DIY hexapod: 6 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Men sizga bluetooth, masofadan boshqariladigan Hexapod yaratish bo'yicha bosqichma -bosqich ko'rsatma beraman.

Birinchidan, bu katta hexapod va uni ko'chirish uchun sizga 12 ta kuchli Servo dvigateli (MG995) kerak bo'ladi va bu miqdordagi PWM signallarini boshqarish uchun (har bir dvigatelni boshqarish uchun) buni eng oson yo'li Arduino Mega 2560 yordamida amalga oshiriladi. Shuni ta'kidlash kerakki, 3D printerlar va WaterFlow kesish mashinasi kabi qo'shimcha uskunalar ishlatilgan. Endi siz ishlatilgan barcha materiallarni va ushbu robotlardan birini yaratish uchun kerak bo'ladigan qadamlarni topasiz.

1 -qadam: Sizga nima kerak

Uskunalar

Lehimlash temir, 3D bosib chiqarish mashinasi, suv oqimi kesish mashinasi.

Material

• PLA 3D bosib chiqarish filamenti
• kremniy,
• po'latdan yasalgan peder
• M3X20 vintlari
• M3X10 vintlari
• M3 yong'oq
• M3 kir yuvish mashinalari
• 623zz bilyali rulmanlar
• SAPR dasturiy ta'minoti

Komponentlar

• (12) MG995 servo dvigatellari
• (2) 9V batareyalar
• (1) 6V, 7Ampsli batareya
• GoPro kamerasi
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) Datchiklar
• (2) HC-05 Bluetooth moduli
• (1) 10K potentsiometr

2 -qadam: Mexanika va sizga kerak bo'ladigan qismlarni loyihalash

Mexanik dizayn

Mexanik dizayn har bir oyoq uchun ishlatiladigan servomotorlar sonidan boshlanadi. Ushbu loyihada har bir oyog'iga 2 ta servo ishlatishga qaror qilindi, bu unga ko'proq erkinlik darajasini berib, tabiiyligini ajoyib qildi. Shuni aytib o'tish joizki, har qanday turdagi mexanizmlar, mashinalar yoki robotlarda erkinlik darajasi qanchalik ko'p bo'lsa, sizning harakatlaringiz va harakatlaringiz tabiiyligi shunchalik yuqori bo'ladi. Ushbu loyiha rejasi doirasida, talablar va cheklovlar, har bir oyog'iga 2 ta, 12 ta aktuator ishlatiladi. Aytganimizdek, servo dvigatellar oyoqlarning asosiy komponentlari bo'ladi, deylik, ular robot bo'g'inlarini ifodalovchi nuqtalar. Mashinaga turli xil harakatlar qo'zg'atiladi, ular birgalikda harakatlanishni simulyatsiya qiladi. Yuqorida aytib o'tilgan servomotorlarning o'lchamlari asosida, bu turdagi aktuator o'rnatilgan korpus mo'ljallangan. Uning o'lchovlari mustahkamlovchi tizimni loyihalash uchun tayanch punktlarni beradi, bu esa qo'llab -quvvatlovchi elementlar va ulagichlar uchun umuman oyoqni tashkil qiladi. Servo dvigatellardan biri vertikal, ikkinchisi gorizontal holatda joylashganki, bu asosan uning milining aylanishi va vidalanadigan elementni ishga tushirish yo'nalishi bilan bog'liq bo'lib, yurish uchun zarur bo'lgan x yoki y xarakatini rivojlantiradi. olti burchakli. Raqamlar va tasvirlarga qaraganingizda, ular robotning plastinkalari bo'lgan asosiy asosga yig'ilgan joylarini ko'rishingiz mumkin. Agar siz servomotorga tik holatda qarasangiz, u ikkala plastinka o'rtasida joylashganligini ko'rasiz. Ulardan biri yuqori qismga, ikkinchisi esa pastki qismiga vidalanadi. U erdan ulagichlar va panjaralar gorizontal holatda ikkinchi servomotorni qo'llab -quvvatlashni osonlashtiradi, shundan 4 xil turdagi ulagichlar oyoq qismi sifatida ishlaydi. Ular bu elementni ko'tarish va harakatini simulyatsiya qiluvchi va faollashtiruvchi mexanik harakatga imkon beradi; Bu oyoqning eng katta qismini ushlab turadigan va robotning deyarli butun og'irligini qoldiradigan ikkita barni o'z ichiga oladi.

Yuqorida aytib o'tilganidek, sizning dizayningizni belgilaydigan cheklovlar mavjud. Ular har xil bo'lishi mumkin, ham mexanik, ham iqtisodiy, ham mashinangiz ishlashi uchun zarur bo'lgan boshqa manbalar. Bu mexanik elementlar; bu holda, servomotorlar robotning o'lchamlarini aniqladilar. Shuning uchun ushbu qo'llanmada taklif qilingan dizayn shunday o'lchamlarga ega, chunki ular asosan tanlangan aktuatorlar va boshqaruvchilardan boshlanadi, ularga keyinchalik katta batareya qo'shiladi.

Aytish kerakki, mexanik dizayn taklif qilinganidek takrorlanishi aniqlanmagan. Buni hatto asosiy elementlar, panjaralar va / yoki ulagichlarning stress va charchoqlarini simulyatsiya qilish orqali optimallashtirish mumkin. Tanlangan ishlab chiqarish usulini, qo'shimchali ishlab chiqarishni hisobga olgan holda, siz yuk va ilovangizga eng mos keladigan qattiqni loyihalash, simulyatsiya qilish va chop etishdan maksimal darajada foydalanishingiz mumkin. Sizga kerak bo'lgan narsalar uchun har doim qo'llab -quvvatlash, mahkamlagich va rulmanlarning asosiy elementlarini hisobga oling. Bu ularning mexanizmdagi roliga bog'liq. Shunday qilib, siz ushbu elementlarning texnik xususiyatlari haqida o'ylashingiz kerak, shunda ular oyoqning boshqa qismlari bilan birgalikda tegishli joyga ega bo'ladi.

3 -qadam: Elektronikani loyihalash

Robot uchun mo'ljallangan 2 ta PCB.

1 - bu robotga o'rnatiladigan asosiy taxta, ikkinchisi - masofadan boshqarish pultidagi elektronika uchun. PCB Fritzing dasturi yordamida ishlab chiqilgan va keyin PCB o'yma uchun CNC router yordamida ishlov berilgan.

Asosiy PCB Arduino Mega va bluetooth modulini o'z ichiga oladi, barcha servolar ham ulanadi va batareyadan to'g'ridan -to'g'ri 2 vintli terminalga keladigan ikkita quvvat liniyasi yordamida ulanadi.

PCB masofadan boshqarish pulti ko'proq komponentlarga ega, ammo Arduino Nano -ni o'rnatishdan boshlab ixchamroq, unga ikkita joystik ulangan bo'lib, u Hexapodning yo'nalishi va harakatini boshqaradi, bitta tugmachasi mos 220 Ohmli rezistorli, potansiometrli. robot va uning bluetooth moduli HC05 balandligini sozlash. Kengashning barchasi 9V batareya bilan quvvatlanadi va undagi elementlar Arduino platasining 5v chiqishi orqali quvvatlanadi.

Dizayndan so'ng, tenglikni maxsus CNC PCB ishlov berish vositasi yordamida ishlab chiqarish mumkin, keyin siz barcha komponentlarni taxtalarga o'rnatishni davom ettirishingiz mumkin.

4 -qadam: 4 -qadam: yig'ish

Barcha bosilgan qismlar, vintlar va podshipniklar, shuningdek, robotni yig'ish asboblari mavjud bo'lgandan so'ng, siz vertikal servolarning tagliklari yuqori va pastki plastinka bilan yig'ilganligini hisobga olib, tegishli qismlarni yig'ishdan boshlashingiz mumkin., Bu qismlardan 6 tasi servomotorli. Endi servomotor miliga ulanish vidalanadi va shu bo'lak ulanadi: "JuntaServos", bu uning qismlarida aylanishni osonlashtirish uchun mos keladigan rulmanga ega. Keyin u ikkinchi servoga, gorizontal servoga va unga tegishli bo'laklar majmuasiga ulanadi, ular boshqa 2 segment bilan bog'lanib, po'lat uchiga to'g'ridan -to'g'ri biriktiriladi. Har ikkisi ham ko'rsatilgan vintlar bilan bog'langan. Oyoq bilan tugatish uchun PLA -da bosilgan uchi bosim ostida kiritiladi.

Robotni qo'llab -quvvatlaydigan va faollashtiradigan 6 oyoqni yig'ish uchun bu protsedura 6 marta takrorlanishi kerak. Nihoyat; kamerani foydalanuvchining xohishiga ko'ra sozlab, yuqori plastinkaga joylashtiring.

5 -qadam: 5 -qadam: Kodlash

Bu bo'limda kodning qanday ishlashi haqida bir oz tasvirlangan bo'ladi. va u ikki qismga bo'linadi: masofadan boshqarish pulti va olti burchakli kod.

Avval nazoratchi. Siz joystiklardagi potentsiometrlarning analog qiymatlarini o'qishni xohlaysiz, bu qiymatlarni filtrlash tavsiya etiladi va ular faqat kodda belgilangan doiradan tashqarida o'zgarganda qiymatlarni olish uchun etarli bo'ladi. Bu sodir bo'lganda, bluetooth orqali Arduino Serial.write funktsiyasidan foydalanib, belgilar majmuasi turining qiymati boshqa bluetooth moduli qabul qilgandan keyin biror narsa qilish imkoniyatiga ega bo'lish uchun o'zgartirilganligini ko'rsatish uchun yuboriladi.

Endi Hexapod kodini 2 qismga bo'lish mumkin.

Birinchi qism - bluetooth orqali qabul qilingan xabarlarga muvofiq bajariladigan vazifalar, boshqa qismi esa olti burchakli oldinga, orqaga, burilish va boshqalar kabi funktsiyalarni yaratish uchun zarur bo'lgan joy. Kodda qilmoqchi bo'lgan narsa - bluetooth aloqasi, servolarning funktsiyalari va ularning har bir oyog'idagi harakatlari uchun kerakli o'zgaruvchilarni belgilash.

Serial.readBytesUntil funktsiyasi 6 ta belgining butun majmuasini olish uchun ishlatiladi, hamma buyruqlar 6 ta belgidan iborat, buni hisobga olish juda muhim. Arduino forumlarida siz xabarni to'g'ri qabul qilish uchun optimal parametrlarni qanday tanlash haqida ma'lumot olishingiz mumkin. Butun xabarni olgandan so'ng, u strcmp () funktsiyasi bilan taqqoslanadi va o'zgarmaydiganga qiymatlarni belgilaydigan if funktsiyalari majmui, keyin kommutator funktsiyasida oltitapodli funktsiyani tayinlash uchun ishlatiladi.

Qo'shimcha funktsiyalar mavjud, ulardan biri "POTVAL" buyrug'ini qabul qilganda robotning balandligini o'zgartiradi, boshqa funktsiya har bir oyog'ining nisbiy balandligini va uning statik aylanishini o'zgartiradi, bunga joystik yordamida va tugma bosilganda erishiladi. boshqaruvda, "BOTTON" buyrug'i olti burchakli kodda qabul qilinadi va olti burchakli harakat tezligini o'zgartiradi.

6 -qadam: Sinov

Keyingi videoda hexapod vaqt o'tishi bilan qanday rivojlanganligi, sinov va yakuniy natijani ko'rish uchun ko'rsatiladi.