Walker berkaki 4 berasaskan Servo: 12 Langkah (dengan Gambar)

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

Bina robot pejalan kaki 4 kaki yang dikendalikan oleh servomotor (teknologi tanpa keperluan) anda sendiri! Pertama, amaran: Bot ini pada dasarnya adalah versi otak mikrokontroler dari walker berkaki 4 BEAM klasik. BEAM 4-legger mungkin lebih mudah untuk anda buat jika anda belum bersedia untuk pengaturcaraan mikrokontroler dan hanya ingin membina walker. Sebaliknya, jika anda memulakan dengan pengaturcaraan mikropemproses dan mempunyai beberapa servo bermula, inilah projek ideal anda! Anda boleh bermain dengan mekanik pejalan kaki tanpa perlu bimbang tentang tweaking mikrokorek BEAM analog yang rewel. Oleh itu, walaupun ini bukan bot BEAM, dua laman web berikut adalah sumber yang baik untuk mana-mana pejalan kaki berkaki 4: Tutorial walker berkaki 4 Bram van Zoelen mempunyai gambaran keseluruhan mekanik dan teori yang baik. Saya mengeluarkan reka bentuk kaki saya laman web. Laman pejalan kaki Chiu-Yuan Fang juga bagus untuk barangan BEAM dan beberapa reka bentuk pejalan kaki yang lebih maju. Selesai membaca? Bersedia untuk membina?

Langkah 1: Kumpulkan Bahagian, Ukur, Rancang Sedikit

Membuat servowalker berkaki 4 cukup mudah, mengikut bahagian. Pada asasnya, anda memerlukan dua motor, kaki, bateri, sesuatu untuk membuat motor bergerak dan mundur, dan bingkai untuk menahan semuanya. Senarai bahagian: 2x Tower Hobbies TS-53 Servos 20in wayar tembaga berat: 12in untuk kaki depan, 8in untuk belakang. Saya mempunyai 10-gauge. 12-gauge mesti berfungsi, tetapi saya meneka. Bateri adalah NiMH 3.6v yang dijual dengan harga murah dalam talian. Otak mikrokontroler adalah AVR ATMega 8. Rangkanya adalah Sintra, yang sangat sejuk. Ini papan plastik yang membengkokkan ketika anda memanaskannya dalam air mendidih. Anda boleh memotongnya, menggerudi, pisau matte, dan kemudian membengkokkannya ke bentuk. Saya mendapat milik saya di Solarbotics. Bahagian lain: Papan projek yang digerudi untuk litar Header pelindung (lelaki dan wanita) untuk sambungan servo dan bateri Soket 28-pin untuk gam ATMegaSuper-duperSolder solder dan solder, wayarBeberapa bolt kecil untuk menahan motor OnDrillMatte pisau Di sini, anda melihat saya mengukur bahagiannya, membuat lakaran untuk bingkai, dan kemudian meraih pembaris untuk membuat templat kertas. Saya menggunakan templat sebagai panduan untuk menandai dengan pen di mana saya akan mengebor lubang di Sintra.

Langkah 2: Bangun Bingkai, Fit Motor

Mula-mula saya menggerudi lubang di sudut dua potongan motor, kemudian menjaringkan di sepanjang tepi pembaris dari lubang ke lubang dengan pisau matte. Diperlukan 20 pas dengan pisau untuk melalui Sintra. Saya menjadi malas dan mengetuknya setelah memotong sekitar 1/2 jalan.

Setelah memotong lubang, saya pasangkan motor untuk melihat bagaimana ia berfungsi. (Agak terlalu lebar, tetapi panjangnya tepat.)

Langkah 3: Bend Frame, Pasangkan Motor

Malangnya, saya tidak mempunyai cukup tangan untuk memotret diri saya membongkok Sintra, tetapi inilah cara ia turun:

1) Periuk kecil air rebus di atas tungku 2) Pegang Sintra di bawah air selama satu atau dua minit dengan sudu kayu (Sintra terapung) 3) Tarik keluar, dan dengan sarung tangan panas dan sesuatu yang rata, tahan ia bengkok pada sudut yang betul sehingga disejukkan. Untuk reka bentuk walker klasik "Miller", anda mahukan sudut 30 darjah pada kaki depan. Lubang skru yang digerudi dan dihidupkan motornya.

