Hodalica na četiri noge s servom: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Izgradite vlastiti (bespotrebno tehnički) robot sa 4 noge i hodanjem na servomotorima! Prvo, upozorenje: Ovaj bot je u osnovi verzija klasičnog BEAM hodača s 4 noge s mikrokontrolerom. BEAM 4-legger možda će vam biti lakše napraviti ako već niste postavljeni za programiranje mikrokontrolera i samo želite izgraditi hodalicu. S druge strane, ako tek počinjete programirati mikroprocesore i imate nekoliko servo pogona ako krenemo, ovo je vaš idealan projekt! Možete se igrati s mehanikom hodalica bez brige o dotjerivanju analognog BEAM mikrokordera. Pa iako ovo zapravo nije BEAM bot, sljedeće dvije web stranice odlični su resursi za svakog šetača s četiri noge: Vodič za šetače s četiri noge Brama van Zoelena ima dobar pregled mehanike i teorije. Uklonio sam dizajn nogu s njegova website. Chiu-Yuan Fang web stranica za hodanje također je prilično dobra za BEAM stvari i neke naprednije dizajne hodalica. Jeste li završili s čitanjem? Spremni za gradnju?

Korak 1: Skupite dijelove, izmjerite, malo isplanirajte

Izrada četveronožnog servo šetača prilično je jednostavna, dijelovi mudro. U osnovi, potrebna su vam dva motora, noge, baterija, nešto za pokretanje motora naprijed-natrag i okvir za držanje svih njih. Popis dijelova: 2x Tower Hobbies TS-53 Servos20in teška bakrena žica: 12in za prednje noge, 8in za stražnju stranu. Ja sam imao 10-metarski. 12-mjerač bi trebao raditi, ali pretpostavljam. Baterija je NiMH od 3,6 V koja se povoljno prodavala na internetu. Mozak mikrokontrolera je AVR ATMega 8. Okvir je Sintra, što je super. To je plastična foamboard ploča koja se savija kad je zagrijete u kipućoj vodi. Možete ga rezati, bušiti, matirati nožem, a zatim savijati u oblik. Ja sam svoje nabavio u Solarbotics-u. Ostali dijelovi: Izbušena projektna ploča za sklopove sklopki (muški i ženski) za servo i akumulatorske priključke 28-polna utičnica za ATMegaSuper-duper ljepiloLemilica i lemljenje, žica Neki sitni vijci za držanje motora onDrillMatte nož Ovdje me vidite kako mjerim dijelove, skiciram okvir, a zatim hvatam ravnalo za izradu predloška od papira. Koristio sam predložak kao vodič za označavanje olovkom gdje ću izbušiti rupe u Sintri.

Korak 2: Izradite okvir, postavite motore

Prvo sam izbušio rupe na uglovima dva izreza motora, a zatim matiranim nožem zabio uz rub ravnala od rupe do rupe. Za prolazak kroz Sintru potrebno je oko 20 dodavanja nožem. Postao sam lijen i puknuo sam ga nakon što sam ga prerezao otprilike 1/2 puta.

Nakon što sam izrezao rupe, testirao sam motore samo da vidim kako rade. (Malo preširoko, ali dužina mi je taman odgovarajuća.)

Korak 3: Savijte okvir, pričvrstite motore

Nažalost, nisam imao dovoljno ruku da se fotografiram kako savijam Sintru, ali evo kako se to dogodilo:

1) Prokuhani mali lonac vode na štednjaku 2) Držite Sintru pod vodom minutu ili dvije drvenom žlicom (Sintra pluta) 3) Izvadite je i vrućim rukavicama i nečim ravnim držite savijenu pod pravim kutom dok ne ohlađen. Za klasični dizajn hodača "Miller" želite kut od 30 stupnjeva na prednjim nogama. Izbušili rupe za vijke i uključili motore.

Korak 4: Pričvrstite noge na trube servo motora u obliku zvijezde

Izrezao sam presjek od 12 "i 8" debele bakrene žice s kosim papučicama kako bih napravio prednje, odnosno stražnje noge. Zatim sam ih savio pod kutom da ih pričvrstim na servo trube.

Klasičan trik BEAM -a kada trebate pričvrstiti stvari je da ih povežete žicom za spajanje. U ovom sam slučaju skinuo žicu za spajanje, provukao je kroz rogove i oko nogu te je dosta uvio. Neki ljudi u ovom trenutku leme žicu. Moja se i dalje čvrsto drži bez nje. Slobodno odrežite višak i savijte uvijene dijelove prema dolje.

Korak 5: Pričvrstite noge uz tijelo, savijte ih kako treba

Pričvrstite servo zvijezde (s nogama uključenim) natrag na motore, a zatim se savijte.

Simetrija je ovdje ključna. Savjet da stranice ostanu ravne je savijati se samo u jednom smjeru odjednom, tako da je lakše promatrati oči ako radite previše s jedne ili s druge strane. S tim da sam već mnogo puta savijao i savijao svoje, a možete ponovno početi izravno ako se kasnije previše udaljite od puta nakon što ste ga previše puta dotjerali. Bakar je tako sjajan. Za dodatne savjete ovdje pogledajte web stranice koje sam naveo ili ih samo provjerite. Mislim da to i nije toliko kritično, barem što se tiče pokretanja. Kasnije ćete ga prilagoditi. Jedini kritični bit je da težište postavite dovoljno u sredinu da može hodati udesno. U idealnom slučaju, kada je jedna prednja noga u zraku, okretanje stražnjih nogu nagnat će bot naprijed na visoku/naprijed prednju nogu, koja će tada obavljati hodanje. Vidjet ćete na što mislim u videu koji će se pojaviti.

