Hexapod: 14 ნაბიჯი (სურათებით)

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

რამდენიმე წელია მაინტერესებს რობოტების თამაში და შექმნა და მე ძალიან შთაგონებული ვარ ზენტასგან, აქ ნახავთ მის Youtube არხს https://www.youtube.com/channel/UCmCZ-oLEnCgmBs_T და მის ვებ გვერდს

თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ბევრი კომპლექტი სხვადასხვა მწარმოებლებისგან ინტერნეტში, მაგრამ ისინი ძალიან ძვირი ღირს, 1.500 $ -მდე+ 4 DoF ექვსკუთხედისთვის, ხოლო ჩინეთის კომპლექტებს არ აქვთ კარგი ხარისხი. ასე რომ, მე გადავწყვიტე შევქმნა ჰექსაპოდში ჩემი გზა. შთაგონებული ზენტას ჰექსაპოდ ფენიქსით, თქვენ ნახავთ მას Youtube არხზე (და ნაკრები შეგიძლიათ იხილოთ https://www.lynxmotion.com/c-117-phoenix.aspx, მე დავიწყე საკუთარი თავის შექმნა ნულიდან.

შექმნისთვის, თუ დავისახავ შემდეგ მიზნებს/მოთხოვნებს ჩემს მიმართ:

1.) გაერთეთ და ისწავლეთ ახალი.

2.) ღირებულებაზე ორიენტირებული დიზაინი (ჯანდაბა, ჩემმა კომპანიამ სულ გამიფუჭა)

3.) ნაჭრის ხისგან დამზადებული ნაწილები (რადგან ადამიანების უმეტესობისთვის და ჩემთვისაც უფრო ადვილია ხის მოჭრა)

4.) უფასო ხელმისაწვდომი ინსტრუმენტების (პროგრამული უზრუნველყოფის) გამოყენება

მაშ, რას ვიყენებ აქამდე?

ა) SketchUp, მექანიკური დიზაინისთვის.

ბ) წიფლის ხე 4 მმ და 6 მმ (1/4 ).

გ) არდუინო უნო, მეგა, IDE.

დ) ციფრული სტანდარტული სერვისები (ნაპოვნია ამაზონში კარგ ფასად).

ე) დოსუკი და ბენდსოვი, საბურღი მანქანა, მოსახვეწი ქაღალდი და ფაილი.

ნაბიჯი 1: ფეხებისა და სერვო ფრჩხილების მშენებლობა

ჯერ ინტერნეტში ვატარებდი კვლევებს იმის გასარკვევად, თუ როგორ უნდა გავაკეთოთ რობოტი, მაგრამ მე არ ვიყავი წარმატებული, ვიპოვნე კარგი ინფორმაცია მექანიკური დიზაინის შესახებ. ასე რომ, მე ძალიან მიჭირდა და საბოლოოდ გადავწყვიტე გამომეყენებინა SketchUp.

SketchUp– ის გამოყენებით სწავლის რამდენიმე საათის შემდეგ, მე დავამთავრე ფეხების პირველი დიზაინი. ბარძაყის ძვალი ოპტიმიზირებულია სერვო რქების ზომაზე, რომელსაც მე ვიყენებ. როგორც მივხვდი, ორიგინალი, როგორც ჩანს, დიამეტრის 1 ინჩია, მაგრამ ჩემს სერვო რქებს აქვთ 21 მმ.

ამობეჭდვა სწორი მასშტაბით არ მუშაობდა SketchUp– ით ჩემს კომპიუტერში, ამიტომ შევინახე PDF– ში, გავაკეთე 100%–ით ამობეჭდვა, გავაკეთე გარკვეული გაზომვები და ბოლოს ისევ დაბეჭდილი სწორი სკალირების ფაქტორით.

პირველი ცდისას მე ვქმნიდი მხოლოდ ხელოვნებას ორი ფეხისთვის. ამისათვის მე დავაგროვე ორი დაფა, წებოვანა (კედლის ქაღალდისთვის) ამობეჭდვა მასზე და ამოვიღე ნაწილები მოდელის ხელნაკეთი სამაჯურით.

გამოყენებული მასალა: წიფლის ხე 6 მმ (1/2 )

ამის შემდეგ მე გავაკეთე რამდენიმე ექსპერიმენტი, არ მაქვს დოკუმენტირებული და გავაკეთე რამდენიმე ოპტიმიზაცია. როგორც ხედავთ, წვივის ძვალი ოდნავ დიდია, ისევე როგორც ბარძაყის ძვალი.

