GorillaBot 3D დაბეჭდილი Arduino ავტონომიური Sprint ოთხფეხა რობოტი: 9 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ყოველ წელს ტულუზაში (საფრანგეთი) ტულუზის რობოტების რბოლა #TRR2021

რბოლა შედგება 10 მეტრიანი ავტონომიური სპრინტისგან ორფეხა და ოთხფეხა რობოტებისთვის.

მიმდინარე რეკორდი, რომელსაც მე ოთხფეხაზე ვიკრიბებ, არის 42 წამი 10 მეტრიანი სპრინტისთვის.

ასე რომ, ამის გათვალისწინებით, მე უნდა შემემუშავებინა რობოტის დიზაინის გეგმა, რომელსაც ვფიქრობდი, რომ დაამარცხებდა, რათა გამხდარიყო ახალი მოქმედი ჩემპიონი !!!

ეძებს ცოტა შთაგონებას Instructables- ის წევრისგან "jegatheesan.soundarapandian" და ტულუზის რობოტების რბოლის შარშანდელი გამარჯვებული "Oracid 1", რომელსაც, როგორც ჩანს, უყვარს სწავლების შემუშავება და გაზიარება, თუ როგორ უნდა ავაშენოთ ოთხფეხა. მე დავიწყე ძირითადად დიზაინის კოპირება და მისი გადიდება ცოტათი უფრო დიდი!

დიზაინი ემყარება ხუთ ბარიანი კავშირის მექანიზმს თითოეული ფეხისთვის 2 servos სიმძლავრე თითოეულ ფეხს ჯამში 8 servos.

წესებში ნათქვამია, რომ დაწყების სიგნალის გარდა, მთელი რბოლა რობოტმა უნდა განახორციელოს ავტონომიურად, ამიტომ მე მომიწია ამუშავება მსუბუქი წონის სისტემით, რათა რობოტი ამ გზაზე გამეგრძელებინა, ამ შემთხვევაში გამოვიყენე QMC5883L მაგნიტომეტრი (ციფრული კომპასი) მას შეეძლო შეენარჩუნებინა თავისი ორიენტაცია, HC-SR04 ულტრაბგერითი სენსორი იმ შემთხვევაში, თუ რობოტი ნამდვილად არევა და იწყებს კედელზე დარტყმას 90 გრადუსიანი კუთხით და მე მხოლოდ კოდექსის საფეხურის მრიცხველი გამოვიყენე რომ ვუთხრა რამდენი ნაბიჯი უნდა გააკეთოს 10 მეტრისთვის.

იმ შემთხვევაში, თუ თქვენ დაინტერესებული ხართ ამ რობოტის მშენებლობით, არ ინერვიულოთ, რომ ამ მაიმუნმა ყველაფერი მოიფიქრა!

100% მხარდაჭერა უფასო 3D დასაბეჭდი კორპუსი:

ელექტრონიკისა და ხრახნების გარდა ყველაფერი არის 3D დასაბეჭდი, იგივე პატარა ჯვარედინი ხრახნები გამოიყენება მხოლოდ, რობოტის ასაწყობად კი დაგჭირდებათ პატარა ჯვარედინი ხრახნიანი მანქანა.

მარტივი ჩართვა და თამაში ელექტრონიკა:

არ არის საჭირო რთული შედუღება

დასაბეჭდი გონივრული დრო:

ის შეიძლება გამოიყურებოდეს დიდი და მომხიბლავი, მაგრამ ის მხოლოდ 15 საათიანი ბეჭდვაა (ზოგისთვის კარგია: D)

მშენებლობის მოცულობის გონივრული მოთხოვნები:

მისი დაბეჭდვა შესაძლებელია შედარებით მცირე ზომის პრინტერზე, რომელიც მოითხოვს მოცულობის მოცულობას მხოლოდ L: 150 მმ x W: 150 მმ x H: 25 მმ

რობოტის მთლიანი ღირებულება:

მხოლოდ რობოტი ღირს 75 დოლარი დამტენის ჩათვლით

3D დაბეჭდილი კონტროლერი (სურვილისამებრ) საჭიროა თუ გსურთ იგივე დაყენება, როგორც მე.

