GorillaBot the Robot Quadruped Sprint Autonomous Arduino 3D yang Dicetak: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Setiap tahun di Toulouse (Perancis) terdapat Toulouse Robot Race # TRR2021

Perlumbaan ini terdiri daripada pecut automatik sejauh 10 meter untuk robot biped dan quadruped.

Rekod semasa yang saya kumpulkan untuk empat kali ganda adalah 42 saat untuk pecut 10 meter.

Oleh itu, saya harus membuat rancangan untuk merancang robot yang saya fikir dapat mengalahkannya untuk menjadi juara memerintah yang baru !!!

Mencari sedikit inspirasi dari rakan anggota Instructables "jegatheesan.soundarapandian" dan pemenang tahun lalu Toulouse Robot Race "Oracid 1" yang kedua-duanya nampaknya suka merancang dan berkongsi tutorial bagaimana membina empat kali ganda. Saya mula-mula menyalin reka bentuknya dan menjadikannya sedikit lebih besar!

Reka bentuknya didasarkan pada mekanisme penghubung lima bar untuk setiap kaki 2 servos power setiap kaki untuk total 8 servos.

Peraturan tersebut menyatakan bahawa selain dari isyarat permulaan, perlumbaan mesti dilakukan oleh robot secara autonomi, jadi saya harus menggunakan sistem ringan untuk memastikan robot dalam perjalanan dalam kes ini, saya menggunakan Magnetometer QMC5883L (kompas digital) sehingga ia tetap sesuai dengan orientasinya, sensor Ultrasonik HC-SR04 sekiranya robot benar-benar mengacaukan dan mula memukul dinding pada sudut 90 darjah dan saya hanya menggunakan penghitung langkah dalam kod untuk memberitahunya berapa langkah yang harus dilakukan selama 10 meter.

Sekiranya anda berminat untuk membina robot ini, jangan risau monyet ini telah memikirkan semua perkara!

100% Sokongan Badan cetak 3D percuma:

Segala-galanya selain elektronik dan skru untuk memasang elektronik boleh dicetak 3D, satu-satunya skru kepala silang kecil yang sama digunakan, yang anda perlukan hanyalah pemutar skru kepala kecil untuk memasang robot

Elektronik plug and play yang mudah:

tidak diperlukan pematerian yang kompleks

Masa cetakan yang berpatutan:

Dia mungkin kelihatan besar dan menarik tetapi dia hanya mencetak 15 jam (ok lama untuk beberapa orang: D)

Keperluan isipadu Binaan yang berpatutan:

Dia boleh dicetak pada pencetak yang agak kecil yang memerlukan jumlah binaan hanya L: 150mm x W: 150mm x H: 25mm

Jumlah kos robot:

Robot sahaja berharga sekitar 75 $ untuk membina pengecas yang disertakan

Pengawal bercetak 3D (pilihan) diperlukan jika anda mahu penyediaan yang sama seperti yang saya ada.

AMARAN:

Bekalan kuasa 5V 3A yang saya gunakan bukanlah penyelesaian terbaik kerana robot ini boleh berjalan dan 8 servo mesti berjalan serentak dan dengan itu mereka menarik banyak arus jangan risau saya tidak mempunyai robot yang terbakar atau apa-apa tetapi mengharapkan transistor kuasa sedikit panas. Saya tidak akan mengesyorkan menggunakan robot selama lebih dari 2 minit sekaligus membiarkannya menyejuk di antara larian untuk mengelakkan kerosakan yang tidak diingini pada pelindung Servo.

Sekiranya ada di antara anda yang mempunyai penyelesaian untuk masalah ini, input anda akan sangat dihargai!

Bekalan

BEKALAN UNTUK ROBOT:

• 8x Tower Pro MG90S analog 180 deg servo (Aliexpress / Amazon)
• 1x Papan Kawalan Servo Tanpa Wayar Sunfounder (Kedai Sunfounder / RobotShop)
• 1x Arduino NANO (Aliexpress / Amazon)
• 1x NRF24L01 Transceiver Module (Anda tidak memerlukannya jika anda tidak menggunakan alat kawalan) (Aliexpress / Amazon)
• Magnetometer 1x (kompas digital) QMC5883L GY-273 (Aliexpress / Amazon)
• 1x Sensor ultrasonik HC-SR04 (Aliexpress / Amazon)
• Bateri Li-ion 2x 18650 3.7V (Aliexpress / Amazon)
• 1x 18650 dwi bateri dengan suis mati (Aliexpress / Amazon)
• Pengecas Bateri Li-ion 1x 18650 (Aliexpress / Amazon)
• 4x kabel jumper dupont wanita ke wanita sepanjang 10 cm (Aliexpress / Amazon)
• 4x kabel jumper dupont wanita ke wanita panjang 20 cm (Aliexpress / Amazon)
• Skru 10x 2mm x 8mm (sama dengan skru dalam pek servo) (Aliexpress / Amazon)