Langkah 4: Pasang Kaki ke Servo Motor Horns berbentuk Bintang

Saya memotong bahagian dawai tembaga tebal 12 "dan 8" dengan tali kecil untuk membuat kaki depan dan belakang, masing-masing. Kemudian saya membengkokkan mereka pada sudut untuk melekatkan pada servo horn.

Silap mata BEAM klasik apabila anda perlu melekatkan barang adalah dengan mengikatnya dengan wayar cangkuk. Dalam kes ini, saya melucutkan beberapa wayar cangkuk, menggerakkannya melalui tanduk dan sekitar kaki, dan memutarnya dengan banyak. Sebilangan orang menyolder wayar padat pada ketika ini. Tambang masih berpegang teguh tanpa. Jangan ragu untuk memotong lebihan dan bengkokkan bahagian yang dipintal ke bawah.

Langkah 5: Pasang Kaki ke Badan, Bengkokkan Mereka Dengan Kanan

Skru bintang servo (dengan kaki dihidupkan) kembali ke motor, kemudian bengkok.

Simetri adalah kunci di sini. Petua untuk menjaga sisi rata adalah dengan membungkuk hanya dalam satu arah pada satu waktu, sehingga lebih mudah untuk memerhatikannya jika anda melakukan terlalu banyak hal di satu sisi atau yang lain. Yang mengatakan, saya telah membengkokkan dan membengkokkan tambang berkali-kali sekarang, dan anda boleh memulakan semula dari lurus sekali lagi jika anda terlalu jauh di trek di kemudian hari setelah mengubahnya terlalu banyak kali. Tembaga hebat dengan cara itu. Lihat laman web yang saya senaraikan untuk mendapatkan petua lebih lanjut di sini, atau cukup pilih sahaja. Saya rasa tidak begitu kritikal, sekurang-kurangnya dari segi membuatnya berjalan. Anda akan menala kemudian. Satu-satunya bit kritikal adalah mendapatkan pusat graviti yang cukup di tengah sehingga berjalan betul. Sebaik-baiknya, ketika satu kaki depan berada di udara, putaran kaki belakang akan mengarahkan bot ke hadapan ke kaki depan tinggi / depan, yang kemudian akan berjalan. Anda akan melihat maksud saya dalam satu atau dua video yang akan muncul.

Langkah 6: Otak

Papan otaknya cukup mudah, jadi anda harus memaafkan gambarajah litar sketsa saya. Kerana ia menggunakan servos, tidak perlu pemandu motor yang rumit atau apa yang anda ada. Cukup sambungkan +3,6 volt dan arahkan (terus dari bateri) untuk menjalankan motor, dan tekan dengan isyarat modulasi lebar nadi dari mikrokontroler untuk memberitahu mereka ke mana harus pergi. (Lihat halaman servo wikipedia jika Anda baru menggunakan servomotor.) Saya memotong sekeping barang pcb kosong yang dibor, dan header yang sangat terpaku di atasnya. Dua header 3-pin untuk servos, satu header 2-pin untuk bateri, satu header 5-pin untuk pengaturcara AVR saya (yang harus saya buat untuk suatu hari nanti), dan soket 28-pin untuk cip ATMega 8. Setelah semua soket dan header terpaku, saya menyoldernya. Sebilangan besar pendawaian berada di bahagian bawah papan. Ini hanya beberapa wayar.