გაფრთხილება:

5V 3A ელექტროენერგიის მიწოდება, რომელიც მე გამოვიყენე, არ არის საუკეთესო გამოსავალი, რადგან ამ რობოტმა უნდა გაიაროს ყველა 8 სერვისი ერთდროულად და ასე რომ ისინი საკმაოდ დიდ მიმდინარეობას მიაპყრობენ, არ ინერვიულოთ, მე არ მქონია რობოტს ცეცხლი ან არაფერი მაგრამ ველით, რომ დენის ტრანზისტორი საკმაოდ გაცხელდება, მე არ გირჩევთ რობოტის გამოყენებას 2 წუთზე მეტხანს ერთდროულად გაშვებას შორის გარბენებს, რათა თავიდან აიცილოთ სერვო ფარის არასასურველი დაზიანება.

თუ რომელიმე თქვენგანს აქვს ამ პრობლემის გადაწყვეტა, თქვენი დახმარება ძალიან დაფასებული იქნება!

მარაგები

მიწოდებები რობოტისთვის:

• 8x Tower Pro MG90S ანალოგი 180 გრადუსიანი სერვო (ალიექსპრესი/ამაზონი)
• 1x Sunfounder Wireless Servo Control Board (Sunfounder Store/ RobotShop)
• 1x Arduino NANO (ალიექსპრესი/ამაზონი)
• 1x NRF24L01 გადამცემი მოდული (თქვენ არ გჭირდებათ ეს თუ არ იყენებთ კონტროლერს) (Aliexpress/Amazon)
• 1x მაგნიტომეტრი (ციფრული კომპასი) QMC5883L GY-273 (Aliexpress/Amazon)
• 1x ულტრაბგერითი სენსორი HC-SR04 (Aliexpress/Amazon)
• 2x 18650 3.7V Li-ion ბატარეები (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 ორმაგი ბატარეის დამჭერი გამორთული გადამრთველით (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 Li-ion ბატარეის დამტენი (Aliexpress/Amazon)
• 4x მდე ქალი დუპონტის ჯუმბერის კაბელები 10 სმ სიგრძის (Aliexpress/Amazon)
• 4x მდე ქალი დუპონტის ჯუმბერის კაბელები 20 სმ სიგრძის (ალიექსპრესი/ამაზონი)
• 10x ხრახნები 2 მმ x 8 მმ (იგივე ხრახნები servos პაკეტში) (Aliexpress/Amazon)

კონტროლიორი:

ამ რობოტის ხელით გასაკონტროლებლად დაგჭირდებათ 3D ბეჭდვით Arduino კონტროლერი (ბმული აქ)

რობოტი ასევე შეიძლება იყოს მხოლოდ ავტონომიური, ამიტომ კონტროლერი არ არის სავალდებულო.

პლასტიკა

ნაწილები შეიძლება დაიბეჭდოს PLA ან PETG ან ABS.

!! გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ 500 გ კოვზი საკმარისზე მეტია 1 რობოტის დასაბეჭდად !!

3D პრინტერი:

მინიმალური ასაშენებელი პლატფორმაა საჭირო: L150 მმ x W150 მმ x H25 მმ

ნებისმიერი 3D პრინტერი ამას გააკეთებს. მე პირადად ვბეჭდავდი ნაწილებს Creality Ender 3 -ზე, რომელიც არის დაბალფასიანი 3D პრინტერი 200 $ -ზე ნაკლები. ანაბეჭდები მშვენივრად აღმოჩნდა.

ნაბიჯი 1: ნაწილების 3D ბეჭდვა

ახლა დროა ბეჭდვის … ჰო!

მე ზედმიწევნით შევიმუშავე ყველა ნაწილი 3D დასაბეჭდად, ბეჭდვისას საჭირო დამხმარე მასალების გარეშე.