სერვო რქების დასაყენებლად ბარძაყის ძვლის მეშვეობით, მასალის 2 მმ უნდა მოიკვეთოს. ეს შეიძლება გაკეთდეს სხვადასხვა გზით. როუტერით ან ფორსტნერის ბურღვით. Forstner იყო მხოლოდ 200 მმ დიამეტრის, ასე რომ მე უნდა გავაკეთოთ რამდენიმე ომის შემდეგ ხელით chisel.

ნაბიჯი 2: თეძოს და ბარძაყის ოპტიმიზაცია

ცოტა შევცვალე დიზაინი.

1.) Tibia არის მორგებული servo მე ვიყენებ ბევრად უკეთესი.

2.) ბარძაყის ძვალი ახლა უფრო პატარაა (ღერძიდან ღერძამდე დაახლოებით 3 ) და ემსახურება სერვო რქებს (21 მმ დიამეტრი).

მე ვიყენებდი 6 დაფის 6 მმ -იანი ხისგან და ვამაგრებდი მათ ორმხრივი ლენტით. თუ ეს არ არის საკმარისად ძლიერი, შეგიძლიათ გააკეთოთ ხვრელი ყველა დაფაზე და გამოიყენოთ ხრახნი, რომ დააფიქსიროთ ისინი ერთად. შემდეგ ნაწილები ერთდროულად იჭრება ბენდის ხერხემალით. თუ საკმარისად მკაცრი ხარ, ასევე შეგიძლია გამოიყენო jigsaw:-)

ნაბიჯი 3: Servo Bracket- ის დიზაინი

ახლა დროა შევქმნათ servo bracket. ეს მკაცრად არის შემუშავებული ჩემს მიერ გამოყენებულ სერვოსთან. ყველა ნაწილი დამზადებულია წიფლის ხისგან 6 მმ კვლავ იხილეთ შემდეგი ნაბიჯი.

ნაბიჯი 4: სერვო ფრჩხილების მოჭრა და აწყობა

ისევ დავჭერი ექვსი ნაწილი ერთდროულად ყველა bandsaw. მეთოდი იგივეა, რაც ადრე.

1.) ორმაგი ცალმხრივი ლენტის გამოყენებით, დაფები დააწებეთ ერთმანეთთან.

2.) ხრახნები მეტი სტაბილურობისთვის ჭრის დროს (აქ არ არის ნაჩვენები).

შემდეგ მე გამოვიყენე რამოდენიმე მოდელის ხელნაკეთი წებო მათ ერთმანეთთან დასაკავშირებლად და ორი SPAX ხრახნი (ჯერ არ არის გამოყენებული ფოტოზე).

ორიგინალ ჰექსაპოდთან შედარებით, მე ჯერჯერობით ბურთის საკისრებს არ ვიყენებ, სამაგიეროდ, მე ვიყენებ მხოლოდ 3 მმ -იან ხრახნებს, საყელურებს და თვითგამტკიცებელ კაკალს, რათა ფეხები შევიკრიბო სხეულთან/შასისთან ერთად.

ნაბიჯი 5: ფეხების შეკრება და გამოცდა

პირველ ორ სურათზე ხედავთ ფეხის პირველ ვერსიას. შემდეგ ნახავთ ძველი და ახალი ნაწილების შედარებას და ახალი ნაწილების შედარებას (ვერსია ორი) ორიგინალთან (ფოტო ფონზე).

დაბოლოს, თქვენ ჩაატარებთ მოძრაობის პირველ გამოცდას.

ნაბიჯი 6: სხეულის აგება და შეკრება

სხეული, რომლის რეკონსტრუქციაც ვცადე ფოტოებიდან. როგორც ცნობა მე გამოვიყენე სერვო რქა, რომელიც ვივარაუდე 1 "დიამეტრით. ასე რომ, წინა მხარე ხდება სიგანე 4.5" და შუა 6.5 ". სიგრძისთვის ვივარაუდე 7". მოგვიანებით შევიძინე სხეულის ორიგინალური ნაკრები და შევადარე. ძალიან ვუახლოვდებოდი ორიგინალს. საბოლოოდ მე გავაკეთე მესამე ვერსია, რომელიც არის ორიგინალის 1: 1 ასლი.