PENGAWAL:

Untuk mengawal Robot ini secara manual, anda memerlukan Pengawal Arduino bercetak 3D (pautan di sini)

Robot juga boleh autonomi sepenuhnya sehingga pengawalnya tidak wajib.

PLASTIK:

Bahagian boleh dicetak dalam PLA atau PETG atau ABS.

!! Sila ambil perhatian bahawa spool 500g lebih daripada cukup untuk mencetak 1 Robot !!

PRINTER 3D:

Platform membina minimum yang diperlukan: L150mm x W150mm x H25mm

Mana-mana pencetak 3d akan dilakukan. Saya sendiri mencetak bahagian-bahagian pada Creality Ender 3 yang merupakan pencetak 3D kos rendah di bawah 200 $ Cetakannya ternyata sempurna.

Langkah 1: 3D Mencetak Bahagian

Jadi sekarang masanya untuk Percetakan … Yeay!

Saya merancang semua bahagian untuk dicetak 3D secara teliti tanpa bahan sokongan yang diperlukan semasa mencetak.

Semua bahagian boleh dimuat turun di benda-benda (pautan di sini)

Semua bahagian telah dicetak pada Creality Ender 3

• Bahan: PETG
• Ketinggian Lapisan: 0.3mm
• Isi: 15%
• Diameter muncung: 0.4mm

Senarai bahagian adalah seperti berikut:

• ELEKTRONIK ASAS 1x
• 1x ASAS KEMBALI
• 1x ASAS DEPAN
• 8x PIN PEKELILING L1
• 4x PIN LITAR L2
• PIN LITAR 4x L3
• 4x PIN PEKELILING L4
• SERVO TINGGI 8x
• 8x TINGGI
• 8x CALF EXT
• 8x CALF INT
• 8x KAKI
• 4x KLIP SQUARE
• 44x KLIP PEKELILING

Fail boleh didapati sebagai bahagian individu dan bahagian kumpulan.

Untuk percetakan pantas hanya mencetak setiap fail GROUP.stl sekali.

Langkah 2: Menyusun Badan GorillaBot

Semua arahan pemasangan digambarkan dalam video pemasangan di atas:

1. Letakkan CIRCULAR PIN L1 di lubang pemegang servo kiri depan BASE FRONT
2. Masukkan kabel salah satu servo MG90S melalui slot di pemegang servo kiri depan BASE FRONT
3. Masukkan servo MG90S di tempatnya
4. Pasang servo MG90S dengan 2 skru (jangan terlalu ketat kerana ini boleh merosakkan BASE)
5. Ulangi proses yang sama untuk pemegang servo BASE FRONT belakang kiri, depan kanan dan belakang kanan
6. Ulangi proses yang sama untuk pemegang servo BASE BACK depan kiri, belakang kiri, depan kanan dan belakang kanan
7. Kunci pemegang Bateri ke ELEKTRONIK ASAS dengan 2 skru menyerong atau 4 skru
8. Pasang Papan Kawalan Servo Tanpa Wayar ke ELEKTRONIK ASAS dengan 2 skru menyerong atau 4 skru
9. Klip pemancar Arduino nano dan NRF24L01 ke Papan Kawalan Servo Tanpa Wayar
10. Luncurkan BASE FRONT ke BASE ELECTRONICS melalui port USB 2 lubang persegi menghadap ke belakang
11. Selamat di tempat dengan 2 KLIK TAMAN
12. Geser BASE BACK ke BASE ELECTRONICS melalui port USB 2 lubang persegi menghadap ke belakang
13. Selamat di tempat dengan 2 KLIK TAMAN
14. Kunci Magnetometer ke BASE FRONT dengan 2 skru
15. Klipkan sensor Ultrasonik ke BASE FRONT
16. Arahkan kabel servo ke Papan Kawalan Servo Tanpa Wayar seperti yang ditunjukkan

Langkah 3: Memasangkan Elektronik

Semua sambungan digambarkan dalam Gambar di atas:

1. Pasang kabel dupont 4cm 20cm ke papan kawalan servo tanpa wayar Pin ultrasonik
2. Pasang hujung 4 kabel yang lain ke sensor Ultrasonik (Pastikan ia berada di sekitar yang betul)
3. Pasang kabel dupont 4cm 10cm ke pin Magnetometer papan kawalan servo tanpa wayar
4. Pasang hujung 4 kabel yang lain ke Magnetometer (Pastikan ia berada tepat)
5. Pasang semua servo ke pin khusus mereka di papan kawalan servo tanpa wayar
6. Skru wayar bateri VIN dan GND ke papan kawalan servo tanpa wayar memastikan kekutuban yang betul

Langkah 4: Memasang Kaki GorillaBot

Semua langkah pemasangan digambarkan dalam video pemasangan di atas:

1. Slaid 1 KAKI melebihi 1 PIN LITAR L4
2. Luncurkan hujung 1 CALF EXT yang lebih tebal di atas PIN L4 CIRCULAR dengan sisi yang melekat menghadap kaki
3. Luncurkan 2 CALF INT di atas PIN LITARAN L4
4. Luncurkan hujung 1 CALF EXT yang lebih tebal di atas PIN L4 CIRCULAR dengan sisi melekat menghadap ke arah kaki
5. Luncurkan 1 KAKI di atas PIN LIPAT LITAR
6. Selamat di tempat dengan 3 KLIP PEKELILING
7. Luncurkan 1 PIN LINGKARAN L3 hingga 1 dari CALF EXT yang dipasang
8. Luncurkan 1 SERVO TINGGI di atas PIN L3 CIRCULAR dengan sisi melekat menghadap ke arah CALF EXT
9. Luncurkan 1 TINGGI di atas PIN LINGKARAN L3
10. Luncurkan CIRCULAR PIN L3 melalui CALF EXT yang dipasang
11. Selamat di tempat dengan 3 KLIP PEKELILING
12. Luncurkan 1 LAYANAN TINGGI lebih dari 1 PIN LITAR CIRCULAR dengan sisi melekat menghadap ke arah kepala PIN L2 PEKELILING
13. Luncurkan PIN LITAR CIRCULAR melalui kedua-dua INT CALF yang dipasang
14. Luncurkan 1 TINGGI melalui PIN LITAR LULUS
15. Selamat di tempat dengan 3 KLIP PEKELILING
16. Ulangi semua proses untuk 3 kaki yang tersisa dengan teliti bahawa ketika kaki dipasang ke robot, kepala pin menghadap ke luar dan CALF EXTS berada di hadapan CALF INTS sehingga pemasangan akan sama depan ke belakang tetapi simetri dari kiri ke kanan.

Langkah 5: Memasang Arduino

GorillaBot menggunakan pengaturcaraan C ++ untuk berfungsi. Untuk memuat naik program ke GorillaBot, kami akan menggunakan Arduino IDE bersama dengan beberapa perpustakaan lain yang perlu dipasang di Arduino IDE.

Pasang Arduino IDE ke komputer anda: Arduino IDE (pautan di sini)

Untuk memasang perpustakaan ke Arduino IDE, anda mesti melakukan perkara berikut dengan semua perpustakaan dalam pautan di bawah

1. Klik pada pautan di bawah (ini akan membawa anda ke halaman GitHub perpustakaan)
2. Klik butang hijau yang bertuliskan Code
3. Klik muat turun ZIP (muat turun harus bermula di penyemak imbas web anda)
4. Buka folder perpustakaan yang dimuat turun
5. Buka zip folder perpustakaan yang dimuat turun
6. Salin folder perpustakaan yang tidak dizip
7. Tampal folder pustaka yang tidak dizip ke folder pustaka Arduino (C: / Documents / Arduino / library)

Perpustakaan:

• Perpustakaan Varspeedservo (pautan di sini)
• Perpustakaan QMC5883L (pautan di sini)
• Perpustakaan RF24 (pautan di sini)

Dan di sana kami memilikinya, anda harus siap sedia Untuk memastikan anda telah mengatur Arduino IDE dengan betul ikuti langkah-langkah berikut

1. Muat turun Kod Arduino yang diingini di bawah (GorillaBot Controller & Autonomous.ino)
2. Buka di Arduino IDE
3. Pilih Alat:
4. Pilih Papan:
5. Pilih Arduino Nano
6. Pilih Alat:
7. Pilih Pemproses:
8. Pilih ATmega328p atau ATmega328p (bootloader lama) bergantung pada Arduino nano mana yang anda beli
9. Klik butang Verify (butang Tick) di sudut kiri atas Arduino IDE

Sekiranya semuanya berjalan lancar, anda harus mendapat mesej di bahagian bawah yang mengatakan Selesai menyusun.

Langkah 6: Memuat naik Kod

Kini tiba masanya untuk memuat naik kod ke otak GorillaBot, Arduino Nano.

1. Pasang Arduino Nano ke komputer anda melalui kabel USB
2. Klik butang muat naik (butang anak panah kanan)

Sekiranya semuanya berjalan lancar, anda harus mendapat mesej di bahagian bawah yang bertuliskan Selesai Memuat naik.

Langkah 7: Menentukur Servos

Untuk memasang kaki dengan betul, kita mesti meletakkan servo ke kedudukan rumah mereka.

1. Masukkan 2 Bateri Li-ion ke dalam pemegang bateri
2. Hidupkan robot dan tunggu 5 saat untuk servo mencapai kedudukan rumah mereka
3. Matikan robot

Langkah 8: Memasang Kaki ke Badan

Menyambungkan kaki ke servo cukup mudah hanya ingat bahawa CALF EXT diletakkan di hadapan CALF INT semasa kepala pin pemasangan menghadap ke luar.

1. Geser sebelah kanan kaki CALF EXT di atas PIN L1 CIRCULAR pada pemegang servo kiri depan depan
2. Selamat di tempat dengan 1 CLIP PEKELILING
3. Luncurkan SERVO TINGGI dari sisi CALF EXT pada kaki yang sama di atas kepala servo pada pemegang servo kiri depan depan (Pastikan SERVO TINGGI berada pada sudut 90 darjah ke badan)
4. Amankan SERVO TINGGI di tempat pada sudut 90 darjah ke badan dengan tanduk servo lengan tunggal dan skru servo kecil
5. Ulangi proses yang sama untuk pemegang servo kiri belakang depan dengan SERVO TINGGI dan TINGGI kaki itu
6. Ulangi semua proses sebelumnya untuk baki 3 kaki

Langkah 9: Bersedia untuk Berlumba !

Oleh itu, anda mesti bersedia untuk pergi !!!

Mod manual:

• Hidupkan robot dan pengawal dan periksa bahawa robot berjalan dengan betul dengan menggunakan arah Joystick atas dan kiri atas.
• Tekan butang bawah dan robot harus menari sedikit

Sekiranya semuanya berfungsi dengan baik, servo dikalibrasi dengan baik dan anda kini boleh mencuba mod autonomi.

Mod autonomi

Mod Sprint Autonomous menggunakan Magnetometer untuk memastikan robot berjalan dalam arah tetap sejauh 2.5 meter. Anda boleh memprogramkan kedudukan dan sudut pembetulan yang diinginkan menggunakan alat kawalan

1. Hidupkan robot dan pengawal
2. Gerakkan robot ke semua arah untuk menentukurkan Magnetometer selama 5 saat
3. Letakkan robot di tanah pada kedudukan yang diinginkan yang anda mahu dia masuk
4. Tekan butang ke atas untuk menghafal tajuk itu
5. Pusingkan robot 30-45 darjah di sebelah kiri tajuk yang dikehendaki
6. Tekan butang kiri untuk menghafal kedudukan itu
7. Pusingkan robot 30-45 darjah ke kanan tajuk yang dikehendaki
8. Tekan butang kanan untuk menghafal kedudukan itu
9. Letakkan robot kembali ke arah yang diinginkan
10. Tekan butang kayu bedik untuk memulakan robot

Robot akan bergerak dalam arah berterusan selama 2.5 meter kemudian berhenti duduk dan melakukan tarian kemenangan.

Robot saya berjaya melakukan jarak 2.5 meter dalam 7.5 saat.

Yang memberi saya masa teori 10 meter dalam 30 saat yang diharapkan cukup untuk memberi saya masa yang baik di Toulouse Robot Race

Semoga saya beruntung dan bagi anda yang memutuskan untuk membina robot ini, saya ingin mendengar maklum balas anda dan kemungkinan peningkatan yang anda fikir dapat dibuat !!!

Naib Johan dalam Peraduan Robot