ყველა ნაწილის გადმოწერა შესაძლებელია რამის სამყაროზე (ბმული აქ)

ყველა ნაწილი ტესტირებადაა დაბეჭდილი Creality Ender 3 -ზე

• მასალა: PETG
• ფენის სიმაღლე: 0.3 მმ
• შევსება: 15%
• საქშენების დიამეტრი: 0.4 მმ

ნაწილების სია ასეთია:

• 1x BASE ELECTRONICS
• 1x BASE BACK
• 1x BASE FRONT
• 8x წრიული PIN L1
• 4x წრიული PIN L2
• 4x წრიული PIN L3
• 4x წრიული PIN L4
• 8x THIGH SERVO
• 8x THIGH
• 8x CALF EXT
• 8x CALF INT
• 8x ფეხი
• 4x SQUARE CLIP
• 44x წრიული კლიპი

ფაილები ხელმისაწვდომია როგორც ინდივიდუალური ნაწილები და ჯგუფები.

სწრაფი ბეჭდვისთვის უბრალოდ დაბეჭდეთ თითოეული GROUP.stl ფაილი ერთხელ.

ნაბიჯი 2: გორილაბოტის სხეულის შეკრება

შეკრების ყველა ინსტრუქცია გამოსახულია შეკრების ვიდეოზე ზემოთ:

1. მოათავსეთ CIRCULAR PIN L1 BASE FRONT წინა მარცხენა servo დამჭერის ხვრელში
2. მიაწოდეთ ერთ -ერთი MG90S სერვისის კაბელი სლოტის მეშვეობით BASE FRONT წინა მარცხენა სერვისის დამჭერში
3. განათავსეთ MG90S სერვო ადგილზე
4. მიამაგრეთ MG90S სერვო ადგილზე 2 ხრახნით (ზედმეტად არ დაიჭიმოთ, რადგან ამან შეიძლება დააზიანოს ბაზა)
5. გაიმეორეთ იგივე პროცესი BASE FRONT უკანა მარცხენა, წინა მარჯვენა და უკანა მარჯვენა სერვო დამჭერებისთვის
6. გაიმეორეთ იგივე პროცესი BASE BACK წინა მარცხნივ, უკანა მარცხნივ, წინა მარჯვნივ და უკანა მარჯვენა სერვო დამჭერებზე
7. დააფიქსირეთ ბატარეის დამჭერი BASE ELECTRONICS– ზე 2 ხრახნით დიაგონალურად ან 4 ხრახნით
8. დაიცავით უსადენო სერვო კონტროლის დაფა BASE ELECTRONICS– ზე 2 ხრახნით დიაგონალურად ან 4 ხრახნით
9. შეაერთეთ Arduino nano და NRF24L01 გადამცემი უსადენო სერვო კონტროლის დაფაზე
10. გადაიტანეთ BASE FRONT BASE ELECTRONICS– ზე 2 კვადრატული ხვრელით USB პორტი უკანა მხარეს
11. დაიცავით ადგილზე 2 SQUARE CLIPS- ით
12. გადაიტანეთ BASE BACK BASE ELECTRONICS– ზე 2 კვადრატული ხვრელით USB პორტი უკანა მხარეს
13. დაიცავით ადგილზე 2 SQUARE CLIPS- ით
14. დააფიქსირეთ მაგნიტომეტრი ბაზის წინა მხარეს 2 ხრახნით
15. მიამაგრეთ ულტრაბგერითი სენსორი BASE FRONT- ზე
16. მიაწოდეთ სერვო კაბელები უსადენო სერვო კონტროლის დაფისკენ, როგორც ნაჩვენებია

ნაბიჯი 3: ჩართეთ ელექტრონიკა

ყველა კავშირი გამოსახულია ზემოთ მოცემულ სურათზე:

