Hexapod: 14 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Saya berminat selama bertahun-tahun untuk bermain-main dan mencipta robot dan saya sangat terinspirasi oleh Zenta, di sini anda akan menemui saluran Youtube-nya https://www.youtube.com/channel/UCmCZ-oLEnCgmBs_T dan laman webnya

Anda boleh mendapatkan banyak alat dari pelbagai vendor di internet, tetapi harganya sangat mahal, sehingga 1.500 $ + untuk heksapod 4 DoF, dan kit dari cina tidak mempunyai kualiti yang baik. Jadi, saya telah memutuskan untuk membuat hexapod mengikut cara saya. Diilhamkan oleh hexapod Zenta Phoenix, anda akan menemuinya di saluran Youtube-nya (dan satu kit yang boleh anda temui https://www.lynxmotion.com/c-117-phoenix.aspx, saya telah mula membuat sendiri dari awal.

Untuk membuat jika menetapkan sasaran / keperluan berikut untuk saya sendiri:

1.) Bersenang-senang dan belajar perkara baru.

2.) Reka bentuk berdasarkan kos (sial, syarikat saya merosakkan saya sepenuhnya)

3.) Bahagian yang diperbuat daripada kayu lapis (kerana lebih mudah bagi kebanyakan orang dan juga saya memotong kayu)

4.) Menggunakan alat yang tersedia percuma (perisian)

Jadi, apa yang saya gunakan selama ini?

a) SketchUp, untuk reka bentuk mekanikal.

b) Kayu lapis beech 4mm dan 6mm (1/4 ).

c) Arduino Uno, Mega, IDE.

d) Servo standard digital (terdapat di amazon dengan harga yang baik).

e) Dosuki dan Bandsaw, mesin penggerudi, kertas pengamplasan dan fail.

Langkah 1: Pembinaan Kurungan Kaki dan Servo

Mula-mula saya melakukan penyelidikan di internet untuk mengetahui bagaimana membuat robot, tetapi tidak berjaya mendapatkan maklumat yang baik tentang bagaimana membuat reka bentuk mekanikal. Oleh itu, saya banyak berjuang dan akhirnya saya memutuskan untuk menggunakan SketchUp.

Setelah beberapa jam belajar dengan melakukan SketchUp, saya sudah selesai dengan reka bentuk kaki pertama saya. Femur dioptimumkan untuk ukuran tanduk servo yang saya gunakan. Seperti yang saya tahu, yang asli nampaknya berdiameter sekitar 1 , tetapi tanduk servo saya mempunyai 21mm.

Membuat cetakan dengan skala yang betul tidak berfungsi dengan betul dengan SketchUp di komputer saya, jadi saya menyimpannya sebagai PDF, membuat cetakan dengan 100%, melakukan pengukuran dan akhirnya dicetak lagi dengan faktor penskalaan yang betul.

Untuk percubaan pertama saya hanya mencipta seni untuk dua kaki. Untuk ini saya menyusun dua papan, menempelkan (untuk kertas dinding) cetakan di atasnya dan memotong bahagian-bahagiannya dengan gergaji kerajinan model.

Bahan yang digunakan: kayu beech ply 6mm (1/2 )

Selepas itu saya membuat beberapa eksperimen, saya belum mendokumentasikan, dan melakukan beberapa pengoptimuman. Seperti yang anda lihat, tibia sedikit besar dan juga tulang paha.

Untuk memasang tanduk servo melalui tulang paha, 2 mm bahan harus dipotong. Ini boleh dilakukan dengan cara yang berbeza. Dengan penghala atau dengan latihan Forstner. Forstner berdiameter hanya 200 mm, jadi saya terpaksa melakukan pahat dengan tangan menggunakan pahat.

Langkah 2: Mengoptimumkan Femur dan Tibia

Saya sedikit mengubah reka bentuknya.

1.) Tibia kini sesuai dengan servo yang saya gunakan jauh lebih baik.

2.) Femur sekarang sedikit lebih kecil (kira-kira 3 dari paksi ke paksi) dan pasangkan tanduk servo (diameter 21 mm).

Saya menggunakan 6 papan kayu lapis 6 mm dan merekatkannya dengan pita dua sisi. Sekiranya ini tidak cukup kuat, anda boleh menggerudi lubang melalui semua papan dan menggunakan skru untuk memasangkannya bersama. kemudian bahagian-bahagiannya dipotong sekaligus dengan gergaji besi. Sekiranya anda cukup sukar, anda juga boleh menggunakan jigsaw:-)

Langkah 3: Merancang Kurungan Servo

Kini tiba masanya untuk merancang braket servo. Ini direka dengan kuat berkaitan dengan servo terpakai yang pernah saya gunakan. Semua bahagian diperbuat daripada kayu beech ply 6 mm sekali lagi lihat langkah seterusnya.

Langkah 4: Memotong dan Memasang Kurungan Servo

Sekali lagi saya telah memotong enam bahagian pada masa yang sama semuanya di atas gergaji besi. Kaedahnya sama seperti sebelumnya.

1.) Menggunakan pita dua sisi, untuk merekatkan papan bersama-sama.

2.) Skru supaya lebih stabil semasa memotong (tidak ditunjukkan di sini).

Kemudian saya telah menggunakan beberapa gam model untuk menyatukannya dan dua skru SPAX (belum digunakan dalam foto).

Berbanding dengan heksapod asal saya belum menggunakan galas bebola, sebaliknya saya hanya menggunakan skru 3 mm, mesin basuh dan kacang pemasangan sendiri kemudian untuk memasang kaki dengan badan / casis.

Langkah 5: Memasang Kaki dan Menguji

Dalam dua gambar pertama anda melihat versi pertama kaki. Seterusnya anda melihat perbandingan bahagian lama dan baru dan perbandingan bahagian baru (versi dua) dengan yang asal (foto di latar).

Akhirnya anda akan ujian pergerakan pertama.

Langkah 6: Membina dan Menyusun Badan

Badan yang saya cuba buat semula dari gambar. Sebagai rujukan saya telah menggunakan servo horn, yang saya anggap dengan diameter 1 ". Jadi, bahagian depan menjadi lebar 4.5" dan tengah 6.5 ". Untuk panjang saya menganggap 7". Nanti saya beli alat badan yang asli dan membandingkannya. Saya semakin hampir dengan yang asal. Akhirnya saya membuat versi ketiga, iaitu salinan 1: 1 yang asal.

Kit badan pertama yang saya buat dari kayu lapis 6 mm, di sini anda melihat versi kedua yang diperbuat daripada kayu lapis 4 mm, yang saya dapati cukup kuat dan cukup kaku. Berbeda dengan kit asal saya memasang servo horn di atas, resp. melalui bahan (anda dapat melihat ini juga dengan femur). Sebabnya, saya tidak berminat untuk membeli tanduk aluminium yang mahal, sebaliknya saya mahu menggunakan tanduk plastik yang sudah ada. Sebab lain adalah, saya semakin hampir dengan servo, jadi kekuatan yang semakin kurang. Ini menjadikan hubungan lebih stabil.

Ngomong-ngomong, kadang-kadang ada baiknya Ganesh berada di kapal. Terima kasih kepada rakan saya Tejas:-)

Langkah 7: Ujian Elektronik Pertama

Semua seni telah dihimpunkan sekarang. OK, saya tahu ia tidak kelihatan sangat cantik, tetapi sebenarnya saya banyak bereksperimen. Dalam video tersebut anda dapat melihat memainkan beberapa urutan yang telah ditentukan, sebenarnya tidak ada kinematik terbalik yang dilaksanakan. Gait yang telah ditentukan tidak berfungsi dengan baik kerana reka bentuk untuk 2 DoF.

Dalam contoh ini saya menggunakan pengawal servo SSC-32U dari Lynxmotion, anda akan dapati di sini:

Beberapa hari yang lalu saya juga menggunakan pengawal PWM lain (pengawal PWM 16-saluran Adafruit, https://www.adafruit.com/product/815), tetapi SCC sebenarnya mempunyai beberapa ciri yang bagus, seperti melambatkan perkhidmatan.

Jadi, itu sahaja sekarang. Seterusnya saya harus mengetahui cara melakukan kinematik terbalik (IK), mungkin saya akan memprogramkan gaya berjalan sederhana seperti yang telah ditentukan dalam pengawal SSC. Saya telah menemui contoh yang sedia digunakan di sini https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts, tetapi saya masih belum menjalankannya. Belum tahu mengapa, tapi saya sedang berusaha.

Jadi, inilah senarai ToDo pendek.

1.) Atur cara berjalan mudah seperti di SSC.

2.) Mengatur program kelas / pembungkus PS3 untuk Arduino Phoenix.

3.) Dapatkan kod dari KurtE yang sedang berjalan atau tulis kod saya sendiri.

Servo yang saya gunakan telah saya temui di Amazon https://www.amazon.de/dp/B01N68G6UH/ref=pe_3044161_189395811_TE_dp_1. Harganya cukup bagus, tetapi kualitinya jauh lebih baik.

Langkah 8: Ujian Gait Sederhana Pertama

Seperti yang saya nyatakan pada langkah terakhir, saya telah cuba memprogramkan urutan berjalan saya sendiri. Ini sangat mudah, seperti mainan mekanikal, dan tidak dioptimumkan untuk badan yang saya gunakan di sini. Badan lurus sederhana akan jauh lebih baik.

Oleh itu, doakan anda berseronok. Saya mesti belajar IK sekarang;-)

Catatan: Apabila anda melihat kaki dengan teliti, anda akan melihat bahawa beberapa servo berkelakuan pelik. Yang saya maksudkan ialah, mereka tidak bergerak dengan lancar, mungkin saya harus menggantinya dengan servo lain.

Langkah 9: Porting PS3 Controller

Pagi ini saya sedang berusaha menulis pembungkus untuk kod Phoenix. Saya mengambil masa beberapa jam, sekitar 2-3, untuk melakukannya. kod akhirnya tidak disahpijat dan saya telah menambahkan beberapa penyahpepijatan tambahan ke konsol. Ia berfungsi setakat ini:-)

Tapi omong-omong, semasa saya menjalankan kod Phoenix, nampaknya semua servo berjalan terbalik (arah bertentangan).

Apabila anda ingin mencuba sendiri, anda memerlukan kod dari KurtE sebagai asas https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts. Ikuti arahan untuk memasang kod. Salin folder Phoenix_Input_PS ke folder perpustakaan Arduino anda (biasanya subfolder folder sketsa anda), dan folder Phoenix_PS3_SSC32 ke folder lakaran anda.

Maklumat: Sekiranya anda tidak berpengalaman dengan Arduino dan alat dan menghadapi masalah, sila hubungi komuniti Arduino (www.arduino.cc). Apabila anda menghadapi masalah dengan kod Phoenix dari KurtE, sila hubungi dia. Terima kasih.

Amaran: Memahami kod ini pada pendapat saya bukan untuk pemula, jadi anda harus biasa dengan C / C ++, pengaturcaraan dan algoritma. Kod ini juga mempunyai banyak kod yang disusun bersyarat, dikendalikan oleh #defines, ini menjadikannya sangat sukar untuk dibaca dan difahami.

Senarai Keras:

• Arduino Mega 2560
• Perisai hos USB (untuk Arduino)
• Pengawal PS3
• Pengawal servo LynxMotion SSC-32U
• Bateri 6 V (sila baca syarat dari semua HW anda, jika tidak, anda boleh merosakkannya)
• Arduino IDE
• Sebilangan kabel USB, suis dan bahagian kecil lain yang diperlukan.

Sekiranya anda suka pengawal PS2, anda akan mendapat banyak maklumat di internet mengenai cara menyambung ke Arduino.

Jadi, harap bersabar. Saya akan mengemas kini langkah ini, apabila perisian berfungsi dengan betul.

Langkah 10: Ujian IK Pertama

Saya telah menemui port yang berbeza dari kod Phoenix yang berjalan lebih baik (https://github.com/davidhend/Hexapod), mungkin saya mempunyai masalah konfigurasi dengan kod yang lain. Kodnya nampaknya sedikit kereta dan pakaian tidak kelihatan sangat lancar, tetapi bagi saya ini adalah langkah besar di hadapan.