სხეულის პირველი ნაკრები, რომელიც მე გავაკეთე 6 მმ -იანი ხისგან, აქ ხედავთ მეორე ვერსიას, რომელიც დამზადებულია 4 მმ -იანი ხისგან, რომელიც აღმოვაჩინე, რომ საკმაოდ ძლიერი და მყარია. ორიგინალური ნაკრებისგან განსხვავებით, მე ვამონტაჟებდი სერვო რქას თავზე, რესპ. მასალის საშუალებით (ამის დანახვა ასევე შეგიძლიათ ბარძაყის ძვალთან ერთად). მიზეზი ის არის, რომ მე არ ვარ განწყობილი ვიყიდო ძვირადღირებული ალუმინის რქები, სამაგიეროდ მინდა გამოვიყენო უკვე მოწოდებული პლასტიკური რქები. კიდევ ერთი მიზეზი ის არის, რომ მე ვუახლოვდები სერვოს, ამიტომ გამჭოლი ძალები ნაკლებია. ეს ქმნის უფრო სტაბილურ კავშირს.

სხვათა შორის, ხანდახან კარგია განეშ ბორტზე. მადლობა ჩემს მეგობარ თეჯასს:-)

ნაბიჯი 7: პირველი ელექტრონიკის ტესტები

ახლა ყველა ხელოვნება ერთად არის გაერთიანებული. კარგი, მე ვიცი, რომ ეს არ გამოიყურება ძალიან ლამაზი, მაგრამ სინამდვილეში მე ბევრ ექსპერიმენტს ვატარებ. ვიდეოში შეგიძლიათ ნახოთ რამდენიმე მარტივი წინასწარგანსაზღვრული თანმიმდევრობის დაკვრა, რეალურად არ არსებობს ინვერსიული კინემატიკა. წინასწარ განსაზღვრული სიარული არ მუშაობს სწორად, რადგან ის განკუთვნილია 2 DoF– ისთვის.

ამ მაგალითში მე ვიყენებ SSC-32U სერვო კონტროლერს Lynxmotion– დან, თქვენ ნახავთ აქ:

რამდენიმე დღის წინ მე ასევე ვიყენებდი სხვა PWM კონტროლერს (Adafruit 16-არხიანი PWM კონტროლერი, https://www.adafruit.com/product/815), მაგრამ SCC– ს აქვს მართლაც რამდენიმე კარგი თვისება, როგორიცაა სერვისების შენელება.

ასე რომ, ეს უკვე არის. შემდეგ მე უნდა გავარკვიო როგორ გავაკეთო ინვერსიული კინემატიკა (IK), იქნებ დავპროგრამო ისეთი მარტივი სიარული, როგორიც არის წინასწარ განსაზღვრული SSC კონტროლერში. მე უკვე ვიპოვე მზა გამოსაყენებელი მაგალითი აქ https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts, მაგრამ ჯერ არ მაქვს გაშვებული. წარმოდგენა არ მაქვს რატომ, მაგრამ მე ვმუშაობ.

ასე რომ, აქ არის მოკლე ToDo სია.

1.) პროგრამირება მარტივი სიარული, როგორიცაა SSC– ში ჩაშენება.

2.) პროგრამირება PS3 კონტროლერის კლასი/შეფუთვა Arduino Phoenix– ისთვის.

3.) მიიღეთ კოდი KurtE გაშვებულიდან ან დაწერეთ ჩემი საკუთარი კოდი.

სერვისები, რომლებსაც მე ვიყენებ, მე ვიპოვე ამაზონში https://www.amazon.de/dp/B01N68G6UH/ref=pe_3044161_189395811_TE_dp_1. ფასი საკმაოდ კარგია, მაგრამ ხარისხი შეიძლება ბევრად უკეთესი იყოს.

ნაბიჯი 8: პირველი მარტივი სიარული ტესტი

როგორც ბოლო ეტაპზე აღვნიშნე, მე შევეცადე დამეპროგრამებინა საკუთარი სიარულის თანმიმდევრობა. ეს არის ძალიან მარტივი, მექანიკური სათამაშოს მსგავსად და არ არის ოპტიმიზირებული იმ სხეულისთვის, რომელსაც მე აქ ვიყენებ. უბრალო სწორი სხეული ბევრად უკეთესი იქნებოდა.

ასე რომ, გისურვებთ ბევრ გართობას. IK უნდა ვისწავლო ახლა;-)

შენიშვნები: როდესაც ყურადღებით დააკვირდებით ფეხებს, დაინახავთ, რომ ზოგიერთი სერვო უცნაურად იქცევა. რასაც ვგულისხმობ არის ის, რომ ისინი არ მოძრაობენ ყოველთვის გლუვად, იქნებ მე უნდა შევცვალო ისინი სხვა სერვისებით.

ნაბიჯი 9: PS3 კონტროლერის გადატანა

დღეს დილით ვმუშაობდი ფენიქსის კოდის შესაფუთზე. რამდენიმე საათი დამჭირდა, დაახლოებით 2-3, ამის გაკეთება. კოდი საბოლოოდ არ არის გამართული და მე დავამატე დამატებითი გამართვა კონსოლზე. ჯერჯერობით მუშაობს:-)

სხვათა შორის, როდესაც ფენიქსის კოდს ვუშვებდი, როგორც ჩანს, ყველა სერვისი ინვერსიულად მუშაობს (საპირისპირო მიმართულებით).

როდესაც გსურთ თავად სცადოთ, გჭირდებათ KurtE– ის კოდი, როგორც საფუძველი https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts. მიჰყევით ინსტრუქციას კოდის ინსტალაციისთვის. დააკოპირეთ Phoenix_Input_PS საქაღალდე თქვენს Arduino ბიბლიოთეკის საქაღალდეში (ჩვეულებრივ, თქვენი ესკიზის საქაღალდის ქვესაქაღალდე) და Phoenix_PS3_SSC32 საქაღალდე თქვენს ესკიზის საქაღალდეში.

ინფორმაცია: თუ არ გაქვთ გამოცდილება Arduino– სთან და ინსტრუმენტებთან და გაქვთ რაიმე პრობლემა, გთხოვთ დაუკავშირდეთ Arduino საზოგადოებას (www.arduino.cc). როდესაც KurtE– ს ფენიქსის კოდთან დაკავშირებით პრობლემები შეგექმნებათ, დაუკავშირდით მას. მადლობა

გაფრთხილება: კოდის გაგება ჩემი აზრით დამწყებთათვის არაფერია, ასე რომ თქვენ ძალიან კარგად უნდა იცნობდეთ C/C ++, პროგრამირებას და ალგორითმს. კოდს ასევე აქვს მრავალი პირობითი შედგენილი კოდი, რომელიც კონტროლდება #განსაზღვრებით, ეს ძალიან ართულებს კითხვას და გაგებას.

ტექნიკის სია:

• Arduino Mega 2560
• USB მასპინძელი ფარი (არდუინოსთვის)
• PS3 კონტროლერი
• LynxMotion SSC-32U სერვო კონტროლერი
• ბატარეა 6 V (გთხოვთ, წაიკითხოთ მოთხოვნები მთელი თქვენი HW– დან, წინააღმდეგ შემთხვევაში თქვენ შეიძლება დააზიანოთ იგი)
• Arduino IDE
• საჭიროების შემთხვევაში ზოგიერთი USB კაბელი, კონცენტრატორი და სხვა მცირე ნაწილები.

თუ მოგწონთ PS2 კონტროლერი, ინტერნეტში ნახავთ უამრავ ინფორმაციას იმის შესახებ, თუ როგორ დაუკავშირდეთ Arduino– ს.

ასე რომ, გთხოვთ მოთმინება გამოიჩინოთ. მე განვაახლებ ამ ნაბიჯს, როდესაც პროგრამული უზრუნველყოფა მუშაობს სწორად.

ნაბიჯი 10: პირველი IK ტესტი

მე ვიპოვე ფენიქსის კოდის სხვა პორტი, რომელიც გაცილებით უკეთ მუშაობს (https://github.com/davidhend/Hexapod), იქნებ სხვა კოდთან კონფიგურაციის პრობლემა მაქვს. როგორც ჩანს, კოდი ცოტა შეცდომაა და ნაბიჯები არ გამოიყურება ძალიან გლუვი, მაგრამ ჩემთვის ეს არის დიდი ნაბიჯი წინ.

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ კოდი ფაქტიურად ექსპერიმენტულია. ბევრი უნდა გავწმინდო და გამოვასწორო და გამოვაქვეყნებ განახლებას მომდევნო დღეებში. PS3 პორტი ემყარება უკვე გამოქვეყნებულ PS3 პორტს და მე გადავაგდე PS2 და XBee ფაილები.

ნაბიჯი 11: მეორე IK ტესტი

გამოსავალი იმდენად ადვილი იყო. მე უნდა შევასწორო კონფიგურაციის მნიშვნელობა და შევაბრუნო ყველა სერვო კუთხე. ახლა მუშაობს:-)

ნაბიჯი 12: Tibia და Coxa EV3

მე ვერ შევეწინააღმდეგე, ასე რომ მე გავაკეთე ახალი ტიბია და კოქსი (servo brackets). ეს არის მესამე ვერსია, რაც მე გავაკეთე. ახლები უფრო მრგვალი ფორმისაა და უფრო ორგანული/ბიონიკური სახე აქვთ.

ასე რომ, რეალური სტატუსია. ექვსკადიანი მუშაობს, მაგრამ მაინც რაღაც უბედურება აქვს.

1.) არ გაირკვა, რატომ აქვს BT– ს დაყოვნება 2..3 წამი.

2.) სერვო ხარისხი დაბალია.

გასაკეთებელი:

* სერვისების გაყვანილობა უნდა გაუმჯობესდეს.

* გჭირდებათ კარგი ბატარეის დამჭერი.

* უნდა მოძებნოთ გზა ელექტრონიკის დასაყენებლად.

* ხელახლა დაკალიბრება servos.

* სენსორების და ძაბვის მონიტორის დამატება ბატარეისთვის.

ნაბიჯი 13: გლუვი ფორმის თეძო

რამდენიმე დღის წინ მე უკვე გავაკეთე ახალი ბარძაყის ძვალი, რადგან ბოლომდე არ ვიყავი კმაყოფილი. პირველ სურათზე ნახავთ განსხვავებებს. ძველებს ჰქონდათ დიამეტრი 21 მმ ბოლოებზე, ახლებს აქვთ დიამეტრი 1 ინჩი. ჩემი საფქვავი აპარატით ჩავძირე ბარძაყის ძვალი ბარძაყის არეში მარტივი დამხმარე ხელსაწყოთი, როგორც ამას ხედავთ მომდევნო სამ სურათზე.

სანამ ნიჟარები ბარძაყის ძვალში ჩადის, აზრი აქვს ყველა ხვრელის გაბურღვას, წინააღმდეგ შემთხვევაში ეს შეიძლება გართულდეს. სერვო რქა ძალიან კარგად ჯდება, შემდეგი ნაბიჯი, რომელიც აქ არ არის ნაჩვენები, აძლევს კიდეებს მრგვალ ფორმას. ამისათვის მე გამოვიყენე როუტერის ბიტი რადიუსით 3 მმ.

ბოლო სურათზე ნახავთ ძველისა და ახლის შედარებას. არ ვიცი რას ფიქრობ, მაგრამ მე ახალი უფრო მომწონს.

ნაბიჯი 14: საბოლოო ნაბიჯები

მე დავამთავრებ ამ გაკვეთილს ახლა, თორემ ის გახდება გაუთავებელი ამბავი:-).

ვიდეოში თქვენ იხილავთ კურტეს ფენიქსის კოდს, რომელიც მუშაობს ჩემი ზოგიერთი ცვლილებით. რობოტი სრულყოფილად არ მოძრაობს, ბოდიში, მაგრამ იაფ სერვოებს აქვთ ცუდი ხარისხი. მე შევუკვეთე სხვა სერვისები, მე მხოლოდ ორი მათგანი გამოვცადე კარგი შედეგით და ჯერ კიდევ ველოდები მშობიარობას. უკაცრავად, მე არ შემიძლია გაჩვენოთ როგორ მუშაობს რობოტი ახალ სერვისებთან.

უკანა ხედი: 20 ამპერიანი დენის სენსორი, მარცხენა 10 კ ქოთნიდან. როდესაც რობოტი დადის ის ადვილად მოიხმარს 5 ამპერს. 10 კ -იანი ქოთნის მარჯვნივ ნახავთ OLED 128x64 პიქსელს, რომელიც აჩვენებს სტატუსის ინფორმაციას.

წინა ხედი: მარტივი ულტრაბგერითი სენსორი HC-SR04, ჯერ არ არის ინტეგრირებული SW– ში.

მარჯვენა მხარის ხედი: MPU6050 ამაჩქარებელი და ჟირო (6 ღერძი).

მარცხენა მხარის ხედი: პიეზოს დინამიკი.

მექანიკური დიზაინი ახლა მეტნაკლებად გაკეთებულია, სერვოების გარდა. ასე რომ, შემდეგი ამოცანები იქნება რამდენიმე სენსორის ინტეგრირება SW- ში. ამისათვის მე შევქმენი GitHub ანგარიში SW– ით, რომელსაც მე ვიყენებ, რომელიც დაფუძნებულია KurtE– ის ფენიქსის დასავლეთის სურათზე.

OLED:

ჩემი GitHub: