Hexapod: 14 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Bir neçə il ətrafında oynamaq və robotlar yaratmaqla maraqlanıram və Zenta'dan çox ilham aldım, burada Youtube kanalını https://www.youtube.com/channel/UCmCZ-oLEnCgmBs_T və veb saytını http tapa bilərsiniz.: //zentasrobots.com.

İnternetdə bir çox fərqli satıcı tərəfindən bir çox dəst tapa bilərsiniz, lakin onlar çox baha başa gəlir, 4 DoF hexapod üçün 1.500 $+ -ə qədərdir və çindən olan dəstlərin keyfiyyəti yaxşı deyil. Beləliklə, özüm üçün hexapodda yaratmağa qərar verdim. Zenta'nın hexapod Phoenix-dən ilham alaraq onu Youtube kanalında tapa bilərsiniz (və https://www.lynxmotion.com/c-117-phoenix.aspx tapa biləcəyiniz bir dəst, sıfırdan özüm yaratmağa başladım.

Özüm üçün aşağıdakı hədəfləri/tələbləri təyin etsəniz yaratmaq üçün:

1.) Çox əylənin və yeni şeylər öyrənin.

2.) Xərclərə əsaslanan dizayn (lənət olsun, şirkətim məni tamamilə korladı)

3.) Ağacdan hazırlanan hissələr (çünki insanların çoxu və mənim üçün odun kəsmək daha asandır)

4.) Pulsuz mövcud vasitələrdən istifadə (proqram təminatı)

Yaxşı, indiyə qədər istifadə etdiyim şey?

a) SketchUp, mexaniki dizayn üçün.

b) Fıstıq taxtası 4 mm və 6 mm (1/4 ).

c) Arduino Uno, Mega, IDE.

d) Rəqəmsal standart servolar (yaxşı qiymətə amazonda tapılır).

e) Dosuki və Bandsaw, bir qazma maşını, zımpara kağızı və bir fayl.

Addım 1: Ayaqlar və Servo Mötərizələrin Qurulması

Əvvəlcə bir robotun necə ediləcəyini öyrənmək üçün internetdə bir az araşdırma aparırdım, amma mexaniki dizaynın necə ediləcəyi ilə bağlı yaxşı məlumat əldə etmək o qədər də uğurlu olmadı. Çox əziyyət çəkdim və nəhayət SketchUp istifadə etməyə qərar verdim.

SketchUp ilə bir neçə saatlıq öyrənmədən sonra ilk ayaq dizaynımı tamamladım. Femur istifadə etdiyim servo buynuzların ölçüsünə görə optimallaşdırılmışdır. Anladığım kimi, orijinalın diametri 1 civarında görünür, amma servo buynuzlarımda 21 mm var.

Düzgün miqyaslı bir çap etmək kompüterimdə SketchUp ilə düzgün işləmirdi, buna görə də onu PDF olaraq saxladım, 100%çap etdim, bəzi ölçülər etdim və nəhayət yenidən düzgün miqyaslama faktoru ilə çap etdim.

İlk cəhddə yalnız iki ayaq üçün sənətlər yaratdım. Bunun üçün çapı yapışdıraraq (divar kağızı üçün) iki lövhə yığdım və hissələrini model sənətkarlıq testeresi ilə kəsdim.

İstifadə olunan material: ağac 6mm (1/2 )

Daha sonra bəzi təcrübələr etdim, sənədləşdirmədim və bəzi optimallaşdırmalar etdim. Gördüyünüz kimi tibia femur qədər bir qədər böyükdür.

Servo buynuzları femurdan keçirtmək üçün 2 mm material kəsilməlidir. Bu müxtəlif yollarla edilə bilər. Router və ya Forstner qazma ilə. Forstnerin diametri cəmi 200 mm idi, buna görə müharibədən sonrakı dövrəni bir çisellə əllə etmək məcburiyyətində qaldım.

Addım 2: Femur və Tibianın optimallaşdırılması

Dizaynını bir az dəyişmişəm.

1.) Tibia indi daha yaxşı istifadə etdiyim servoya uyğundur.

2.) Femur indi bir qədər kiçikdir (oxdan oxa təxminən 3 ) və servo buynuzlarına (diametri 21 mm) uyğundur.

6 mm taxta taxtadan istifadə etdim və onları iki tərəfli lentlə yapışdırdım. Bu kifayət qədər güclü deyilsə, bütün lövhələrdən bir delik aça və onları bir -birinə bağlamaq üçün bir vida istifadə edə bilərsiniz. sonra bir hissə şerit testeresi ilə dərhal kəsilir. Əgər kifayət qədər sərtsinizsə, bir yapboz da istifadə edə bilərsiniz:-)

Addım 3: Servo Mötərizəsinin Dizaynı

İndi servo mötərizəni dizayn etməyin vaxtı gəldi. Bu, istifadə etdiyim servo ilə əlaqəli şəkildə hazırlanmışdır. Bütün hissələr 6 mm qalınlığında fıstıq ağacından hazırlanmışdır, növbəti addıma baxın.

Addım 4: Servo Mötərizələrin kəsilməsi və yığılması

Yenə eyni anda altı hissəni kəsdim. Metod əvvəlki ilə eynidır.

1.) İki tərəfli lentdən istifadə edərək lövhələri bir -birinə yapışdırın.

2.) Kəsmə zamanı daha çox sabitliyə malik vintlər (burada göstərilməyib).

Sonra onları bir -birinə yapışdırmaq üçün bəzi model sənətkarlıq yapışqanlarından və iki SPAX vintindən istifadə etdim (fotoda hələ tətbiq olunmayıb).

Orijinal hexapod ilə müqayisədə hələ də rulman istifadə etmirəm, bunun əvəzinə ayaqları gövdə/şassi ilə yığmaq üçün yalnız 3 mm vintlər, yuyucular və özünü bərkidən qoz -fındıqlardan istifadə edirəm.

Addım 5: Ayaqları yığın və sınayın

İlk iki şəkildə bir ayağın ilk versiyasını görürsünüz. Sonra köhnə və yeni hissələrin müqayisəsini və yeni hissələrin (ikinci versiya) orijinalla müqayisəsini (arxa planda şəkil) görürsünüz.

Nəhayət, ilk hərəkət testiniz olacaq.

Addım 6: Bədənin qurulması və yığılması

Fotoşəkillərdən yenidən qurmağa çalışdığım bədən. İstiqamət olaraq, 1 "diametrli olduğunu düşündüyüm servo buynuzdan istifadə etdim. Beləliklə, ön tərəfi 4.5" və ortası 6.5 "eninə çevrilir. Uzunluğa görə 7" qəbul etdim. Daha sonra orijinal bədən dəstini alıb müqayisə etdim. Orijinala çox yaxınlaşırdım. Nəhayət, orijinalın 1: 1 nüsxəsi olan üçüncü versiyanı hazırladım.

6 mm -lik taxtadan hazırladığım ilk gövdə dəsti, burada 4 mm -lik taxtadan hazırlanan ikinci versiyanı görürsən ki, kifayət qədər möhkəm və sərtdir. Orijinal dəstdən fərqli olaraq servo buynuzunu üstünə qoyurdum. material vasitəsilə (bunu femurda da görə bilərsiniz). Səbəb odur ki, bahalı alüminium buynuzlar almağa hazır deyiləm, bunun əvəzinə artıq satışda olan plastik buynuzlardan istifadə etmək istəyirəm. Başqa bir səbəb, servoya yaxınlaşdığım üçün kəsmə qüvvələri daha azdır. Bu daha sabit bir əlaqə yaradır.

Yeri gəlmişkən, bəzən Ganeşin də gəmidə olması yaxşıdır. Dostum Tejas'a təşəkkürlər:-)

Addım 7: İlk Elektronika Testləri

İndi bütün sənətlər bir araya gəlir. Tamam, çox gözəl görünmədiyini bilirəm, amma əslində çox təcrübə aparıram. Videoda əvvəlcədən təyin edilmiş bəzi sadə ardıcıllıqların oynandığını görə bilərsiniz, əslində heç bir tərs kinematik tətbiq olunmur. Əvvəlcədən təyin edilmiş gediş düzgün işləmir, çünki 2 DoF üçün hazırlanmışdır.

Bu nümunədə Lynxmotion-dan SSC-32U servo nəzarətçisini istifadə edirəm, burada tapa bilərsiniz:

Bir neçə gün əvvəl başqa bir PWM nəzarətçisindən də istifadə edirdim (Adafruit 16 kanallı PWM nəzarətçisi, https://www.adafruit.com/product/815), amma SCC-nin servoları yavaşlatmaq kimi gözəl xüsusiyyətlərə malikdir.

Beləliklə, indiyə qədər budur. Sonra tərs kinematik (IK) işlərini necə edəcəyimi öyrənməliyəm, bəlkə də SSC nəzarətçisində əvvəlcədən təyin edilmiş kimi sadə bir gediş proqramlaşdıracağam. Burada artıq istifadəyə hazır bir nümunə tapdım https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts, amma hələ işləməmişəm. Səbəbini bilmirəm, amma üzərində işləyirəm.

Beləliklə, burada qısa bir iş siyahısı var.

1.) SSC -də qurmaq kimi sadə bir gedişi proqramlaşdırın.

2.) Arduino Phoenix üçün bir PS3 nəzarətçi sinif/sarğı proqramlaşdırın.

3.) KurtE işləyən kodu alın və ya öz kodumu yazın.

İstifadə etdiyim servoları Amazon -da tapdım https://www.amazon.de/dp/B01N68G6UH/ref=pe_3044161_189395811_TE_dp_1. Qiymət olduqca yaxşıdır, amma keyfiyyət daha yaxşı ola bilər.

Addım 8: İlk Sadə Yürüş Testi

Son addımda qeyd etdiyim kimi, öz gediş ardıcıllığımı proqramlaşdırmağa çalışdım. Bu, mexaniki bir oyuncaq kimi çox sadədir və burada istifadə etdiyim bədən üçün optimallaşdırılmamışdır. Sadə düz bədən daha yaxşı olardı.

Beləliklə, sizə çox əyləncə arzulayıram. İndi IK öyrənməliyəm;-)

Qeydlər: Ayaqları diqqətlə izlədiyiniz zaman, bəzi servoların qəribə davrandığını görəcəksiniz. Demək istədiyim odur ki, həmişə hamar hərəkət etmirlər, bəlkə də onları başqa servolarla əvəz etməliyəm.

Addım 9: PS3 Nəzarətçisinin daşınması

Bu səhər Phoenix kodu üçün bir sarğı yazmaq üzərində işləyirdim. Bunu etmək üçün 2-3 saat çəkdi. kod nəhayət düzəldilmədi və konsola bəzi əlavə ayıklama əlavə etdim. İndiyə qədər işləyir:-)

Ancaq yeri gəlmişkən, mən Phoenix kodunu işləyərkən, tərsinə dönmüş bütün servoların (əks istiqamətdə) işlədiyi görünür.

Özünüz sınamaq istədiyiniz zaman əsas olaraq KurtE koduna ehtiyacınız var https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts. Kodu yükləmək üçün təlimatları izləyin. Phoenix_Input_PS qovluğunu Arduino kitabxana qovluğunuza (adətən eskiz qovluğunuzun alt qovluğuna) və Phoenix_PS3_SSC32 qovluğunu eskiz qovluğunuza kopyalayın.

Məlumat: Arduino və alətlərlə təcrübəniz yoxdursa və bir probleminiz varsa, Arduino icması ilə əlaqə saxlayın (www.arduino.cc). KurtE -dən Phoenix kodu ilə probleminiz varsa, onunla əlaqə saxlayın. Təşəkkürlər.

Xəbərdarlıq: Kodu başa düşmək mənim fikrimcə yeni başlayanlar üçün heç bir şey deyil, buna görə də C/C ++, proqramlaşdırma və alqoritmlə çox tanış olmalısan. Kodun #defines tərəfindən idarə olunan bir çox şərti tərtib edilmiş kodu da var, bu da oxumağı və başa düşməyi çox çətinləşdirir.

Hardwarelist:

• Arduino Mega 2560
• USB host qalxanı (Arduino üçün)
• PS3 nəzarətçi
• LynxMotion SSC-32U servo nəzarətçi
• Batareya 6 V (zəhmət olmasa bütün HW -nin tələblərini oxuyun, əks halda zədələnə bilərsiniz)
• Arduino IDE
• Bəzi USB kabelləri, açarlar və digər kiçik hissələr lazım olduqda.

Bir PS2 nəzarətçisini sevirsinizsə, internetdə Arduinoya necə qoşulacağınız haqqında bir çox məlumat tapa bilərsiniz.

Odur ki, səbirli olun. Proqram düzgün işlədikdə bu addımı yeniləyəcəyəm.

Addım 10: İlk IK Testi

Daha yaxşı işləyən Phoenix kodunun fərqli bir limanını tapdım (https://github.com/davidhend/Hexapod), bəlkə də digər kodla konfiqurasiya problemim var. Kod bir az səhv görünür və gedişlər çox hamar görünmür, amma mənim üçün bu irəliyə doğru böyük bir addımdır.

Diqqət yetirin, kod əslində eksperimentaldır. Çox şeyi təmizləməli və düzəltməliyəm və yaxın günlərdə bir yeniləmə dərc edəcəyəm. PS3 portu artıq yayımlanmış PS3 portuna əsaslanır və PS2 və XBee fayllarını atdım.

Addım 11: İkinci IK Testi

Həll çox asandı. Bəzi konfiqurasiya dəyərlərini düzəltmək və bütün servo açıları çevirmək məcburiyyətində qaldım. İndi işləyir:-)

Addım 12: Tibia və Coxa EV3

Mən müqavimət göstərə bilmədim, buna görə də yeni tibialar və coxa (servo mötərizələr) hazırladım. Bu, hazırladığım üçüncü versiyadır. Yeniləri daha yuvarlaq formadadır və daha üzvi/biyonik görünüşə malikdir.

Deməli, faktiki status belədir. Hexapod işləyir, amma hələ də bəzi şeylərdə problem var.

1.) BT -nin niyə 2..3 saniyə gecikdiyini öyrənməmişəm.

2.) Servo keyfiyyəti pisdir.

Etməli şeylər:

* Servoların naqilləri yaxşılaşdırılmalıdır.

* Yaxşı bir batareya tutacağı lazımdır.

* Elektronikanı bağlamaq üçün bir yol tapmaq lazımdır.

* Servoları yenidən kalibr edin.

* Batareya üçün sensorlar və gərginlik monitoru əlavə etmək.

Addım 13: Hamar Formalı Femur

Bir neçə gün əvvəl, əvvəlkisindən tam razı olmadığım üçün yeni bir femur düzəltdim. İlk şəkildəki fərqləri görəcəksiniz. Köhnələrin uclarında diametri 21 mm, yenilərinin diametri 1 düym idi. Növbəti üç şəkildə gördüyünüz kimi sadə bir köməkçi vasitəsi ilə freze maşını ilə bud sümüyünə deşik deşikləri düzəltdim.

Lavaboları femura daxil etməzdən əvvəl bütün delikləri qazmağın mənası var, əks halda çətin ola bilər. Servo buynuzu çox yaxşı uyğun gəlir, burada göstərilməyən növbəti addım kənarlara yuvarlaq bir forma verir. Bunun üçün 3 mm radiuslu bir router bitindən istifadə etdim.

Son şəkildə köhnə ilə yenisini müqayisə edəcəksiniz. Nə düşündüyünü bilmirəm, amma yenisini daha çox bəyənirəm.

Addım 14: Son addımlar

Bu dərsliyi indi bitirəcəyəm, əks halda sonsuz bir hekayə olacaq:-).

Bəzi dəyişikliklərimlə işləyən KurtE Phoenix kodunu görəcəksiniz. Robot mükəmməl hərəkət etmir, üzr istəyirik, amma ucuz servoların keyfiyyəti pisdir. Başqa bir servo sifariş etdim, yalnız ikisini yaxşı nəticələrlə sınadım və hələ də çatdırılmasını gözləyirəm. Bağışlayın, robotun yeni servolarla necə işlədiyini sizə göstərə bilmərəm.

Arxa görünüş: 10 k qazanın solunda 20 amperlik cərəyan sensoru. Robot yeriyəndə 5 amper asanlıqla istehlak edəcək. 10 k qazanın sağ tərəfində bəzi status məlumatlarını göstərən OLED 128x64 piksel görürsünüz.

Ön görünüş: Hələ SW-də inteqrasiya olunmamış sadə bir ultrasəs sensoru HC-SR04.

Sağ tərəfdən görünüş: MPU6050 sürətləndiricisi və giro (6 ox).

Sol tərəfdən görünüş: Piezo dinamik.

Mexanik dizayn indi, servolar istisna olmaqla, az və ya çox dərəcədə aparılır. Beləliklə, növbəti vəzifələr bəzi sensorları SW -yə birləşdirmək olacaq. Bunun üçün KurtE Phoenix SW -nin anlıq görüntüsünə əsaslanaraq istifadə etdiyim SW ilə bir GitHub hesabı yaratdım.

OLED:

GitHub'ım: