მუყაოს ობობა (წვრილფეხა ოთხფეხა): 13 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

კიდევ ერთხელ მოგესალმებით და კეთილი იყოს თქვენი მობრძანება ჩემს ახალ პროექტში.

ამ ინსტრუქციურად მე შევეცადე მარტივი ოთხკუთხედი გამზადებულიყო მასალისგან ყველასთვის. მე ვიცი, რომ კარგი გარეგნობის მისაღებად გჭირდებათ 3D პრინტერი და შესაძლოა CNC, მაგრამ ყველას არ აქვს ერთი ასეთი ლამაზი მოწყობილობა, ამიტომ შევეცადე მეჩვენებინა, რომ უბრალო მასალით მაინც შეგიძლიათ ააწყოთ რაიმე ლამაზი.

ასე რომ, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ჩვენ შევეცდებით ავაშენოთ ოთხფეხა. ოთხკუთხედის ჩარჩო გაკეთდება უბრალოდ გოფრირებული მუყაოსგან, რომელიც მოიცავს ჩარჩოს, ბარძაყისა და თიბიას ოთხივე ფეხიდან.

ნაბიჯი 1: რატომ ოთხფეხა და როგორ მუშაობს ის?

უნდა ითქვას, რომ რობოტები სახალისო და საინტერესოა. მე არასოდეს მიშენებია ფეხიანი რობოტი, ამიტომ ვიფიქრე, რომ უნდა მეცადა.

მე გადავწყვიტე ავაშენო ოთხკუთხედი პირველ რიგში, რადგან მე არ მქონდა საკმარისი სერვისები ექვსკუთხედისთვის. მე წარმომედგინა, თუ თქვენ შეგიძლიათ ააწყოთ ოთხფეხა, მაშინ ექვსკუთხედის აშენება მხოლოდ წინ გადადგმული ნაბიჯი იქნება. ვინაიდან ეს არის ჩემი პირველი პროექტი ამ ტიპის, მე ზუსტად არ ვიცოდი რას უნდა ველოდი, ასე მეგონა 4 ფეხი უფრო ადვილი იქნებოდა ვიდრე 6 მაგრამ როგორც მოგვიანებით გავარკვიე ეს ყოველთვის არ არის მართალი.

ოთხკუთხედს მხოლოდ 4 ფეხი აქვს იმისათვის, რომ ერთი ფეხი არ აიწიოს რობოტის სიმძიმის ცენტრი უნდა გადაიტანოს სამკუთხედის ინტერიერში, რომელიც შეიქმნა დანარჩენი სამი ფეხის წვერებს შორის.

ამ პროცესის ძალიან ლამაზი აღწერა შეგიძლიათ იხილოთ აქ:

ოთხფეხის თითოეულ ფეხს აქვს 3 სახსარი, რათა გააკონტროლოს ფეხის წვერი სივრცეში. ასე რომ სახსრები იქნება:

- Coxa servo - ჩარჩოსა და ბარძაყს შორის

- Femur servo - ფეხის ბარძაყის კონტროლი

- Tibia servo - ბარძაყისა და თიბიას შორის, რომელიც აკონტროლებს თიბიას

ფეხის წვერის აუცილებელი მდებარეობისთვის თითოეული სერვერის კუთხის გასარკვევად ჩვენ გამოვიყენებთ რაღაცას, რომელსაც ეწოდება ინვერსიული კინემატიკა. ინტერნეტში შეგიძლიათ იპოვოთ ბევრი დოკუმენტაცია ამის შესახებ და როგორ გამოვთვალოთ servos- ის კუთხეები ფეხის წვერის სხვადასხვა მდებარეობისთვის. მაგრამ ჩემს შემთხვევაში მე უბრალოდ ავიღე RegisHsu- ს მიერ შექმნილი Arduino კოდი (თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ მისი დეტალური ოთხკუთხედი, თუ ძებნით) და მე შევცვალე რობოტის და რობოტის ზომები ჩემს რობოტზე მორგებული და ასევე შევცვალე პროგრამა რობოტის გასაკონტროლებლად დისტანციური მართვის გამოყენებით და ეს არის ის.

ნაბიჯი 2: რატომ გამოიყენოთ გოფრირებული მუყაო ჩარჩოსა და ფეხებისთვის?

უპირველეს ყოვლისა ის ფართოდ არის გავრცელებული, მისი პოვნა ყველგან შეგიძლიათ და თუ გსურთ ყიდვა ძალიან იაფია. გოფრირებული მუყაო არის მყარი, ძლიერი და მსუბუქი მასალი, რომელიც შედგება ყავისფერი კრაფტის ქაღალდის სამი ფენისგან და შეფუთვის ყუთების უმეტესობა მისგან არის დამზადებული. ამიტომ ზოგიერთის პოვნა ძალიან ადვილია.

ჩემს შემთხვევაში მე გამოვიყენე ფეხსაცმლის ყუთი, რომელიც მე დავჭრა და მისგან ჩარჩო გავაკეთე. მუყაოს, რომელიც მოწოდებული იყო ჩემი ყუთით, იყო 2 მმ სისქის, ასე რომ ძალიან თხელია. ჩარჩოს თითოეული ნაწილისთვის მომიწია სამი იდენტური ნაწილის მოჭრა და ერთმანეთზე წებოვანი ორმაგი ლენტიანი სკოჩით. ასე რომ, რეალურად ჩვენ მოგვიწევს 3 ჩარჩოს გაკეთება, რომ ბოლოს გვქონდეს 6 მმ სისქის მუყაო.

ნაბიჯი 3: საჭირო ნაწილი:

ოთხკუთხედისთვის საჭირო ელექტრონული ნაწილები:

- არდუინო ნანო მიკროკონტროლი;

- Deek Robot Nano V03 Shield - არ არის აუცილებელი, მაგრამ ეს გაადვილებს ყველა სერვისის დაკავშირებას ნანოს დაფასთან.

- 12 ც Tower Pro Micro Servo 9g SG90 - 4 ფეხი 3 სახსრით;

- LED - სინათლისთვის (მე გამოვიყენე ძველი დამწვარი ფერის სენსორი)

- 1 x NRF24L01 გადამცემი

დისტანციური მართვისთვის საჭირო ელექტრონული ნაწილები

- Arduino Uno მიკროკონტროლი;

- 1 x NRF24L01 გადამცემი;

- ჯოისტიკი;

- LED;

- სხვადასხვა რეზისტორები;

- დააჭირეთ ღილაკს;

- ზოგიერთი მხტუნავი მავთული;

ჩარჩოსთვის:

- გოფრირებული მუყაოს ფურცელი

- საჭრელი

- ხრახნიანი დრაივერები

- ორმაგი ლენტიანი სკოჩი

- სამკუთხედები

- მმართველი

- ფანქარი

ასე რომ, დავიწყოთ მშენებლობა.

ნაბიჯი 4: სერვისების დაყენება 90 გრადუსზე

ჩარჩოს მშენებლობის დაწყებამდე მომიწია ყველა სერვისის 90 გრადუსზე მოთავსება ისე, რომ მოგვიანებით უფრო ადვილი იყოს მათი განთავსება, როდესაც ჩარჩო მზად იქნება. ასე რომ, მე ჯერ არდუინო ნანო, რომელიც განკუთვნილია ოთხკუთხედისთვის, ნანოს ფარზე მიმაგრებულია, შემდეგ კი ყველა სერვო ფარს. შემდეგ თქვენ მხოლოდ უნდა ატვირთოთ კოდი და ყველა სერვისი იქნება ორიენტირებული 90 გრადუსიან პოზიციებზე.

კოდი შეგიძლიათ იხილოთ ინსტრუქციის ბოლო საფეხურზე.

ნაბიჯი 5: ჩარჩოს შექმნა

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ჩარჩო აგებულია გოფრირებული მუყაოსგან, რომელიც მოთავსებულია ფეხსაცმლის ყუთიდან. ჩარჩოს შაბლონი შეგიძლიათ იხილოთ თანდართულ სურათებში ჩარჩოს ზომებთან ერთად.

