DIY Hexapod: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

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 štampača i mašine za rezanje WaterFlow. Sada ćete pronaći sve upotrijebljene materijale i korake koji su vam potrebni za izradu jednog od ovih robota.

Korak 1: Šta će vam trebati

Oprema

Lemilica, mašina za 3D štampanje, mašina za rezanje mlazom vode.

Materijal

• PLA filament za 3D štampanje
• silicijum,
• čelični pedacer
• M3X20 vijci
• M3X10 vijci
• M3 orasi
• Podloške M3
• 623zz kuglični ležajevi
• 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 polazi od broja servomotora koji se koriste po nozi. U ovom projektu odlučeno je koristiti 2 serva 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 stepena slobode imate, to je veća prirodnost vaših pokreta i akcija. Unutar plana ovog projekta, 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 prema mašini koji će zajedno simulirati kretanje čineći je hodom. Na temelju dimenzija prethodno navedenih servomotora, dizajnirano je kućište u koje je ugrađen ovaj tip pogona. Dimenzije ove pružaju referentne tačke za dizajn sistema pričvršćivanja, za noseće elemente i konektore 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 njegovo vratilo okretati i aktivirati element na koji je pričvršćen i tako razvijati kretanje po x ili y, potrebno za hodanje heksapod. Gledajući figure i slike, možete vidjeti točke na kojima su spojene na glavnu osnovu, 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 donji. 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; koji 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 vaše mašine. 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 kontrolera, 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 simulacijom naprezanja i umora glavnih elemenata, šipki i / ili spojnica. Uzimajući u obzir odabrani način proizvodnje, aditivnu proizvodnju, možete maksimalno iskoristiti dizajn, simulaciju i ispis čvrstog materijala koji najbolje odgovara vašim opterećenjima i primjeni. Uvijek uzimajući u obzir osnovne elemente nosača, pričvršćivača i ležajeva, za ono što vam je potrebno. To prema ulozi koju igraju u mehanizmu. Stoga biste trebali razmisliti o specifikacijama ovih elemenata tako da imaju odgovarajuće mjesto zajedno s ostalim dijelovima noge.

Korak 3: Dizajniranje elektronike

2 PCB -a su dizajnirana za robota.

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.

Glavna PCB ploča uključuje Arduino Mega, kao i bluetooth modul, svi servo pogoni su također povezani i koriste dvije linije napajanja koje dolaze direktno iz baterije na 2 vijčana terminala.

PCB daljinskog upravljača ima više komponenti, ali je kompaktniji, počevši od ugradnje Arduino Nano, na njega su spojena dva džojstika za kontrolu smjera i kretanja Hexapoda, jedno dugme sa 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 spojka na vratilo servomotora i na to je spojen komad: "JuntaServos" koji bi u svom pandan imao odgovarajući ležaj kako bi se olakšalo okretanje između oba dijela. Tada bi se spojio na drugi servo, vodoravni servo i odgovarajući set šipki koji se povezuju s druga 2 segmenta, čime se izravno pričvršćuje na čelični vrh. Oboje su pričvršćeni navedenim vijcima. Da biste završili s nogom, vrh otisnut u PLA umetne se pod pritiskom.

Ovaj postupak se mora ponoviti 6 puta da se sastave 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 kod funkcionira. i bit će podijeljen u dva dijela, kod daljinskog upravljača i kod heksapoda.

Prvo kontroler. Ako želite pročitati analogne vrijednosti potenciometara u upravljačkim palicama, preporučuje se da se te vrijednosti filtriraju i odgovaraju da bi se dobile 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 označila da je jedna od vrijednosti ovo promijenila kako bi mogla učiniti nešto kada ih drugi bluetooth modul primi.

Sada se Hexapod kod može podijeliti i na 2 dijela.

Prvi dio je mjesto gdje su određene funkcije koje će se vršiti prema porukama koje je primio bluetooth, a drugi dio je mjesto gdje je potrebno učiniti za stvaranje funkcija koje izvodi šesteronožac, kao što su hodanje naprijed, nazad, okretanje, druge. Ono što želite učiniti u kodu je odrediti potrebne varijable za rad i bluetooth komunikacije i funkcije servo upravljača i njihova kretanja u svakoj nozi.

funkcija Serial.readBytesUntil koristi se za dobijanje 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, ona se uspoređuje s funkcijom strcmp (), a skup funkcija if koje dodjeljuju vrijednosti varijabli tada se koristi za dodjelu funkcije šesteronožca u funkciji prekidača.

Postoje dodatne funkcije, a 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, naredba "BOTTON" se prima u heksapod kodu i mijenja brzinu kretanja heksapoda.

Korak 6: Testiranje

U sljedećem videu prikazano je kako je Hexapod evoluirao s vremenom te kako vidjeti testiranje i krajnji rezultat.