1. შეაერთეთ დუპონტის 4 20 სმ კაბელი უკაბელო servo მართვის დაფებთან ულტრაბგერითი ქინძისთავები
2. შეაერთეთ 4 კაბელის მეორე ბოლო ულტრაბგერითი სენსორთან (დარწმუნდით, რომ ისინი სწორ გზაზე არიან)
3. შეაერთეთ დუპონტის 4 10 სმ კაბელი უკაბელო servo მართვის დაფებზე მაგნიტომეტრის ქინძისთავებით
4. შეაერთეთ 4 კაბელის მეორე ბოლო მაგნიტომეტრში (დარწმუნდით, რომ ისინი სწორ გზაზე არიან)
5. შეაერთეთ ყველა სერვისი უკაბელო servo კონტროლის დაფაზე მათ მიძღვნილ ქინძისთავებთან
6. აკრიფეთ ბატარეის VIN და GND მავთულები უკაბელო servo კონტროლის დაფაზე, რათა უზრუნველყოთ სწორი პოლარობა

ნაბიჯი 4: გორილაბოტის ფეხების აწყობა

შეკრების ყველა ნაბიჯი ნაჩვენებია შეკრების ვიდეოზე ზემოთ:

1. სლაიდი 1 ფეხი 1 წრიული პინზე L4
2. გადაიტანეთ 1 CALF EXT- ის უფრო სქელი ბოლო ცირკულარულ PIN L4- ზე, გამობრუნებული გვერდი ფეხისაგან მოშორებით
3. სლაიდი 2 CALF INT ცირკულარული პინზე L4
4. გადაიტანეთ 1 CALF EXT- ის სქელი ბოლო ცირკულარულ PIN L4- ზე, ხოლო გამობრუნებული მხარე ფეხისკენ არის მიმართული
5. გადაასრიალეთ 1 ფეხი ცირკულარულ პინზე L4
6. დაიცავით ადგილზე 3 წრიული სამაგრებით
7. სლაიდი 1 ცირკულარული PIN L3 აწყობილი CALF EXT– დან 1 – მდე
8. სლაიდი 1 THIGH SERVO ცირკულარული PIN L3- ზე, გამობრუნებული გვერდით CALF EXT- ისკენ
9. გადაასრიალეთ 1 THIGH ცირკულარულ პინზე L3
10. გადაიტანეთ ცირკულარული PIN L3 სხვა აწყობილი CALF EXT- ით
11. დაიცავით ადგილზე 3 წრიული სამაგრებით
12. სლაიდი 1 THIGH SERVO 1 წრიული PIN L2- ით, გამობრუნებული გვერდით წრიული PIN L2- ის თავისკენ
13. გადაიტანეთ CIRCULAR PIN L2 ორივე აწყობილი CALF INTS მეშვეობით
14. სლაიდი 1 THIGH წრიული PIN L2– ით
15. დაიცავით ადგილზე 3 წრიული სამაგრებით
16. გაიმეორეთ ყველა პროცესი დანარჩენი 3 ფეხისთვის, გახსოვდეთ, რომ როდესაც ფეხები რობოტთან არის აწყობილი, ქინძისთავები გარედანა და CALF EXTS არის CALF INTS– ის წინ, ასე რომ შეკრება იქნება იდენტური უკნიდან უკნიდან, მაგრამ სიმეტრიული მარცხნიდან მარჯვნივ რა

ნაბიჯი 5: დააინსტალირეთ Arduino

GorillaBot ფუნქციონირებისთვის იყენებს C ++ პროგრამირებას. GorillaBot– ზე პროგრამების ასატვირთად ჩვენ ვიყენებთ Arduino IDE– ს რამდენიმე სხვა ბიბლიოთეკასთან ერთად, რომლებიც უნდა დაინსტალირდეს Arduino IDE– ში.

დააინსტალირეთ Arduino IDE თქვენს კომპიუტერზე: Arduino IDE (ბმული აქ)

იმისათვის, რომ დააინსტალიროთ ბიბლიოთეკები Arduino IDE– ში, თქვენ უნდა გააკეთოთ შემდეგი ყველა ბიბლიოთეკასთან ქვემოთ მოცემულ ბმულებში.

1. დააწკაპუნეთ ქვემოთ მოცემულ ბმულებზე (ეს მიგიყვანთ ბიბლიოთეკების GitHub გვერდზე)
2. დააწკაპუნეთ მწვანე ღილაკზე, რომელშიც წერია კოდი
3. დააწკაპუნეთ ჩამოტვირთვის ZIP (ჩამოტვირთვა უნდა დაიწყოს თქვენს ვებ ბრაუზერში)
4. გახსენით გადმოწერილი ბიბლიოთეკის საქაღალდე
5. გადმოტვირთეთ გადმოწერილი ბიბლიოთეკის საქაღალდე
6. დააკოპირეთ გახსნილი ბიბლიოთეკის საქაღალდე
7. ჩასვით გახსნილი ბიბლიოთეკის საქაღალდე Arduino ბიბლიოთეკის საქაღალდეში (C: / Documents / Arduino / ბიბლიოთეკები)

ბიბლიოთეკები:

• ვარსპედსერვოს ბიბლიოთეკა (ბმული აქ)
• QMC5883L ბიბლიოთეკა (ბმული აქ)
• RF24 ბიბლიოთეკა (ბმული აქ)

და ჩვენ გვაქვს ის, რომ თქვენ მზად უნდა იყოთ წასასვლელად იმისათვის, რომ დარწმუნდეთ, რომ სწორად დაყენებული გაქვთ Arduino IDE მიჰყევით შემდეგ ნაბიჯებს

1. ჩამოტვირთეთ სასურველი Arduino კოდი ქვემოთ (GorillaBot Controller & Autonomous.ino)
2. გახსენით იგი Arduino IDE– ში
3. აირჩიეთ ინსტრუმენტები:
4. აირჩიეთ დაფა:
5. აირჩიეთ არდუინო ნანო
6. აირჩიეთ ინსტრუმენტები:
7. აირჩიეთ პროცესორი:
8. აირჩიეთ ATmega328p ან ATmega328p (ძველი ჩამტვირთავი) იმისდა მიხედვით, თუ რომელი Arduino nano იყიდეთ
9. დააწკაპუნეთ გადამოწმების ღილაკზე (Tick ღილაკი) Arduino IDE– ს მარცხენა ზედა კუთხეში

თუ ყველაფერი კარგად არის, თქვენ უნდა მიიღოთ შეტყობინება ბოლოში, რომელშიც ნათქვამია, რომ შესრულებულია შედგენა.

ნაბიჯი 6: კოდის ატვირთვა

ახლა დროა ატვირთოთ კოდი გორილაბოტის ტვინში არდუინო ნანო.

1. შეაერთეთ Arduino Nano თქვენს კომპიუტერში USB კაბელის საშუალებით
2. დააჭირეთ ატვირთვის ღილაკს (ისრის მარჯვენა ღილაკი)

თუ ყველაფერი კარგად არის, თქვენ უნდა მიიღოთ შეტყობინება ბოლოში, რომელშიც ნათქვამია, რომ შესრულებულია ატვირთვა.

ნაბიჯი 7: სერვოს დაკალიბრება

იმისათვის, რომ ფეხები სწორად შევიკრიბოთ, ჩვენ უნდა მოვათავსოთ სერვოები თავიანთ საწყის პოზიციაზე.

1. ჩადეთ 2 ლითიუმ-იონური ბატარეა ბატარეის დამჭერში
2. ჩართეთ რობოტი და დაელოდეთ 5 წამს, სანამ სერვოები მიაღწევენ საკუთარ პოზიციას
3. გამორთეთ რობოტი

ნაბიჯი 8: ფეხების შეკრება სხეულზე

Servos– თან ფეხების დაკავშირება საკმაოდ მარტივია, უბრალოდ გახსოვდეთ, რომ CALF EXT უნდა განთავსდეს CALF INT– ის წინ, როდესაც შეკრების pin ხელმძღვანელები მიმართულია გარედან.