Harap pertimbangkan, kodnya sebenarnya eksperimen. Saya harus membersihkan dan membetulkan banyak dan akan menerbitkan kemas kini pada hari berikutnya. Port PS3 didasarkan pada port PS3 yang sudah diterbitkan, dan saya telah membuang fail PS2 dan XBee.

Langkah 11: Ujian IK Kedua

Penyelesaiannya sangat mudah. Saya terpaksa membetulkan beberapa nilai konfigurasi dan membalikkan semua sudut servo. Sekarang ia berfungsi:-)

Langkah 12: Tibia dan Coxa EV3

Saya tidak tahan, jadi saya telah membuat tibia dan coxa baru (kurungan servo). Ini adalah versi ketiga yang saya buat. Yang baru lebih berbentuk bulat dan mempunyai penampilan yang lebih organik / bionik.

Jadi, status sebenarnya adalah. Hexapod berfungsi, tetapi masih menghadapi beberapa masalah.

1.) Belum mengetahui mengapa BT mempunyai kelewatan 2..3 saat.

2.) Kualiti servo buruk.

Perkara yang perlu dilakukan:

* Pendawaian servo harus diperbaiki.

* Perlu pemegang bateri yang baik.

* Perlu mencari kaedah untuk memasang elektronik.

* Kalibrasi semula servos.

* Menambah sensor dan monitor voltan untuk bateri.

Langkah 13: Femur Berbentuk Halus

Beberapa hari yang lalu saya sudah membuat femur baru kerana saya tidak berpuas hati dengan yang sebelumnya. Pada gambar pertama anda akan melihat perbezaannya. Yang lama mempunyai diameter 21 mm di hujungnya, yang baru mempunyai diameter 1 inci. Saya membuat lubang sink ke paha dengan mesin penggiling saya dengan alat bantu yang mudah, seperti yang anda lihat dalam tiga gambar seterusnya.

Sebelum membuat sinki ke dalam tulang paha, masuk akal untuk menggerudi semua lubang, jika tidak, ia mungkin menjadi sukar. Tanduk servo sangat baik, langkah seterusnya, yang tidak ditunjukkan di sini, memberikan bentuk bulat pada tepinya. Untuk ini saya telah menggunakan bit router dengan radius 3 mm.

Pada gambar terakhir anda akan melihat perbandingan yang lama dan baru. Tidak tahu apa yang anda fikirkan, tetapi saya lebih suka yang baru.

Langkah 14: Langkah Akhir

Saya akan menyelesaikan tutorial ini sekarang, jika tidak, ia akan menjadi kisah yang tidak berkesudahan:-).

Saya video anda akan melihat kod Phoenix KurtE berjalan dengan beberapa pengubahsuaian saya. Robot tidak bergerak dengan sempurna, maaf kerana itu, tetapi servo yang murah mempunyai kualiti yang buruk. Saya telah memesan beberapa servo lain, saya baru sahaja menguji dua daripadanya dengan hasil yang baik, dan masih menunggu penghantaran. Oleh itu, maaf saya tidak dapat menunjukkan kepada anda bagaimana robot berfungsi dengan servo baru.

Pandangan belakang: Sensor arus 20 amp, sebelah kiri periuk 10 k. Semasa robot berjalan, ia akan memakan 5 amp dengan mudah. Di sebelah kanan periuk 10 k anda akan melihat piksel OLED 128x64 yang menunjukkan beberapa maklumat status.

Pandangan depan: Sensor ultrasonik sederhana HC-SR04, belum disatukan di SW.

Pandangan sisi kanan: Pemecut MPU6050 dan giro (paksi 6).

Pandangan sebelah kiri: Pembesar suara Piezo.

Reka bentuk mekanikal sekarang lebih kurang dilakukan, kecuali servo. Jadi, tugas seterusnya akan menyatukan beberapa sensor ke dalam SW. Untuk ini, saya telah membuat akaun GitHub dengan SW yang saya gunakan yang berdasarkan snapshot KurtE's Phoenix SW.

OLED:

GitHub Saya: