DIY Hexapod: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

U ovom uputstvu dat ću vam korak po korak vodič za stvaranje bluetooth, daljinski upravljanog heksapoda.

Prije svega, ovo je veliki heksapod, a za njegovo premještanje trebat će vam 12 snažnih servo motora (MG995), a za rukovanje ovom količinom PWM signala (za kontrolu svakog motora) najlakši način za to je korištenje Arduino Mega 2560 Mora se napomenuti da je korištena neka dodatna oprema, poput 3D pisača i stroja za rezanje WaterFlow. Sada ćete pronaći sve korištene materijale i korake koji su vam potrebni za izradu jednog od ovih robota.

Korak 1: Što će vam trebati

Oprema

Lemilica, stroj za 3D ispis, stroj za rezanje mlazom vode.

Materijal

• PLA filament za 3D ispis
• silicij,
• čelični pedacer
• M3X20 vijci
• M3X10 vijci
• M3 matice
• Podloške M3
• Kuglični ležajevi 623zz
• CAD softver

Komponente

• (12) Servo motori MG995
• (2) 9V baterije
• (1) 6V, 7Amps baterija
• GoPro kamera
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) Joysticks
• (2) HC-05 Bluetooth modul
• (1) 10K potenciometar

Korak 2: Mehanika i projektiranje dijelova koji će vam trebati

Mehanički dizajn

Mehanički dizajn počinje od broja servomotora koji se koriste po nozi. U ovom projektu odlučeno je koristiti 2 servo pogona po nozi, što mu daje veći broj stupnjeva slobode i čini njegovu prirodnost izuzetnom. Jasno je spomenuti da u bilo kojoj vrsti mehanizama, strojeva ili robota što više stupnjeva slobode imate, to je veća prirodnost vaših pokreta i djelovanja. Unutar plana za ovaj projekt, zahtjeva i ograničenja, potrebno je koristiti 12 pokretača, 2 po nozi. Kao što je spomenuto, servo motori bit će glavne komponente nogu, recimo da su to one točke koje predstavljaju zglobove robota. Time se pokreću različiti pokreti stroja koji će zajedno simulirati kretanje čineći ga hodom. Na temelju dimenzija prethodno navedenih servomotora, projektirano je kućište u koje je ugrađen ovaj tip pogona. Dimenzije ove pružaju referentne točke za projektiranje sustava pričvršćivanja, za noseće elemente i spojnice za ono što će činiti nogu u cjelini. Jedan od servo motora postavljen je okomito, a drugi vodoravno, to je uglavnom zbog smjera u kojem će se osovina okretati i aktivirati element na koji je pričvršćen, te na taj način razviti kretanje po x ili y, potrebno za hodanje šesteronožac. Gledajući figure i slike, možete vidjeti točke na kojima su sastavljene na glavnoj bazi, a to su ploče, robota. Ako servomotor pogledate u uspravnom položaju, vidjet ćete da se nalazi između obje ploče. Jedan od njih je zašrafljen u gornjem dijelu, a drugi u donjem. Odatle će konektori i šipke olakšati podršku drugom servomotoru u vodoravnom položaju, iz kojega 4 različite vrste konektora rade kao dio noge. Oni omogućuju mehaničko kretanje koje simulira i aktivira podizanje i pomicanje ovog elementa; koja uključuje ove dvije šipke koje drže najveću komponentu noge, na koju počiva i ostavlja gotovo cijelu težinu robota.

Kao što je već spomenuto, postoje ograničenja koja definiraju vaš dizajn. Mogu biti različitih vrsta, bilo mehaničkih, ekonomskih ili bilo kojeg drugog bitnog resursa za rad vašeg stroja. Ovi mehanički elementi; u ovom slučaju servomotori su utvrdili dimenzije robota. Zbog toga je dizajn predložen u ovom priručniku takvih dimenzija, budući da polaze uglavnom od odabranih aktuatora i regulatora, kojima je kasnije dodana velika baterija.

Važno je reći da mehanički dizajn nije definiran tako da se replicira kako je predloženo. To se čak može optimizirati simulacijama naprezanja i umora glavnih elemenata, šipki i / ili spojnica. Uzimajući u obzir odabrani način proizvodnje, aditivnu proizvodnju, možete maksimalno iskoristiti dizajn, simulaciju i ispis čvrste tvari koja najbolje odgovara vašim opterećenjima i primjeni. Uvijek uzimajući u obzir osnovne elemente potpore, pričvršćivače i ležajeve, za ono što vam je potrebno. To prema ulozi koju imaju u mehanizmu. Stoga biste trebali razmisliti o specifikacijama ovih elemenata tako da imaju odgovarajuće mjesto zajedno s ostalim dijelovima noge.