Korak 6: Mozak

Moždana ploča je prilično prosta, pa ćete morati oprostiti na mojoj skiciranoj shemi. S obzirom da koristi servo pogone, nema potrebe za kompliciranim upravljačkim programima motora ili onim što imate. Jednostavno priključite +3,6 volti i uzemljite (ravno iz akumulatora) za pokretanje motora i udarite ih signalom iz mikrokontrolera koji modulira širinu impulsa kako biste im rekli kamo trebaju ići. (Pogledajte stranicu servo servisa wikipedia ako ste tek počeli koristiti servomotore.) Izrezao sam komad izbušene prazne ploče i na njega zalijepio zaglavlja. Dva 3-pinska zaglavlja za servo pogone, jedno 2-pinsko zaglavlje za bateriju, jedno 5-pinsko zaglavlje za moj AVR programator (što bih trebao napraviti za instrukcije jednog dana) i 28-polna utičnica za ATMega 8 čip. Nakon što su sve utičnice i zaglavlji zalijepljeni, zalemio sam ih. Većina ožičenja nalazi se na donjoj strani ploče. To je zapravo samo nekoliko žica.

Korak 7: Programirajte čip

Programiranje se može obaviti sa sofisticiranim postavkama koliko imate. Osobno, to je samo (na slici) geto-programer-samo neke žice lemljene na paralelni utikač. Ove upute detaljno opisuju programera i softver koji su vam potrebni za pokretanje. Nemoj! Nemoj! Nemojte koristiti ovaj kabel za programiranje s uređajima koji se čak približavaju naponima iznad 5 V. Napon bi mogao pokrenuti kabel i ispržiti paralelni priključak vašeg računala, uništavajući vaše računalo. Elegantniji dizajn ima ograničavajuće otpornike i/ili diode. Za ovaj projekt, geto je u redu. Ugrađena je samo baterija od 3,6 V. Ali budite oprezni. Ovdje se nalazi kôd koji koristim. Uglavnom, pretjerano je jednostavno natjerati dva motora da se okreću naprijed -natrag, ali bilo mi je zabavno. Suština je u tome da servo motorima trebaju impulsi svakih 20 -ak ms. Duljina pulsa govori servo servisu gdje okrenuti noge. 1,5 ms je oko središta, a raspon je otprilike 1 ms do 2 ms. Kod koristi ugrađeni 16-bitni generator impulsa za signalni impuls i kašnjenje od 20 ms, a daje mikrosekundnu rezoluciju pri osnovnoj brzini. Rezolucija serva je negdje blizu 5-10 mikrosekundi, pa je 16-bita dovoljno. Mora li postojati instrukcija za programiranje mikrokontrolera? Morat ću na to. Javite mi u komentarima.

Korak 8: Prvi koraci bebe

Prednje noge su mi se ljuljale oko 40 stupnjeva u svakom smjeru, a stražnje oko 20 stupnjeva. Pogledajte prvi video za primjer hoda odozdo.

(Obratite pažnju na lijepo kašnjenje od nekoliko sekundi kada pritisnem gumb za poništavanje. Vrlo je zgodno pri ponovnom programiranju kako bi mirno sjedio nekoliko sekundi s uključenim napajanjem. Također, zgodno je centrirati noge kad završite svira i samo želite da ustane.) Hodalo je u prvom pokušaju! Pogledajte drugi video. U videu promatrajte način na koji se prednja noga podiže prema gore, a zatim se zadnje noge okreću kako bi pala naprijed na prednju nogu. To je hodanje! Igrajte se s težištem i savijanjem nogu dok ne dobijete taj pokret. Primijetio sam da se mnogo okreće na jednu stranu, iako sam bio prilično siguran da sam motore centrirao mehanički i u kodu. Ispostavilo se da je to zbog oštrog ruba na jednoj od nogu. Tako sam napravio robo-čizme. Zar ništa ne može učiniti termoskupljajuće cijevi ?!

Korak 9: Ugađanje

Tako da ide ok. Još uvijek se igram s hodom, oblikom nogu i vremenom kako bih vidio koliko brzo mogu uspjeti u ravnoj liniji i koliko visoko mogu uspjeti da se popne.

Za penjanje je savijanje prednje noge neposredno prije nogu ključno - pomaže da se ne uhvati za rubove. Umjesto toga, noga jaše preko prepreke ako udari ispod "koljena". Pokušao sam postići da stopala udaraju pod približno istim kutom od 30 stupnjeva kao okvir. Pa koliko se visoko može popeti?

Korak 10: Pa koliko visoko se može popeti?

Trenutno ima oko 1 inč, što nadmašuje većinu najjednostavnijih robota na kotačima koje sam napravio, pa se ne žalim. Pogledajte video da biste ga vidjeli na djelu. Nikad ne skače ravno. Bit će potrebno nekoliko pokušaja da podignete obje prednje noge. Iskreno, izgleda kao problem vuče više od svega. Ili težište može biti malo visoko za zamah dugačke prednje noge. Možete vidjeti kako ga je gotovo izgubilo dok je prednja noga tjerala tijelo u zrak. Nagovještaj stvari koje slijede…

Korak 11: Pa što se ne može popeti?

Do sada nisam uspio pouzdano ovladati umjetnošću francuske kuhinje (svezak 2). Čini se da je 1 1/2 inča trenutno ograničenje koliko visoko može ići. Možda će pomoći smanjenje rotacije prednjih nogu? Možda malo spustiti tijelo na tlo? Gledaj video. Svjedočite agoniji poraza. Prokleta bila, Julia Child!