Hexapod: 14 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Jam i interesuar për disa vite të luaj dhe të krijoj robotë dhe jam frymëzuar shumë nga Zenta, këtu do të gjeni kanalin e tij në Youtube https://www.youtube.com/channel/UCmCZ-oLEnCgmBs_T dhe faqen e tij në internet https://zentasrobots.com.

Ju mund të gjeni shumë komplete nga shumë shitës të ndryshëm në internet, por ato janë shumë të kushtueshme, deri në 1.500 $+ për një hexapod 4 DoF, dhe komplete nga Kina nuk kanë një cilësi të mirë. Kështu, unë kam vendosur të krijoj në hexapod në mënyrën time. Frymëzuar nga hexapod Phoenix i Zentës, do ta gjeni në kanalin e tij në Youtube (dhe një çantë që mund të gjeni https://www.lynxmotion.com/c-117-phoenix.aspx, kam filluar të krijoj timen nga e para.

Për të krijuar nëse vendosni objektivat/kërkesat e mëposhtme për timen:

1.) Argëtohuni shumë dhe mësoni gjëra të reja.

2.) Dizajni i drejtuar nga kostoja (dreq, kompania ime më prishi plotësisht)

3.) Pjesë të bëra prej druri me shtresë (sepse është më e lehtë për shumicën e njerëzve dhe gjithashtu për mua të presin dru)

4.) Përdorimi i mjeteve të disponueshme falas (softuer)

Pra, çfarë kam përdorur deri tani?

a) SketchUp, për dizajnin mekanik.

b) Druri i ahut 4mm dhe 6mm (1/4 ).

c) Arduino Uno, Mega, IDE.

d) Servo standarde dixhitale (gjenden në amazon me një çmim të mirë).

e) Dosuki dhe Bandsaw, një makinë shpuese, letër lëmuese dhe një skedar.

Hapi 1: Këmbët dhe Ndërtimi i Kllapave Servo

Së pari po bëja disa kërkime në internet për të gjetur se si të bëja një robot, por nuk isha shumë i suksesshëm duke gjetur informacione të mira se si të bëja dizajn mekanik. Kështu që unë po luftoja shumë dhe më në fund kam vendosur të përdor SketchUp.

Pas disa orësh mësimi duke bërë me SketchUp, kam përfunduar me modelin tim të parë të këmbëve. Femuri është optimizuar në madhësinë e brirëve servo që po përdor. Siç kuptova, origjinali duket të jetë rreth 1 në diametër, por brirët e mi të shërbimit kanë 21 mm.

Bëni një printim me shkallën e duhur nuk ishte duke punuar si duhet me SketchUp në kompjuterin tim, kështu që e kam ruajtur si PDF, kam bërë një printim me 100%, kam bërë disa matje dhe më në fund e kam printuar përsëri me faktorin e duhur të shkallëzimit.

Për përpjekjen e parë unë krijova vetëm arte për dy këmbë. Për këtë unë grumbullova dy dërrasa, ngjita (për letër muri) printimin mbi të dhe i preva pjesët me një sharrë brezi artizanale model.

Materiali i përdorur: dru ahu 6mm (1/2 )

Më pas kam bërë disa eksperimente, nuk i kam dokumentuar, dhe kam bërë disa optimizime. Siç mund ta shihni tibia është pak më e madhe se sa femuri.

Për të montuar brirët servo përmes femurit, 2 mm e materialit duhet të priten. Kjo mund të bëhet në mënyra të ndryshme. Me një ruter ose me një stërvitje Forstner. Forstner ishte vetëm 200 mm në diametër, kështu që më duhej të bëja pak pasluftës me dorë me një daltë.

Hapi 2: Optimizimi i Femurit dhe Tibisë

Kam ndryshuar disi modelin.

1.) Tibia tani po përshtat servo -në që po përdor shumë më mirë.

2.) Femuri tani është pak më i vogël (rreth 3 nga boshti në bosht) dhe i përshtatet brirove servo (diametër 21 mm).

