar të korrigjimit duke përdorur kontrolluesin

1. Ndizni robotin dhe kontrolluesin
2. Lëvizni robotin në të gjitha drejtimet për të kalibruar Magnetometrin për 5 sekonda
3. Vendoseni robotin në tokë në pozicionin e dëshiruar ku dëshironi që ai të hyjë
4. Shtypni butonin lart për të mësuar përmendësh atë titull
5. Kthejeni robotin 30-45 gradë në të majtë të titullit të dëshiruar
6. Shtypni butonin e majtë për të mësuar përmendësh atë pozicion
7. Kthejeni robotin 30-45 gradë në të djathtë të titullit të dëshiruar
8. Shtypni butonin e djathtë për të mësuar përmendësh atë pozicion
9. Vendoseni robotin përsëri në titullin e tij të dëshiruar
10. Shtypni butonin e levës për të nisur robotin

Roboti do të vrapojë në një drejtim konstant për 2.5 metra, pastaj do të ndalojë të ulet dhe të bëjë një valle fitoreje.

Roboti im arriti të bëjë 2.5 metra në 7.5 sekonda.

Kjo më jep një kohë teorike prej 10 metrash në 30 sekonda, e cila shpresoj se do të jetë e mjaftueshme për të më dhënë një kohë të mirë në Gara Robot Toulouse

Më uroni fat dhe për ata prej jush që vendosin të ndërtojnë këtë robot do të më pëlqente të dëgjoja reagimet tuaja dhe përmirësimet e mundshme që mendoni se mund të bëhen !!!

Nënkampion në Konkursin e Robotëve