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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Izgradite vlastiti (bespotrebno tehnički) robot sa 4 noge i hodanjem na servomotorima! Prvo, upozorenje: Ovaj bot je u osnovi verzija klasičnog BEAM-ovog hodača sa 4 noge. 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 počinjete s programiranjem mikroprocesora i imate nekoliko servo pogona Ako krenete, ovo je vaš idealan projekt! Možete se igrati s mehanikom hodalica bez brige o dotjerivanju analognog BEAM mikrokordera. Dakle, iako ovo zapravo nije BEAM bot, sljedeće dvije web stranice odlični su resursi za svakog šetača s četiri noge: Vodič za šetače sa četiri noge Brama van Zoelena ima dobar pregled mehanike i teorije. Uklonio sam dizajn nogu s njegovog website. Chiu-Yuan Fang web stranica za hodanje je također prilično dobra za BEAM stvari i neke naprednije dizajne hodalica. Jeste li pročitali? Spremni za izgradnju?

Korak 1: Prikupite dijelove, izmjerite, planirajte malo

Napraviti četvoronožni servo šetač prilično je jednostavno, po dijelovima. U osnovi, potrebna su vam dva motora, noge, baterija, nešto za pokretanje motora naprijed-nazad i okvir za sve njih. Lista dijelova: 2x toranj hobi TS-53 Servos20in teška bakrena žica: 12in za prednje noge, 8in za zadnje. Imao sam 10-metarski. 12-metarski bi trebao raditi, ali pretpostavljam. Baterija je NiMH od 3,6 V koja se jeftino prodavala na mreži. Mozak mikrokontrolera je AVR ATMega 8. Okvir je Sintra, što je super. To je plastična ploča za pjenjenje koja se savija kada 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 kako bih napravio predložak od papira. Koristio sam predložak kao vodič za označavanje olovkom gdje ću izbušiti rupe u Sintri.

Korak 2: Izgradite okvir, postavite motore

Prvo sam izbušio rupe na uglovima dva izreza motora, a zatim matiranim nožem zabio po rubu 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 tačna.)

Korak 3: Savijte okvir, pričvrstite motore

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

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 ohlađeno. Za klasični "Miller" hodalicu 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

Odrezao sam presjek od 12 "i 8" debele bakrene žice s kosim papučicama kako bih napravio prednje i zadnje 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 slučaju, skinuo sam 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 za držanje bočnih strana je savijanje samo u jednom smjeru odjednom, tako da je lakše gledati u oči ako radite previše na jednoj ili drugoj strani. S tim da sam već mnogo puta savijao i savijao svoje, a možete ponovo početi izravno ako se kasnije previše udaljite od puta nakon što ste ga previše puta dotjerali. Bakar je odličan. Za dodatne savjete ovdje pogledajte web stranice koje sam naveo ili ih samo provjerite. Mislim da to nije toliko kritično, barem što se tiče kretanja. Podešavat ćete ga kasnije. Jedini bitan bit je da težište postavite dovoljno u sredinu da može hodati udesno. U idealnom slučaju, kada je jedna prednja noga u zraku, zadnje noge će se okretanjem prevrnuti bota prema naprijed na visoku/naprijed prednju nogu, koja će tada obavljati hodanje. Vidjet ćete na šta mislim u videu koji će se pojaviti.

Korak 6: Mozak

Moždana ploča je prilično prosta, pa ćete morati oprostiti na mojoj skiciranoj shemi kola. Budući da koristi servo pogone, nema potrebe za kompliciranim upravljačkim programima motora ili onim što imate. Jednostavno priključite +3,6 volti i uzemljite (ravno iz baterije) da biste pokrenuli motore, i udarite ih moduliranim signalom širine impulsa iz mikrokontrolera da im kažete kamo da idu. (Pogledajte stranicu servo stranice 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 jednog dana trebao učiniti uputstvom) 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 zaista samo nekoliko žica.

Korak 7: Programirajte čip

Programiranje se može obaviti sa sofisticiranim postavkama koliko imate. Ja sam samo to (na slici) geto programer-samo neke žice lemljene na utikač paralelnog porta. Ovo uputstvo detaljno opisuje programera i softver koji su vam potrebni za pokretanje. Nemoj! Nemoj! Nemojte koristiti ovaj kabel za programiranje s uređajima koji se čak približe naponu iznad 5v. Napon bi mogao dovesti do kabla i ispržiti paralelni port vašeg računara, uništavajući vaš računar. Elegantniji dizajn ima ograničavajuće otpornike i/ili diode. Za ovaj projekat, geto je u redu. Ugrađena je samo baterija od 3,6 V. Ali budite oprezni. Kôd koji koristim je ovdje u prilogu. Uglavnom, pretjerano je jednostavno natjerati dva motora da se okreću naprijed -natrag, ali bilo mi je zabavno. Suština je u tome da su servomotorima potrebni impulsi svakih 20 ms. Dužina impulsa govori servo -u gdje treba okrenuti noge. 1,5ms je oko središta, a raspon je od 1ms do 2ms približno. 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. Treba li postojati instrukcija za programiranje mikrokontrolera? Morat ću na to. Javite mi u komentarima.

Korak 8: Prvi koraci bebe

Prednje noge su mi zaokrenute za 40 stepeni u svakom smjeru, a zadnje za 20 stepeni. Pogledajte prvi video za primjer hoda odozdo.

(Obratite pažnju na lijepo odlaganje od nekoliko sekundi kada pritisnem dugme 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 iz prvog pokušaja! Pogledajte drugi video. U videu gledajte kako 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: Podešavanje

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

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

Korak 10: Pa koliko visoko se može popeti?

Trenutno samo 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. Nikada ne skače samo pravo. Biće potrebno nekoliko pokušaja da podignete i prepravite obe prednje noge. Iskreno, izgleda kao problem vuče više od svega. Ili težište može biti malo visoko za zamaha 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 na šta se ne može popeti?

Do sada nisam mogao pouzdano ovladati umjetnošću francuske kuhinje (tom 2). Izgleda 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? Pogledajte video. Svjedočite agoniji poraza. Prokleta bila, Julia Child!