Unë isha duke përdorur 6 dërrasa prej druri me shtresë 6 mm dhe i ngjita së bashku me shirit të dyanshëm. Nëse kjo nuk është mjaft e fortë, mund të shponi një vrimë në të gjitha dërrasat dhe të përdorni një vidë për t'i rregulluar ato së bashku. atëherë një pjesë priten menjëherë me sharrë brezi. Nëse jeni mjaft të fortë, mund të përdorni edhe një bashkim pjesësh figure:-)

Hapi 3: Dizajnimi i kllapës Servo

Tani është koha për të hartuar kllapa servo. Kjo është krijuar fort lidhur me servo -në e përdorur që kam përdorur. Të gjitha pjesët janë bërë prej druri të ahut 6 mm përsëri shihni hapin tjetër.

Hapi 4: Prerja dhe montimi i kllapave servo

Përsëri kam prerë gjashtë pjesë në të njëjtën kohë të gjitha në sharrën e brezit. Metoda është e njëjtë si më parë.

1.) Duke përdorur shirit të dyanshëm, për të ngjitur dërrasat së bashku.

2.) Vidhat që të kenë më shumë qëndrueshmëri gjatë prerjes (nuk tregohet këtu).

Pastaj kam përdorur një model ngjitës artizanal për t'i ngjitur së bashku dhe dy vida SPAX (nuk janë aplikuar ende në foto).

Krahasuar me heksapodin origjinal nuk po përdor akoma kushineta topi, në vend të kësaj unë po përdor vetëm vida 3 mm, rondele dhe arra vetë fiksuese më vonë për të mbledhur këmbët me trupin/shasinë.

Hapi 5: Montimi i këmbëve dhe testimi

Në dy fotografitë e para shihni versionin e parë të një këmbë. Më tej shihni krahasimin e pjesëve të vjetra dhe të reja dhe një krahasim të pjesëve të reja (versioni dy) me origjinalin (foto në sfond).

Më në fund do të bëni një test të parë të lëvizjes.

Hapi 6: Ndërtimi dhe montimi i trupit

Trupi që jam përpjekur të rindërtoj nga fotot. Si referencë unë kam përdorur bririn e servo, të cilin e supozova me diametër 1 ". Pra, ana e përparme bëhet një gjerësi prej 4.5" dhe e mesme 6.5 ". Për gjatësinë kam supozuar 7". Më vonë kam blerë kompletin origjinal të trupit dhe e kam krahasuar atë. Po i afrohesha shumë origjinalit. Më në fund kam bërë një version të tretë, i cili është një kopje 1: 1 e origjinalit.

Kompleti i parë i trupit që kam bërë prej druri me shtresë 6 mm, këtu shihni versionin e dytë të bërë nga druri me shtresë 4 mm, të cilin kam zbuluar se është i fortë dhe mjaft i ngurtë. Ndryshe nga kompleti origjinal, unë po montoja bririn e servo në krye, respektivisht. përmes materialit (këtë mund ta shihni edhe me femurin). Arsyeja është, unë nuk jam në disponim për të blerë brirë alumini të shtrenjtë, përkundrazi dua të përdor brirët plastikë tashmë të shpërndarë. Një arsye tjetër është se unë po i afrohem servo -s, kështu që forcat qetësuese janë më pak. Kjo krijon një lidhje më të qëndrueshme.

Nga rruga, ndonjëherë është mirë të kesh Ganeshin në bord. Faleminderit mikut tim Tejas:-)

Hapi 7: Testet e para elektronike

Të gjitha artet janë mbledhur tani. OK, e di që nuk duket shumë bukur, por në fakt po eksperimentoj shumë. Në video mund të shihni duke luajtur disa sekuenca të thjeshta të paracaktuara, në të vërtetë nuk ka kinematikë të kundërt të zbatuar. Ecja e paracaktuar nuk po funksionon siç duhet sepse është dizajnuar për një 2 DoF.

Në këtë shembull unë jam duke përdorur kontrolluesin servo SSC-32U nga Lynxmotion, do ta gjeni këtu:

Disa ditë më parë unë po përdorja gjithashtu një kontrollues tjetër PWM (kontrollues PWM 16-kanalësh Adafruit, https://www.adafruit.com/product/815), por SCC ka në fakt disa veçori të këndshme, si ngadalësimi i servos.