Langkah 7: Program Chip

Pengaturcaraan dapat dilakukan dengan penyiapan yang canggih seperti yang anda miliki. Saya sendiri, itu hanya (gambar) pengaturcara ghetto - hanya beberapa wayar yang disolder ke palam port selari. Perkara ini dapat diperincikan mengenai pengaturcara dan perisian yang anda perlukan agar semuanya dapat dijalankan. Jangan! Jangan! Jangan gunakan kabel pengaturcaraan ini dengan peranti yang bahkan hampir dengan voltan melebihi 5v. Voltan boleh menyala kabel dan menggoreng port selari komputer anda, merosakkan komputer anda. Reka bentuk yang lebih elegan mempunyai perintang dan / atau diod yang terhad. Untuk projek ini, ghetto baik-baik saja. Ia hanya bateri 3.6v di atas kapal. Tetapi berhati-hati. Kod yang saya gunakan dilampirkan di sini. Sebilangan besarnya, hanya memerlukan dua motor untuk berayun bolak-balik, tetapi saya bersenang-senang. Intinya adalah bahawa servos memerlukan denyutan setiap 20ms atau lebih. Panjang nadi memberitahu servo di mana untuk memusingkan kaki. 1.5ms berada di sekitar pusat, dan jarak antara 1ms hingga 2ms lebih kurang. Kod tersebut menggunakan penjana denyut 16-bit terpasang untuk kedua-dua denyut isyarat dan kelewatan 20 ms, dan memberikan resolusi mikrodetik pada kelajuan stok. Resolusi servo hampir 5-10 mikrodetik, jadi 16 bit banyak. Adakah perlu ada pengaturcaraan mikrokontroler yang dapat diarahkan? Saya mesti meneruskannya. Beritahu saya dalam komen.

Langkah 8: Langkah Pertama Bayi

Kaki depan berayun kira-kira 40 darjah, dan kaki belakang sekitar 20 darjah. Lihat video pertama untuk contoh cara berjalan dari bawah.

(Perhatikan kelewatan pasangan kedua ketika saya menekan butang set semula. Sangat berguna semasa memprogramkannya semula agar ia diam selama beberapa saat dengan kuasa menyala. Juga, lebih mudah untuk memusatkan kaki ketika anda selesai bermain dan anda hanya mahu ia berdiri.) Ia berjalan pada percubaan pertama! Lihat video ke-2. Di vid, perhatikan cara kaki depan naik ke atas, kemudian kaki belakang berpusing untuk membuatnya jatuh ke depan ke kaki depan. Itu berjalan! Main dengan pusat graviti dan selekoh kaki anda sehingga anda mendapat gerakan itu. Saya perhatikan bahawa ia berpusing ke satu sisi, walaupun saya cukup yakin bahawa saya memusatkan motor secara mekanikal dan dalam kod. Ternyata disebabkan oleh tajam pada salah satu kaki. Oleh itu, saya membuat boot-robo. Tidak ada apa-apa tiub pengecutan panas yang tidak dapat dilakukan ?!

Langkah 9: Tweaking

Jadi berjalan ok. Saya masih bermain-main dengan gaya berjalan dan bentuk kaki dan masa untuk melihat seberapa cepat saya dapat membuatnya berjalan dalam garis lurus dan seberapa tinggi saya dapat membuatnya naik.

Untuk pendakian, kaki depan bengkok tepat sebelum kaki sangat penting - ia membantunya agar tidak terperangkap di tepi. Sebaliknya, kaki naik ke atas rintangan jika memukul di bawah "lutut." Saya cuba membuat kaki memukul pada sudut 30 darjah yang sama dengan bingkai. Jadi seberapa tinggi ia boleh naik?

Langkah 10: Jadi Berapa Tinggi Ia Boleh Mendaki?

Kira-kira 1 inci sekarang, yang mengalahkan robot beroda paling sederhana yang saya buat, jadi saya tidak mengeluh. Tonton video untuk melihatnya beraksi. Ia tidak pernah melonjak terus. Perlu beberapa pasangan untuk menaikkan kedua kaki depan dan berulang. Secara jujur, ia kelihatan seperti masalah daya tarikan lebih daripada apa-apa. Atau pusat graviti mungkin sedikit tinggi untuk ayunan kaki depan yang panjang. Anda dapat melihatnya hampir hilang ketika kaki depan mendorong badan ke udara. Petunjuk perkara yang akan datang …

Langkah 11: Jadi Apa yang Tidak Boleh Dia Naik?

Setakat ini, saya tidak dapat menguasai Master of French Cooking (jilid 2) dengan pasti. Nampaknya 1 1/2 inci adalah had semasa sejauh mana ketinggiannya. Mungkin mengurangkan putaran kaki depan akan membantu? Mungkin menurunkan badan ke tanah sedikit? Tonton videonya. Saksikan penderitaan kekalahan. Damn you Julia Anak!