თავდაპირველად დავჭრა მუყაოს ყუთები გვერდის გასაკეთებლად. მე მივიღე სამი კარგი ნაჭერი, რისთვისაც გავითვალისწინე გოფრირებული ფენის ორიენტაცია ისე, რომ 2 ცალი იყოს ვერტიკალური უჯრედის გოფრირებული ფენით და ერთი ჰორიზონტალური.

როგორც კი მუყაო მზად იყო, მე ვხატავ ჩარჩოს შაბლონს მუყაოს ფურცელზე, რომელსაც აქვს ვერტიკალური გოფრირებული საშუალება. უფრო მტკიცე და მყარი სტრუქტურის მისაღებად, მე დავჭრა სამი ნაჭერი, რათა შევიკრიბო ისინი ერთმანეთთან მოქნილობის საწინააღმდეგოდ. მუყაოს ზედა და ქვედა ფურცლებს აქვთ ვერტიკალური გოფრირებული ფენა, ხოლო დაფარული მუყაოს ფურცელი იქნება ჰორიზონტალური გოფრირებული ფენა.

სანამ ჩარჩოს სამ ნაწილს შევაერთებდი, მე მოვამზადე servo motors arm და ვხატავ თითოეული coxa servo ძრავის პოზიციას მომავალი სწორი პოზიციონირებისთვის.

ახლა, როდესაც ვიცი, სად უნდა იყოს განლაგებული კოქსა სერვო, სამი ნაჭერი ერთმანეთზე დავაწებე.

ახლა ჩარჩო დასრულებულია.

ნაბიჯი 6: ჩამაგრეთ Coxa Servos ჩარჩოში

სერვოების დასამაგრებლად, მე ჩავახველე ხვრელი აღნიშნულ პოზიციაზე ისე, რომ სერვო მხარის დამაგრებითი ხრახნი გაივლის და დავაფიქსირე სერვო ჩარჩოზე.

სერვო ძრავებისგან მოწოდებული ხრახნების გამოყენებით მე ჩავამაგრე კოქსა სერვო ძრავის იარაღი ჩარჩოზე. კოქსი წარმოიქმნება ორი სერვისისგან, რომლებიც ერთმანეთთან არის შეკრული ორმაგი ლენტით და გაძლიერებულია რეზინის ბენდით ყოველი შემთხვევისთვის. ერთი სერვო იქნება მიმართული ქვევით შახტით ვერტიკალურ მდგომარეობაში და მიმაგრებულია ჩარჩოზე, ხოლო მეორე იქნება შახტით ჰორიზონტალურ მდგომარეობაში და მიმაგრებული იქნება ბარძაყის ძვლის შიდა მხარეს.

ბოლოს და ბოლოს, რათა უზრუნველყოს coxa servo ჩარჩოში, დამაგრების ხრახნი ხრახნიან.

ნაბიჯი 7: თეძოს მშენებლობა

გამოყენებულია მუყაოს ჭრის იგივე პროცედურა. თითოეული ბარძაყის ძვალი შეიქმნება სამი მუყაოს ფურცლისგან, რომლებიც ერთმანეთთან არის შეკრული. ჰორიზონტალური გოფრირებული ფენა მოხდება ვერტიკალური გოფრირებული ფენის მუყაოს ფურცლებს შორის.

ნაბიჯი 8: ტიბიას მშენებლობა

წვივის ძვლისთვის იგივე მოჭრილი მაქვს სამი შაბლონი თითოეული წვივისთვის, მაგრამ ამჯერად გოფრირებული ფენის ორიენტაცია იყო ვერტიკალური, რათა უფრო გრძელი ძალა მიეცა თიბიას.

მას შემდეგ, რაც ყოველი სამი შაბლონი მოჭრილი იყო, მე დავამაგრე ისინი ერთმანეთთან, რის შედეგადაც მოვახერხე თიბიას სერვისის მორგება.

მე დავამატე სერვო წვივის არეში, ხოლო სერვოს მკლავი სერვოზე დამაგრებული იქნა ძვალ -ბარძაყის ძვალში გაკეთებული ხვრელის საშუალებით, რათა მოხდეს თეძოს წვივის ძვლებთან დაკავშირება.

ნაბიჯი 9: შეაერთეთ ყველაფერი ერთად

ახლა, როდესაც ჩარჩოსა და ფეხის ყველა ნაწილი შეიქმნა, მე ყველაფერი ერთმანეთთან დავაკავშირე ისე, რომ შეკრება დაიწყო ოთხკუთხედის სახეს.

ნაბიჯი 10: ელექტრონიკის დაყენება და კავშირის დაყენება

ჯერ არდუინო ნანო Deek Robot Shield- თან ერთად უნდა მოთავსდეს ჩარჩოზე. ამისათვის ავიღე ფარი და ჩავუშვი ჩარჩო 4 ხვრელით, რათა უზრუნველყოთ Deek Robot Shield ჩარჩოზე 4 ჭანჭიკისა და კაკლის გამოყენებით.

ახლა "ტვინი მიმაგრებულია სხეულზე": D შემდეგ ყველა სერვო დავუკავშირე დიკის ნანოს ფარს.

სერვოების კავშირი ძალიან ადვილია, რადგან ფარს აქვს სპეციალურად სამი ქინძისთავი (სიგნალი, VCC, GND) თითოეული Arduino Nano ციფრული და ანალოგური პინისთვის, რაც იძლევა მიკრო სერვისების სრულყოფილ და მარტივ კავშირს. ჩვეულებრივ, ჩვენ გვჭირდება ძრავის მძღოლი, რომელიც ემსახურება სერდიუსებს არდუინოსთან ერთად, რადგან მას არ შეუძლია გაუმკლავდეს ძრავების მიერ მოთხოვნილ ამპერს, მაგრამ ჩემს შემთხვევაში ეს არ არის მართებული, რადგან 9 გრ მიკრო სერვისი საკმაოდ მცირეა არდუინო ნანოსთვის.

ფეხები servos იქნება დაკავშირებული შემდეგნაირად:

ფეხი 1: (წინ მარცხენა ფეხი)

Coxa - Arduino Nano ციფრული პინი 4

Femur - Arduino Nano ციფრული პინი 2

ტიბია - Arduino Nano ციფრული პინი 3

ფეხი 2: (უკანა მარცხენა ფეხი)

Coxa - Arduino Nano Analog Pin A3

Femur - Arduino Nano Analog Pin A5

ტიბია - Arduino Nano Analog Pin A4

ფეხი 3: (წინ მარჯვენა ფეხი)

Coxa - Arduino Nano Analog Pin 10

Femur - Arduino Nano Analog Pin 8

ტიბია - Arduino Nano Analog Pin 9

ფეხი 4: (უკანა მარჯვენა ფეხი)

Coxa - Arduino Nano ციფრული პინი A1

Femur - Arduino Nano ციფრული პინი A0

ტიბია - Arduino Nano ციფრული პინი A2

LED- ის კავშირი სინათლის ეფექტისთვის

ვიფიქრე, რომ კარგი იქნება ოთხკუთხედზე სინათლის დაყენება, ასე რომ მე მაქვს ძველი ფერის სენსორი, რომელიც აღარ მუშაობს (მოვახერხე მისი დაწვა: D) მაგრამ LED- ები ისევ ისე მუშაობენ, რადგან ისინი ოთხი LED არიან პატარა დაფა და ისინი ძალიან კაშკაშაა გადავწყვიტე გამოვიყენო ფერის სენსორი, რათა ოთხმაგი შუქის ეფექტი მისცეს. ასევე ოთხი წლისაა ის ობობასთან უფრო ახლოს ჩანს.

ასე რომ, მე დავუკავშირე ფერადი სენსორის VCC Arduino Nano Pin D5 და სენსორის GND Arduino Nano– ს GND– ს. რადგან პატარა დაფაზე უკვე არის რამდენიმე რეზისტორი, რომელიც გამოიყენება LED- სთვის, მე არ მჭირდებოდა სხვა რეზისტორის დაყენება LED- თან ერთად. ყველა სხვა ქინძისთავები არ იქნება გამოყენებული, რადგან სენსორი დაიწვა და მე მხოლოდ LED- ებს ვიყენებ პატარა დაფიდან.

კავშირები NRF24L01 მოდულისთვის.

- მოდულის GND გადადის Arduino Nano Shield– ის GND– ზე

- VCC მიდის Arduino Nano 3V3 პინზე. ფრთხილად იყავით, რომ არ დაუკავშიროთ VCC პურის დაფის 5V– ს, რადგან თქვენ რისკავთ გაანადგუროთ NRF24L01 მოდული

- CSN პინი მიდის Arduino Nano D7– ზე;

- CE pin მიდის Arduino Nano D6– ზე;

- SCK pin მიდის Arduino Nano D13– ზე;

- MOSI პინი მიდის Arduino Nano D11– ზე;

- MISO pin მიდის Arduino Nano D12– ზე;

- IRQ პინი არ იქნება დაკავშირებული. იყავით ფრთხილად, თუ თქვენ იყენებთ სხვა დაფას, ვიდრე Arduino Nano ან Arduino Uno, SCK, MOSI და MISO ქინძისთავები განსხვავებული იქნება.

- თქვენ ასევე უნდა ჩამოტვირთოთ RF24 ბიბლიოთეკა ამ მოდულისთვის. შეგიძლიათ იხილოთ შემდეგ საიტზე:

როგორც ობობის კვების ბლოკი მე გამოვიყენე კედლის ადაპტერი 5V (1A). მე არ მაქვს რაიმე სახის ბატარეები და ეს იყო ჩემი ერთადერთი ხელმისაწვდომი კედლის ადაპტერი, რომელიც, ჩემი აზრით, უკეთესი იქნება მინიმუმ 2A– დან, მაგრამ მე არ მაქვს ერთი, ასე რომ, მე უნდა გამოვიყენო ერთადერთი, რაც მაქვს რა გაცილებით სასიამოვნო იქნება თუ იყენებთ li-po ბატარეას ისე, რომ რობოტი იყოს თავისუფალი, კაბელი არ იყოს მიმაგრებული.

იმისათვის, რომ უფრო სტაბილური კვების ბლოკი მქონდეს, მე დავამატე 10microF კონდენსატორი DeV Robot Nano Shield- ის 5V და GND ქინძისთავებს შორის, რადგან შევამჩნიე, რომ როდესაც ყველა სერვისი, სადაც დატვირთვაა, არდუინო ნანო უბრალოდ გადატვირთულია, ხოლო კონდენსატორის დამატებით პრობლემა მოგვარდა.

ნაბიჯი 11: საფარის მშენებლობა

როგორც მინდოდა საფარი მაქსიმალურად მსუბუქი მე გავაკეთე იგი მხოლოდ ერთი ფენისგან 2 მმ გოფრირებული მუყაოს ფურცლისგან, რადგან მას არ სჭირდება გაძლიერება, რადგან არანაირი დატვირთვა არ იმოქმედებს მასზე.

მე დავჭრა მუყაოს ნაჭერი იმ ფორმით და ზომებით, როგორც სურათზე ხედავთ და ჩავამაგრე ჩარჩოზე იგივე თხილით, რომლებიც არდუინო ნანო ფარს იკავებს ჩარჩოს ქვეშ. ზედა ნაწილში ორი ნაჭერი მოთავსდება ერთმანეთზე ორმაგი ლენტით. მე შევეცადე ყველა მავთული შემეკრა შიგნით ისე, რომ ოთხფეხა მაქსიმალურად კარგად გამოიყურებოდეს.

ახლა ოთხკუთხედი კეთდება. მოდით გადავიდეთ დისტანციურ კონტროლერზე.

ნაბიჯი 12: დისტანციური კონტროლერი

დისტანციური მართვისთვის მე ვიყენებ იმავე დისტანციურ კონტროლერს ჩემი წინა პროექტის მავერიკის დისტანციური მართვის მანქანით, მხოლოდ მე გამოვწერე გრაფიკი, რომელიც ამ პროექტში არ არის საჭირო. მაგრამ თუ თქვენ გამოგრჩეთ ის აღნაგობა, მე ისევ აქ დავწერე.

როდესაც მე ვიყენებ კონტროლერს Arduino Uno- ს, მე Uno დავამატე პურის დაფაზე რამდენიმე რეზინის ზოლით, რათა არ ვიმოძრაო.

- Arduino Uno მიეწოდება 9V ბატარეით ჯეკის საშუალებით;

- Arduino Uno 5V პინი დაფაზე 5V სარკინიგზო ხაზამდე;

-არდუინო უნო GND პინდი GND სარკინიგზო დაფაზე;

NRF24L01 მოდული.

- მოდულის GND მიდის breadboard– ის რკინიგზის GND– ზე

- VCC მიდის Arduino Uno 3V3 პინზე. ფრთხილად იყავით, რომ არ დაუკავშიროთ VCC პურის დაფის 5V– ს, რადგან თქვენ რისკავთ გაანადგუროთ NRF24L01 მოდული

- CSN პინი მიდის Arduino Uno D8– ზე;

- CE pin მიდის Arduino Uno D7– ზე;

- SCK პინი მიდის Arduino Uno D13– ზე;

- MOSI პინი მიდის Arduino Uno D11– ზე;

- MISO pin მიდის Arduino Uno D12– ზე;

- IRQ პინი არ იქნება დაკავშირებული. იყავით ფრთხილად, თუ თქვენ იყენებთ სხვა დაფას, ვიდრე Arduino Nano ან Arduino Uno, SCK, MOSI და MISO ქინძისთავები განსხვავებული იქნება.

ჯოისტიკის მოდული

- ჯოისტიკის მოდული შედგება 2 პოტენომეტრისგან, ამიტომ ძალიან ჰგავს კავშირებს;

- GND მიამაგრეთ პურის დაფის GND რელსზე;

- VCC პინდი 5V სარკინიგზო დაფაზე;

- VRX პინი Arduino Uno A3 პინზე;

- VRY პინი Arduino Uno A2 პინზე;

LED

- წითელი LED იქნება სერიულად დაკავშირებული 330Ω რეზისტორით Arduino Uno pin D4- თან;

- მწვანე LED იქნება სერიულად დაკავშირებული 330Ω რეზისტორით Arduino Uno pin D5- თან;

დააჭირეთ ღილაკებს

- ერთი ღილაკი გამოყენებული იქნება ოთხმაგი შუქის ჩართვისა და გამორთვისათვის, ხოლო მეორე არ იქნება გამოყენებული;

- LIGHT ღილაკი დაუკავშირდება Arduino Uno– ს პინ D2– ს. ღილაკი უნდა გაიყვანოს 1k ან 10k რეზისტორით მნიშვნელობა არ არის მნიშვნელოვანი.

- დარჩენილი ღილაკი დაუკავშირდება Arduino Uno- ს პინ D3- ს. იგივე ღილაკი უნდა ჩამოიშალოს 1k ან 10k რეზისტორით. (ის არ იქნება გამოყენებული ამ პროექტისათვის)

ეს არის ის, რაც ჩვენ ახლა შევაერთეთ ყველა ელექტრო ნაწილს.

ნაბიჯი 13: Arduino IDE კოდები

ამ ნაწილისთვის არის რამდენიმე კოდი, რომელიც მე გამოვიყენე.

Leg_Initialization - გამოიყენებოდა სერვისების ცენტრში 90 გრადუსამდე პოზიციისთვის.

Spider_Test - გამოიყენებოდა სწორი ფუნქციების შესამოწმებლად, როგორც წინ, უკან, შემობრუნება

ობობა - გამოიყენება ობობისთვის

ობობის დისტანციური კონტროლერი - გამოიყენება ობობის კონტროლერისთვის

უნდა აღვნიშნო, რომ Spider– ის კოდი ადაპტირებული და შეცვლილი იყო RegisHsu [DIY] SPIDER ROBOT– ის კოდის შემდეგ (QUAD ROBOT, QUADRUPED) და ამიტომაც მინდა მადლობა გადავუხადო RegisHsu– ს მისი კარგი სამუშაოსთვის.

ყველაფერი კარგად არის ნათქვამი, იმედი მაქვს მოგეწონათ ჩემი ობობა.