Pra, kjo është deri tani. Tjetra më duhet të zbuloj se si të punoj kinematika inverse (IK), mbase do të programoj një ecje të thjeshtë si e paracaktuar në kontrolluesin SSC. Unë kam gjetur tashmë një shembull të gatshëm për t'u përdorur këtu https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts, por nuk e kam marrë akoma. Nuk e kam idenë pse, por jam duke punuar.

Pra, këtu është një listë e shkurtër ToDo.

1.) Programoni një ecje të thjeshtë si të ndërtuar në SSC.

2.) Programoni një klasë/mbështjellës kontrollues PS3 për Arduino Phoenix.

3.) Merr kodin nga KurtE që funksionon ose shkruaj kodin tim.

Servot që po përdor i kam gjetur në Amazon https://www.amazon.de/dp/B01N68G6UH/ref=pe_3044161_189395811_TE_dp_1. Çmimi është mjaft i mirë, por cilësia mund të jetë shumë më e mirë.

Hapi 8: Testi i parë i thjeshtë i ecjes

Siç e përmenda në hapin e fundit, unë jam përpjekur të programoj sekuencën time të ecjes. Kjo është një gjë shumë e thjeshtë, si një lodër mekanike, dhe nuk është e optimizuar për trupin që po përdor këtu. Një trup i thjeshtë i drejtë do të ishte shumë më mirë.

Pra, ju uroj shumë argëtim. Unë duhet të mësoj IK tani;-)

Vërejtje: Kur i shikoni këmbët me kujdes, do të shihni se disa servos sillen çuditshëm. Ajo që dua të them është se ata nuk lëvizin gjithmonë mirë, mbase më duhet t'i zëvendësoj me servos të tjerë.

Hapi 9: Portimi i kontrolluesit PS3

Këtë mëngjes po punoja për të shkruar një mbështjellës për kodin Phoenix. M’u deshën disa orë, rreth 2-3, për ta bërë këtë. kodi nuk është i korrigjuar më në fund dhe kam shtuar disa korrigjime shtesë në tastierë. Punon deri tani:-)

Por nga rruga, kur po drejtoja kodin Phoenix, duket se të gjithë servos që funksionojnë të përmbysur (drejtim i kundërt).

Kur doni të provoni vetë, keni nevojë për kodin nga KurtE si bazë https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts. Ndiqni udhëzimet për instalimin e kodit. Kopjoni dosjen Phoenix_Input_PS në dosjen tuaj të bibliotekës Arduino (zakonisht nën -dosje e dosjes suaj të skicimit), dhe dosjen Phoenix_PS3_SSC32 në dosjen tuaj të skicimit.

Info: Nëse nuk keni përvojë me Arduino dhe mjete dhe keni ndonjë problem, ju lutemi kontaktoni komunitetin Arduino (www.arduino.cc). Kur keni probleme me kodin Phoenix nga KurtE ju lutemi kontaktoni atë. Faleminderit.

Paralajmërim: Të kuptuarit e kodit nuk është asgjë për fillestarët, kështu që duhet të jeni shumë të njohur me C/C ++, programim dhe algoritëm. Kodi gjithashtu ka shumë kod të përpiluar me kusht, të kontrolluar nga #përcaktime, kjo e bën shumë të vështirë leximin dhe kuptimin.

Lista e pajisjeve:

• Arduino Mega 2560
• Mburoja e hostit USB (për Arduino)
• Kontrolluesi PS3
• Servo kontrollues LynxMotion SSC-32U
• Bateria 6 V (ju lutemi lexoni kërkesat për të gjithë HW -në tuaj, përndryshe mund ta dëmtoni)
• Arduino IDE
• Disa kabllo USB, çelsin dhe pjesë të tjera të vogla sipas nevojës.

Nëse ju pëlqen një kontrollues PS2, do të gjeni shumë informacion në internet se si të lidheni me Arduino.

Pra, ju lutemi bëni durim. Unë do ta përditësoj këtë hap, kur softueri të funksionojë si duhet.

Hapi 10: Testi i parë IK

Kam gjetur një port tjetër të kodit Phoenix i cili funksionon shumë më mirë (https://github.com/davidhend/Hexapod), mbase kam problem konfigurimi me kodin tjetër. Kodi duket të jetë pak i gabuar dhe hapat nuk duken shumë të qetë, por për mua ky është një hap i madh përpara.

Ju lutemi merrni parasysh, kodi është në të vërtetë eksperimental. Më duhet të pastroj dhe korrigjoj shumë dhe do të publikoj një përditësim ditët në vijim. Porta PS3 bazohet në portin e botuar tashmë PS3, dhe unë i kam hedhur skedarët PS2 dhe XBee.

Hapi 11: Testi i dytë IK

Zgjidhja ishte aq e lehtë. Më duhej të korrigjoja disa vlera konfigurimi dhe të përmbysja të gjitha këndet servo. Tani funksionon:-)

Hapi 12: Tibia dhe Coxa EV3

Unë nuk mund të rezistoja, kështu që kam bërë tibia dhe coxa të reja (kllapa servo). Ky është tani versioni i tretë që kam bërë. Të rejat janë në formë më të rrumbullakët dhe kanë një pamje më organike/bionike.

Pra, statusi aktual është. Hexapod po punon, por ende ka disa probleme me disa gjëra.

1.) Nuk kam gjetur pse BT ka një vonesë prej 2..3 sekonda.

2.) Cilësia e shërbimit është e dobët.

Gjera per te bere:

* Instalimet e servos duhet të përmirësohen.

* Nevojë për një mbajtës të mirë të baterisë.

* Duhet gjetur një mënyrë për të montuar pajisjet elektronike.

* Ri-kalibroni servot.

* Shtimi i sensorëve dhe një monitor tensioni për baterinë.

Hapi 13: Femur me formë të lëmuar

Disa ditë më parë unë tashmë kam bërë një femur të ri sepse nuk isha plotësisht i kënaqur me atë të mëparshëm. Në foton e parë do të shihni dallimet. Ato të vjetrat kishin një diametër prej 21 mm në skajet, ato të reja kanë një diametër prej 1 inç. Unë bëra vrima të lavamanit në kofshë me makinë mulliri me një mjet të thjeshtë ndihmues, siç mund ta shihni në tre fotografitë e ardhshme.

Para se të futni lavamanët në femur ka kuptim të shponi të gjitha vrimat, përndryshe mund të bëhet e vështirë. Bri servo përshtatet shumë mirë, hapi tjetër, që nuk tregohet këtu, po u jep skajeve një formë të rrumbullakët. Për këtë kam përdorur një bit router me rreze 3 mm.

Në foton e fundit do të shihni një krahasim të asaj të vjetër dhe të re. Nuk e di se çfarë mendoni, por mua më pëlqen më shumë e reja.

Hapi 14: Hapat e fundit

Unë do ta përfundoj këtë mësim tani, përndryshe do të bëhet një histori e pafund:-).

Në videon do të shihni kodin Phoenix të KurtE që funksionon me disa nga modifikimet e mia. Roboti nuk po lëviz në mënyrë perfekte, më falni, por servot e lirë kanë një cilësi të keqe. Kam porositur disa servos të tjerë, sapo kam testuar dy prej tyre me rezultate të mira, dhe ende pres në dorëzim. Pra, më falni nuk mund t'ju tregoj se si punon roboti me servot e rinj.

Pamja e pasme: Një sensor aktual 20 amper, i majtë nga tenxhere 10 k. Kur roboti ecën do të konsumojë lehtë 5 amper. Në të djathtë të tenxhere me 10 k do të shihni një piksel OLED 128x64 që tregon disa informacione mbi statusin.

Pamja e përparme: Një sensor i thjeshtë tejzanor HC-SR04, i pa integruar ende në SW.

Pamja në anën e djathtë: përshpejtuesi MPU6050 dhe xhiro (6-aks).

Pamja nga ana e majtë: altoparlanti Piezo.

Dizajni mekanik tani është bërë pak a shumë, me përjashtim të servos. Pra, detyrat e ardhshme do të jenë integrimi i disa sensorëve në SW. Për këtë kam krijuar një llogari GitHub me SW që po përdor, e cila bazohet në një fotografi të KurtE's Phoenix SW.

OLED:

GitHub im: