Mos keladigan gumanoid robotni yaratish: 11 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:22

Yangilanish va sahifa: 17.01.2021 Bosh, yuz va boshqalar - veb -kamera qo'shildiTendonlar va muskullar - PTFE qo'shimchalari Nervlar va teri - o'tkazgichli rezina natijalar "Rasmdagi bu nima?"

Bu robot tanasining bir qismi, xususan, umurtqa pog'onasi, elkasi, qo'li va qo'li prototipi. Mening ijodimga korpus kerak bo'ladi va bu loyihaning maqsadi.

Men umumiy razvedka ustida ishlayapman - mening jamoam "mashinasozlik nevrologiyasi" texnologiyasidan foydalanadi, qisqacha aytganda, MiNT. Bir yoki bir nechta jismni qurish meni dasturlashda ilhom olishimga yordam beradi deb umid qilaman.

"Ishlab chiqarilgan" - ha, bu robot korpus qo'lda ishlangan.3D bosma, agar xohlasangiz. Menda ham FDM, ham qatronli printerlar bor, lekin men bunday prototiplarni yaratish uchun qo'l ishini afzal ko'raman. "Mos keluvchi" - bu shunchaki moslashuvchan degan ma'noni anglatadi. Gap shundaki, tana inson xavfsizligi uchun etarlicha moslashuvchan, ya'ni odamni egish yoki sakrash, chimchilash yoki ezib tashlash yoki jiddiy zarar etkazish o'rniga. Robot - bo'lajak do'stlarimiz va hamkasblarimizni (yoki xizmatchilarimizni) xavfsiz bo'lishlari uchun muhim rivojlanish sohasi. Robot - o'z -o'zidan tushunarli. Bu daftar MiNT-ga kirmaydi, lekin agar siz ko'proq ma'lumot olishni yoki notijorat ishlarda qatnashishni xohlasangiz, men bilan bog'laning. Bu men uchun ketayotgan narsa. Aql tugaganidan keyin ham, men baribir barqarorlik uchun to'rttali dizaynni rejalashtiryapman.

1 -qadam: Suyaklar

PVX

Bu robototexnika uchun juda katta va og'ir vaznli odam uchun juda zo'r, engil, bardoshli, kuchli va yasash oson, arzon.

Qolaversa, bu suyakka o'xshaydi, agar siz buni xohlasangiz.

Quvurlar va armaturalarning ichi bo'sh simlari yashirish simlarini osonlashtiradi.

Bir oz qizdirilganda (issiqlik tabancasi yoki mash'ala [tez, lekin qiyin]), PVX yumshatadi, agar u sovib ketguncha saqlansa, yangi shaklini saqlaydi.

Yaxshi shamollatishni ishlatganingizga ishonch hosil qiling, tutunni nafas qilmang!

PEX - 1/4 dyuym

Kichik suyaklar uchun, bilak kabi, men bu yumshoqroq trubadan foydalandim.

Mening birinchi qo'limda barmoq suyaklari uchun PEX ishlatilgan, lekin bu kichikroq mashinada menga kichikroq suyaklar kerak edi.

Qahva aralashtirgichlari

Menga kuchliroq material kerak, lekin hozircha bu yaxshi ishlaydi.

Qachonki, kimdir etarlicha kuchli bo'lmasa, men shuni tushunamanki, 3 ta issiq yopishtirish ishlayapti.

Metall

Men metall echimlarni izlay boshlaganim yo'q, lekin alyuminiyni lehimlashning oddiyligini faqat mash'ala bilan kashf etgach, alyuminiyni kelajakda ko'rib chiqishga arziydigan variant bo'lishi mumkin deb o'ylayman. Haqiqiy kalit shunday bo'ladi funktsional bo'lishi uchun minimal hunarmandchilikni talab qiladigan qulay armatura va materiallarning mavjudligi. Ishonchim komilki, u tashqarida, lekin uning narxi qancha va bunga arziydimi? Butun metalli skeletga qarashimiz kerakmi? Boshqa metallar va qotishmalarni ko'rib chiqishga arziydimi va qaysi ilovalar uchun?

2 -qadam: mushaklar va tendonlar

2021-17-17: PTFE/Teflon naychasini qo'shish kerak edi, bu esa ularni ishga tushirish vaqtida yopishib qolgan ba'zi apparatlarning tendonlarini boshqarishga yordam beradi, bu vaqtda barmoqlar 75%ga yaqin ishlaydi, lekin ular qaytadigan bahor turiga muhtoj. qo'shimcha. Men teri qoplamasidan tashqari silikon kauchuk ishlab chiqarishni rejalashtiryapman.

-

Hozirgi vaqtda faqat "muskullar" biriktirilgan-bu zip-rishtalar yordamida ushlab turiladigan ba'zi SG90 servolari. Men hozircha yuqori qo'llar va elkalarga MG996R biriktirdim, lekin bu etarli bo'ladimi yoki yo'qmi bilmayman. Zip-rishtalar bilak SG90-larni ushlab turgandek ko'rinadi va bilak qo'shimchalarining hozirgi konfiguratsiyasiga asosan deyarli 180 daraja burilishga imkon beradi. Bilagi oxir -oqibat o'zgarishi kerak bo'ladi, lekin hozircha u hech bo'lmaganda qo'lini ushlab turadi. Men hozirda baliq ovlash liniyasi emas, balki tendonlar uchun egiluvchan filamentdan foydalanmoqdaman, chunki katta sirt maydoni paychalarining paychalari singari tendon qobig'iga kiyilmaydi. Men boshqa bo'g'inlar uchun juda ko'p servo qo'shaman. Yuqori qo'l oddiy, lekin yelkalar qiyin. Umurtqa pog'onasi deyarli kestirib, kestirib qo'yilgan bo'ladi. Eslatmalar: kestirib, elka yoki bilak uchun MG996r katta servolardan foydalaning. - Bajarildi, biz ko'ramiz … Mushaklar variantlari: EM chiziqli aktuatori PEANO HASSEL aktuatori

PEANO HASSEL aktuatorlarini yasash unchalik qiyin emas, lekin men ularga kerak bo'lgan yuqori kuchlanish uchun yaxshi echim topa olmayapman va ularni oqishdan qanday saqlanishini bilmayman. Aks holda, men ushbu texnikani mushaklarni boshqarish uchun ishlatishni ma'qul ko'raman. Ehtimol, keyinchalik takrorlashda.

Barmoqlarga qaytadigan buloq kerak bo'lishi mumkin, lekin tendonlar ham tortishi, ham itarishi mumkin - baribir.

3 -qadam: Orqa miya

PVX quvurli adapterlar, o'ralgan holda, vertebra bo'lib xizmat qiladi, menda aktuatorlar va tendonlar bo'lmaguncha ularni birga saqlash muammodir, lekin disklarning ichki qismiga o'ralgan egiluvchan filaman uzunligining ijodiy joylashuvi, bu muammoni hal qilib, disklarni yig'ishtirib qo'ydi. Baza uchun xohlagan narsani ishlating. Men tasvirdagi qismlarni avvalgi botdan yopishtirib olganman va ularni qayta ishlatganman, chunki ular allaqachon mavjud edi.. Disklar keraksiz katta bo'lishi mumkin, lekin hozircha bu yaxshi. Haddan tashqari bo'sh joy ular orqali sim o'tkazishi uchun ko'p joy qoldiradi. Masolalar: Hozirgi umurtqa pog'onasi harakatlanayotganda shovqin qiladi va men xohlagandek silliq emas. Bular 3D bosib chiqarishga arzigulik bo'lishi mumkin bu qurilish.

4 -qadam: Torso / qovurg'a / elkalar

Men dastlab kichkina pvc qismlardan qovurg'ali kontseptsiyani qurganman, lekin u umuman moslashuvchan emas edi, bu yomon narsa. Menga hozir kerak emasligi sababli, men bu qismni o'tkazib yubormoqdaman. hozirda disklarni bir -biriga bog'lab turadigan egiluvchan ipni bog'lash uchun umurtqa pog'onasi edi, lekin u elkama -elka yechimida yaxshi ishlagan, shuning uchun u hozirgidek qolmoqda. Elkalar haqiqiy muammo edi. PVX trubkaga mos keladigan menteşe qurilmasini ishlatishga harakat qildim, lekin u yelka uchun zarur bo'lgan harakat diapazoniga ega emas edi, shunda men to'pning qismi uchun golf to'pi ishlatilgan PVX skelet-qo'g'irchoqli qo'pol loyihaga duch keldim. to'p va rozetka bo'g'imlari - muammo (deyarli) hal qilindi! Men boshqa loyihada bo'lgani kabi golf to'plarini mahkamlashning o'rniga, ularni elastik tasmalar bilan ushlab turdim, xususan, men boshqa loyihadan qolgan edi. bitta masala qoldi. Golfdan beri To'plar ideal konfiguratsiyada biriktirilmagan (men bundan keyin yaxshiroq variantni topaman), ular juda oldinga yoki orqaga burilib qolishi mumkin. Zaxira "vertebra" ni (quvur adapteri moslamasi) xochning yelka uyasi ustiga qo'yish. fitting yelka suyagining pozitsiyasini cheklab qo'ydi, bu sayohatning jiddiy muammo bo'lishiga yo'l qo'ymaydi. Xuddi shu savol bo'yniga. Mushaklarni ushlab turish uchun katta tanani yig'ish kerak bo'lishi mumkin.

5 -qadam: qo'llar va tirsaklar

Yuqori qo'llar, menimcha, 1/2 dyuymli PVX, golf to'pi bilan, to'g'ri trubka bilan bog'langan, bilaklar PEX, va juda o'ziga xos sabablarga ko'ra, men odam bilak konfiguratsiyasini taqlid qilmoqchi edim, ikkita suyak bir -birining atrofida aylanadi. Men bir necha xil echimlarni sinab ko'rdim, lekin bilak suyaklarini tirsakda biriktiruvchi bo'g'in sifatida vidalanishi mumkin bo'lgan yuqori qo'l uchiga moslama yasash bilan yakun topdim. chunki ikki suyak faqat tirsakda mahkamlanadi va bilakni bo'g'in egilib qoladi. Qo'l dizayni biroz egiluvchan bo'lgani uchun, bilakning aylanishini yo'qotadi. etarlicha yaxshi ishlaydi.

6 -qadam: Qo'llar

Qo'shimchalar

Men qo'shma echimni birinchi katta o'lchamli qo'limda ishlab chiqardim: Ko'z vintlari, yong'oq va kalta vint bilan ko'z orqali bog'langan va qandaydir tarzda "suyakka" biriktirilgan. Hozirgi vaqtda biriktiruvchi eritma issiq elim-men xohlayman yaxshiroq narsa, lekin hali hech narsaga qaror qilmaganman, bu qo'llarni qurishda vintni burilmasligi va barmog'ini chiqarmaslik uchun har bir suyakning har uchida 2 ta vintni ishlatish foydali ekanligini aniqladim. Barmoqlarning qo'shma rev. A: An'anaviy vintlardek va yong'oqlardan ko'ra, men Chikagodagi 1/4 dyuymli vintlarni olaman, ular ancha yaxshi ko'rinadi va bo'g'imlarning bir xil shaklini beradi. Men 1/8 dyuymga ega bo'lishni xohlardim, lekin hali topmadim.

Muammo: Chikagodagi vintlardek 5 millimetrli ko'zlar kerak - bu "mil" ning kattaligi - va umumiy vintlardek 4 mm. Ko'zni qo'lda ochishim kerak. Men kichkina zımbadan foydalandim, bu yaxshi edi, lekin men 5 mm o'lchamdagi bir xil vintlarni topishni afzal ko'raman.

Suyaklar

Kichkina qo'llarni yasash uchun menga juda kichik suyak materiali kerak.

Qahva aralashtirgichlari etarlicha mustahkam emas, lekin hozircha shunday bo'ladi.

Tendonlar

Har bir barmoqning bittadan barmog'i bor va oxir -oqibat 2 tadan bo'lishi mumkin. Barmoqlarning tendonlari, ayniqsa, ularni joyida ushlab turadigan niqobli qobiqqa muhtoj. Men ko'proq qahva aralashtirgich somoniga yopishtirib qo'ydim - bu yopishqoqligiga ishonch hosil qilish uchun. Dastlab, men baliq ovlash simini sinab ko'rdim, lekin u darhol qobiqni kesib tashladi, shuning uchun men 1,75 mm egiluvchan filamentni sinab ko'rdim va bu yaxshi ishladi. Biroq, PTFE, ehtimol, issiq elim bilan bog'lanmaydi. Men tajriba o'tkazishim kerak deb o'ylayman. Ptfe naychasini joyida ushlab turish uchun kichkina zipdan foydalanish mumkin.

7 -qadam: bosh, yuz va boshqalar

1/17: Hozirgi vaqtda oddiy, eski, mikrofonli USB veb -kamerasi hozircha bosh uchun joy egallaydi. Men hali hech qanday tasavvurga ega emasman, lekin kameraga masofadan kirish qiyin emas. Yakuniy loyihada kerakli xususiyat, men hozirda kamera orqali * ko'rishim mumkin - va agar men buni amalga oshirish imkonini beradigan kirish usulini qo'llagan bo'lsam, ovozni ham qabul qila olaman. Vizual korteksning asosiy vazifasini bajarganimdan so'ng, men hal qila oladigan masala. Vokal chiqishi, albatta, standart dinamik bo'ladi. Har qanday ilg'or narsani kutish kerak bo'ladi. Og'izni mushak bilan boshqarish va ifodalash uchun bir nechta yuz xususiyatlarini amalga oshirish qiyin bo'lmaydi, agar men hammasini bir nechta Raspberry Piesdan qila olmasam, bosh miyamga to'g'ri kelmaydi. miya mos keladi, u himoyaga muhtoj, ayniqsa xotira. Qora quti tizimiga o'xshash narsa.

8 -qadam: asab va teri

1/17/2021 - Men uglerod kukunini o'z ichiga olgan holda o'tkazgichli silikon kauchuk yasashga harakat qildim. Men Jeyms Xobsonning maslahatini olishim kerak edi (pastdagi Hackaday maqolasini o'qing); U asosan haq edi. Eslatma, men kauchukni o'tkazuvchan qilib oldim, lekin shu qadar ko'p uglerod kukunini ishlatishga majbur bo'ldimki, kauchuk quriganida tegib ketdi. Aytishim mumkinki, bu dastur uchun foydali emas. Tavsiya etilganidek, uglerodli filamentni olishim kerak, yoki platina bilan ishlov beradigan silikon.

-Haqiqatan ham, bu qism bo'yicha hech qanday ish qilmaganman, faqat tadqiqot, men sezgir teri qatlamini xohlayman, faqat teginish sezilmasligi kerak. Elektromagnit maydon tomografiyasi teginish uchun istiqbolli yechimga o'xshardi, lekin bosim sezgisi ko'rinmaydi. O'ylaymanki, agar rezinaning rezistiv qatlami orqali signalni o'qib chiqsam nima bo'ladi? Boshqa silikon foydalanuvchilari rezina orqali o'qish qarshilikni sezishi mumkinligini tasdiqlaydilar, shuning uchun men buni yaxshi echim deb umid qilaman. Har bir a'zoning boshiga 1, so'ngra chiqish signalini u erdan miyaga yo'naltiring. Issiqlik va boshqa narsalarni sezish uchun menda hech qanday tushuncha yo'q, lekin bu tanani tez -tez uchrab turadigan teginish va bosim sezishidan ko'ra tashvishlantirmaydi. Miya. Himoya / yumshoq teri qatlamlariga kelsak, men bir nechta plastmassa / rezina dasturlarni ko'rib chiqdim, lekin hozir eng yaxshisi tashqi yuzasi qattiqroq bo'lgan silikon kauchukka o'xshaydi.

Silikon o'z-o'zidan eriydigan lenta

Buni qo'l prototipida ishlatishga harakat qildim. Bu juda yaxshi ketmadi, asosiy muammo shundaki, men qo'llash paytida lentani faollashtirish uchun juda ko'p bosim o'tkazishga majbur bo'ldim va oxir -oqibat barmoqlarni biroz burab qo'ydim. Bundan tashqari, barmoqlar erkin egilishi uchun juda chidamli edi. Balki, agar men bo'g'imlarni o'rab olmasam va kuchli suyak suyagi topilmaguncha kutsam… Bu omillardan tashqari, men qo'limda yarim tekis "teri" qatlamini ko'rishni yoqtirardim. chindan ham oson kesish mumkin. Keling, bu narsa nima qilishini ko'rib chiqaylik.

Silikon kauchuk

Sugru muqobil Oogoo yoki shunga o'xshashlar umid baxsh etadi. Yupqa cho'milish kauchuk uchun suyuq kremniyli kauchukni - qolipni yasashni ko'ring. Qarshilikni aniqlash uchun qo'shimcha (uglerod) kerak bo'lmasligi mumkin. maxsus uglerod qora) hiyla qilishi mumkin.

Majburiy bo'lmagan reflekslar yaqin atrofdagi mushaklar bilan bog'liq bo'lgan teginish yoki bosimga muvofiqlashtirilgan javobni dasturlash orqali tuzilishi mumkin. Bu mashinaga uning tanasi haqida tezroq ma'lumot olishda yordam berishi mumkin. Ya'ni, agar nervlar yaqin atrofdagi mushaklarga to'g'ri kelsa va ostonaga javoban avtomatik ravishda ishga tushsa, mashina ularni tezroq bog'lashni o'rganishi mumkin.

Bir oz tadqiqot qiling. Ushbu maqoladagi sharhlarni o'qing. https://hackaday.com/2016/01/07/conductive-silico… - saqlash.. Foydalanilmaydigan suyuq kauchukni saqlash haqida ma'lumot olish uchun ushbu veb -saytga qarang… https://www.mositesrubber.com/technical/shipping-u …. Qisqa versiya - quritilmagan kauchuk quritilmagan va 0 dan 40 ° F oralig'ida, 6 oygacha saqlanishi mumkin.

9 -qadam: Miya / aql

1/17/2021 - Men RPi3B+ bilan dvigatelni boshqarish uchun Arduino Nano bilan birgalikda ishladim. Motorni ishga tushirish muvaffaqiyatli o'tdi. Men shuningdek, RPi va Arduino -dagi Python skriptlari o'rtasidagi aloqani sinab ko'rdim va tasdiqladim, oddiy xabarni oldinga va orqaga qaytaraman.

Xo'sh, bu juda muhim qism. "Igor, menga miyani olib kel!" Mening mashinalarim rivojlanayotgan umumiy razvedka texnologiyasidan foydalanadi. Hozircha buni tugatish uchun qancha vaqt ketishi haqida hech narsa aytilmagan, balki bir yoki bir nechta Raspberry Pi kompyuterlarida ishlaydigan biror narsa bor. Umuman olganda, men tanishishni maslahat beraman. Raspberry Pi kompyuterlarida ishlaydigan Robot operatsion tizimi (ROS) bilan va undan foydalanib, men hali ROSni qo'llaganim yo'q va men uning mashinalari uchun uning qiymati haqida bahslashyapman.

10 -qadam: Asosiy / harakatchanlik

Yaqinda joriy reja: standart Rocker -Bogie g'ildirak bazasi - aql o'rnatilgandan so'ng, ixtiyoriy psevdo -ikki oyoqli konfiguratsiyali to'rt oyoqli oyoq tizimiga yangilanadi. Faqat haqiqiy muammo - bu kichikroq milga o'rnatish, markazni qatron (yoki shunga o'xshash narsa) bilan to'ldirishga harakat qilib ko'ring, keyin yangi kichikroq uyani va vintli teshikni burg'ilab ko'ring?

11 -qadam: Quvvat, zaryadlash +

Yaqinda men bu loyihani bajarish uchun mo'ljallangan dizayn talablari bo'yicha oddiy "maysazor batareyasini ishlating" degan yo'riqnomaga ega bo'ldim, lekin bu ko'rsatma hech bo'lmaganda 2015 yilgacha chiqarilgan. Engil vaznli eritmani hozir ishlatish ham iqtisodiy jihatdan samarali bo'lishi mumkin. Xarajat samaradorligi "talablarga javob berish" dan keyin birinchi o'rinda turadi, shuning uchun xarajatlar, ehtimol, eng katta e'tiborga olinadigan narsalardan biri bo'ladi.