1. გადაიტანეთ ერთ -ერთი ფეხის CALF EXT გვერდის THIGH CIRCULAR PIN L1 წინა წინა მარცხენა servo დამჭერზე
2. დაიცავით ადგილზე 1 წრიული კლიპით
3. გადაიტანეთ იგივე ფეხის THIGH SERVO იმავე ფეხის CALF EXT მხარეს, სერვო თავზე, წინა წინა მარცხენა servo დამჭერზე (დარწმუნდით, რომ THIGH SERVO სხეულის 90 გრადუსიანი კუთხეა)
4. დააფიქსირეთ THIGH SERVO ადგილზე სხეულის მიმართ 90 გრადუსიანი კუთხით, ერთი მკლავის servo horn და პატარა servo screw
5. გაიმეორეთ იგივე პროცესი წინა უკანა მარცხენა სერვო დამჭერზე იმ ფეხის დარჩენილი THIGH და THIGH SERVO– ით
6. გაიმეორეთ ყველა წინა პროცესი დარჩენილი 3 ფეხისთვის

ნაბიჯი 9: მზად ვართ რბოლისთვის !

ასე რომ, თქვენ მზად უნდა იყოთ წასასვლელად !!!

მექანიკური რეჟიმი:

• ჩართეთ რობოტი და კონტროლერი და შეამოწმეთ რობოტი სწორად დადის ჯოისტიკის მარცხენა და მარჯვენა ზემოთ მიმართულებების გამოყენებით.
• დააჭირეთ ქვემოთ ღილაკს და რობოტმა უნდა შეასრულოს პატარა ცეკვა

თუ ყველაფერი კარგად მუშაობს, სერვისები კარგად არის დაკალიბრებული და ახლა შეგიძლიათ სცადოთ ავტონომიური რეჟიმი.

ავტონომიური რეჟიმი

სპრინტის ავტონომიური რეჟიმი იყენებს მაგნიტომეტრს რობოტის მუდმივი მიმართულებით 2,5 მეტრის გასაშვებად. თქვენ შეგიძლიათ დააპროგრამოთ სასურველი პოზიცია და კორექტირების სასურველი კუთხე კონტროლერის გამოყენებით

1. ჩართეთ რობოტი და კონტროლერი
2. გადაიტანეთ რობოტი ყველა მიმართულებით მაგნიტომეტრის დაკალიბრების მიზნით 5 წამის განმავლობაში
3. მოათავსეთ რობოტი ადგილზე სასურველ პოზიციაში, რომელშიც გსურთ რომ შევიდეს
4. დააჭირეთ ზემოთ ღილაკს, რომ დაიმახსოვროთ ეს სათაური
5. გადაატრიალეთ რობოტი 30-45 გრადუსით სასურველი სათაურის მარცხნივ
6. დააჭირეთ მარცხენა ღილაკს, რომ დაიმახსოვროთ ეს პოზიცია
7. გადაატრიალეთ რობოტი 30-45 გრადუსი სასურველი სათაურის მარჯვნივ
8. დააჭირეთ მარჯვენა ღილაკს, რომ დაიმახსოვროთ ეს პოზიცია
9. დააბრუნეთ რობოტი სასურველ სათაურში
10. რობოტის დასაწყებად დააჭირეთ ჯოისტიკის ღილაკს

რობოტი 2,5 მეტრის მანძილზე მუდმივი მიმართულებით გარბის, შემდეგ დაჯდება და გამარჯვების ცეკვას ასრულებს.

ჩემმა რობოტმა მოახერხა 2.5 მეტრის გავლა 7.5 წამში.

რაც მაძლევს თეორიულ დროს 10 მეტრს 30 წამში, რაც იმედია საკმარისი იქნება იმისთვის, რომ კარგი დრო გავატარო ტულუზის რობოტ რბოლაზე

წარმატებებს გისურვებთ და ვინც თქვენ გადაწყვეტთ ამ რობოტის შექმნას, მე ვისურვებდი მოვისმინო თქვენი გამოხმაურება და პოტენციური გაუმჯობესება, რომელიც თქვენ გგონიათ, რომ შეიძლება გაკეთდეს !!!

მეორე ადგილი რობოტების კონკურსში