Korak 3: Projektiranje elektronike

2 PCB -a namijenjena robotu.

1 je glavna ploča koja će se montirati u robota, a druga je za elektroniku u daljinskom upravljaču. PCB je dizajniran pomoću softvera Fritzing, a zatim obrađen pomoću CNC usmjerivača za graviranje na PCB -u.

Glavni PCB uključuje Arduino Mega, kao i bluetooth modul, svi servo su također povezani i koriste dvije linije napajanja koje dolaze izravno iz baterije na 2 vijčana priključka.

PCB daljinskog upravljača ima više komponenti, ali je kompaktniji, počevši od ugradnje Arduino Nano, na njega su spojena dva joysticka za kontrolu smjera i kretanja Hexapoda, jedan gumb s odgovarajućim otpornikom od 220 Ohma, potenciometar za podešavanje visine robota i njegovog bluetooth modula HC05. Sve ploče se napajaju pomoću 9V baterije, a elementi na njoj napajaju se pomoću 5v izlaza Arduino ploče.

Nakon projektiranja, PCB se može proizvesti posebnim CNC PCB alatom za obradu, a zatim možete nastaviti s ugradnjom svih komponenti u ploče.

Korak 4: Korak 4: Sklapanje

Nakon što su dostupni svi ispisani dijelovi, vijci i ležajevi, kao i alati za sastavljanje robota, možete započeti sa sastavljanjem odgovarajućih dijelova, s obzirom na to da su baze okomitih servo sklopova sastavljene s gornjom i donjom pločom, 6 ovih komada sa servomotorom unutar njih. Sada je spojena spona s vratilom servomotora i na to je spojen komad: "JuntaServos" koji bi u svom pandan imao odgovarajući ležaj za olakšavanje rotacije između oba dijela. Tada bi bio spojen na drugi servo, vodoravni servo i odgovarajući set šipki koji se povezuju s druga 2 segmenta, čime se izravno pričvršćuje na čelični vrh. Oba su pričvršćena vijcima s naznačenim vijcima. Za kraj s nogom, vrh otisnut u PLA umetne se pod pritiskom.

Ovaj se postupak mora ponoviti 6 puta za sastavljanje 6 nogu koje podržavaju i aktiviraju robota. Konačno; postavite kameru na gornju ploču, prilagođavajući je prema želji korisnika.

Korak 5: Korak 5: Kodiranje

U ovom odjeljku bit će opisano malo kako kôd radi. i bit će podijeljen u dva dijela, kod daljinskog upravljača i kod heksapoda.

Prvo kontroler. Želite li pročitati analogne vrijednosti potenciometra u upravljačkim palicama, preporučuje se da se te vrijednosti filtriraju i odgovaraju za dobivanje vrijednosti samo kada se one promijene izvan raspona utvrđenog u kodu. Kada se to dogodi, vrijednost vrste polja znakova šalje se pomoću funkcije Arduino Serial.write putem Bluetootha kako bi se pokazalo da je jedna od vrijednosti to promijenila kako bi mogla učiniti nešto kada ih drugi bluetooth modul primi.

Sada se Hexapod kod može podijeliti i na 2 dijela.

Prvi dio označava funkcije koje će se vršiti prema porukama primljenim putem Bluetootha, a drugi dio gdje je potrebno učiniti za stvaranje funkcija koje izvodi šesteronožac, poput hodanja naprijed, natrag, okretanje, druge. Ono što želite učiniti u kodu je odrediti potrebne varijable za rad i bluetooth komunikacije i funkcije servomotora i njihova kretanja u svakoj nozi.

funkcija Serial.readBytesUntil koristi se za dobivanje cijelog niza znakova, što je 6, sve naredbe imaju 6 znakova, što je vrlo važno uzeti u obzir. Na forumima Arduina možete pronaći reference o tome kako odabrati optimalne parametre kako bi poruka bila ispravno primljena. Nakon dobivanja cijele poruke, uspoređuje se s funkcijom strcmp (), a tada se za dodjelu funkcije šesteronožca u funkciji prebacivanja koristi skup funkcija if koje dodjeljuju vrijednosti varijabli.

Postoje dodatne funkcije, jedna od njih prilikom primanja naredbe "POTVAL" mijenja visinu robota, druga funkcija mijenja relativnu visinu svake noge i njezinu statičku rotaciju, to se postiže pomoću upravljačke palice, a kada se pritisne tipka u kontroli se prima naredba "BOTTON" u kodu šesteronožca i mijenja brzinu kretanja šesteronožca.

Korak 6: Testiranje

U sljedećem videu prikazano je kako se Hexapod razvijao tijekom vremena te kako bi vidjeli testiranje i krajnji rezultat.