Karton o'rgimchak (DIY to'rtburchaklar): 13 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Yana bir bor salom va mening yangi loyihamga xush kelibsiz.

Bu yo'riqnomada men hamma uchun qulay bo'lgan materiallardan tayyorlangan to'rtburchaklar yasashga harakat qildim. Men yaxshi ko'rinadigan yakuniy mahsulotni olish uchun sizga 3d printer va ehtimol CNC kerak bo'ladi, lekin hamma ham bunday ajoyib qurilmalarga ega emas, shuning uchun men oddiy material bilan siz hali ham chiroyli narsalarni qurishingiz mumkinligini ko'rsatishga harakat qildim.

Yuqorida aytib o'tilganidek, biz to'rtburchaklar qurishga harakat qilamiz. To'rtburchaklar ramkasi gofrirovka qilingan kartondan yasalgan bo'ladi, bu to'rt oyoqning har birining ramkasi, femur va tibiyasini o'z ichiga oladi.

1 -qadam: Nima uchun to'rtburchaklar va u qanday ishlaydi?

Aytishim kerakki, robotlar qiziqarli va qiziqarli. Men ilgari hech qachon oyoqli robot qurmaganman, shuning uchun uni sinab ko'rishim kerak deb o'yladim.

Men birinchi navbatda to'rtburchaklar qurishga qaror qildim, chunki menda olti burchakli servo yo'q edi. Men tasavvur qildimki, agar siz to'rtburchak qura olsangiz, olti burchakli uy qurish oldinga bir qadam bo'ladi. Bu mening birinchi turdagi loyiham bo'lgani uchun, men nimani kutishimni bilmas edim, shuning uchun 4 oyog'i 6 oyog'idan osonroq bo'ladi deb o'ylagandim, lekin keyinchalik bilganimdek, bu har doim ham to'g'ri emas.

To'rt oyoqli, faqat bitta oyog'i yiqilmasligi uchun, yiqilmaslik uchun, robotning og'irlik markazini boshqa uch oyog'ining uchlari orasidagi uchburchakning ichki qismiga o'tkazish kerak.

Bu jarayonning juda yaxshi ta'rifini bu erda topishingiz mumkin:

To'rtburchakning har bir oyog'ida kosaning uchini boshqarish uchun 3 bo'g'im bor. Shunday qilib, bo'g'inlar quyidagicha bo'ladi:

- Coxa servo - ramka va femur o'rtasida

- Femur servo - oyoq femurini nazorat qilish

- Tibia servo - tibiyani boshqaruvchi femur va tibia o'rtasida

Oyoq uchining kerakli joyi uchun har bir servo burchagini bilish uchun biz teskari kinematikadan foydalanamiz. Bu haqda Internetda siz ko'plab hujjatlarni topishingiz mumkin, va oyoq uchining turli joylari uchun servolarning burchaklarini qanday hisoblash mumkin. Ammo menimcha, men RegisHsu tomonidan yaratilgan Arduino kodini oldim (agar siz uni qidirsangiz, uning to'rtburchagini ko'rsatma sifatida topishingiz mumkin) va men robot va robot oyoqlarining o'lchamlarini robotimga mos ravishda o'zgartirdim, shuningdek Robotni boshqarish uchun masofadan boshqarish pultidan foydalanish dasturi.

2 -qadam: Nima uchun ramka va oyoqlar uchun gofrokartondan foydalanish kerak?

Birinchidan, u keng tarqalgan, uni har qanday joyda topishingiz mumkin va agar siz sotib olishni xohlasangiz, juda arzon. Gofrokarton-qattiq, kuchli va yengil material bo'lib, uch qatlamli jigarrang kraft qog'ozdan yasalgan va qadoqlash qutilarining aksariyati undan tayyorlangan. Shunday qilib, ba'zilarini topish juda oson.

Mening holatimda men poyabzal qutisini ishlatdim, uni kesib tashladim va undan ramka yasadim. Mening qutim tomonidan berilgan karton qalinligi 2 mm bo'lgan, shuning uchun u juda nozik. Shunday qilib, ramkaning har bir qismi uchun men uchta bir xil qismni kesib, ikki lentali skotch bilan yopishtirishim kerak edi. Shunday qilib, oxirida qalinligi 6 mm bo'lgan karton bo'lishi uchun biz 3 ta ramka yasashimiz kerak bo'ladi.

3 -qadam: Kerakli qism:

Quadruped uchun zarur bo'lgan elektron qismlar:

- Arduino Nano mikrokontroller;

- Deek Robot Nano V03 Shield - muhim emas, lekin bu barcha servolarni Nano plataga ulashni ancha osonlashtiradi.

- 12 dona Tower Pro Micro Servo 9g SG90 - har biri 3 ta bo'g'inli 4 ta oyoq;

- LED - yorug'lik uchun (men eskirgan rang sensori ishlatganman)

- 1 x NRF24L01 qabul qiluvchi

Masofadan boshqarish pulti uchun zarur bo'lgan elektron qismlar

- Arduino Uno mikrokontroller;

- 1 x NRF24L01 qabul qiluvchi;

- Joystik;

- LED;

- Har xil rezistorlar;

- bosish tugmasi;

- Ba'zi o'tish simlari;

Ramka uchun:

- gofrirovka qilingan karton varaq

- To'sar

- Vida haydovchilari

- Ikkita lentali skotch

- Uchburchaklar

- Hukmdor

- Qalam

Shunday qilib, qurilishni boshlaylik.

4 -qadam: Servolarni 90 darajaga o'rnatish

Ramkani qurishni boshlashdan oldin, men barcha servolarni 90 gradusgacha markazlashtirishim kerak edi, shunda ramka tayyor bo'lgandan keyin ularni joylashtirish osonroq bo'ladi. Shunday qilib, men birinchi navbatda to'rtburchaklar uchun mo'ljallangan Arduino Nano -ni Nano qalqoniga, keyin esa servolarni qalqonga bog'ladim. Keyin kodni yuklash kifoya va barcha servolar 90 daraja pozitsiyalarga yo'naltiriladi.

Kodni ko'rsatmalarning oxirgi bosqichida topish mumkin.

5 -qadam: ramka yaratish

Yuqorida aytib o'tilganidek, ramka poyabzal qutisidan tayyorlangan gofrirovka qilingan kartondan yasalgan. Ramkaning shablonini ilova qilingan rasmlardan ramkaning o'lchamlari bilan birga topishingiz mumkin.

Avval ramka yasash uchun karton qutining yon tomonlarini kesib oldim. Men uchta yaxshi bo'lak oldim, ular uchun gofrirovka qilingan qatlamning yo'nalishini hisobga oldim, shunda 2 ta vertikal hujayrali gofrirovka qilingan qatlam va bitta gorizontal bo'ladi.

Karton tayyor bo'lgach, men karton varaqqa vertikal to'lqinli muhiti bo'lgan ramka shablonini chizaman. Qattiqroq tuzilishga ega bo'lish uchun, men egilishga qarshi qo'shimcha kuch berish uchun ularni yopishtirish uchun uchta bo'lakni kesib tashladim. Yuqori va pastki karton qatlamlari vertikal gofrirovka qilingan qatlamga ega, sendvichli karton varaq esa gorizontal gofrirovka qilingan qatlam bo'ladi.

Uchta ramka qismini yopishtirishdan oldin men servo dvigatellar qo'lini tayyorladim va kelajakda to'g'ri joylashish uchun har bir koxa servo dvigatelining holatini chizaman.

Endi men coxa servolari qayerda joylashishini bilsam, uchta bo'lakni yopishtirdim.

Endi ramka tayyor.

6 -qadam: Coxa Servos -ni ramkaga ulash

Avval servolarni ulash uchun men belgilangan holatda teshik ochdim, shunda servo qo'lni mahkamlash vidasi o'tib ketadi va servo ramkaga mahkamlanadi.

Servo dvigatellarning vintlarini ishlatib, men koxa servo dvigatel qo'llarini ramkaga mahkamladim. Coxa er -xotin lenta bilan yopishtirilgan va kerak bo'lganda kauchuk tasma bilan mustahkamlangan ikkita servodan hosil bo'ladi. Bir servo mil vertikal holatda pastga yo'naltiriladi va ramkaga biriktiriladi, ikkinchisi mil bilan gorizontal holatda yo'naltiriladi va femurning ichki tomoniga biriktiriladi.

Oxir -oqibat, koxa servosini ramkaga mahkamlash uchun mahkamlash vidasi vidalanadi.

7 -qadam: Femurni qurish

Xuddi shu kartonni kesish usuli ishlatilgan. Har bir femur bir -biriga yopishtirilgan uchta karton varaqdan yaratiladi. Gorizontal gofrirovka qilingan qatlam vertikal gofrirovka qilingan karton varaqlari orasiga joylashtiriladi.

8 -qadam: Tibiyani qurish

Tibia uchun men har bir tibia uchun uchta shablonni kesib tashladim, lekin bu safar tibia uzunlamasına kuchini yaxshiroq berish uchun gofrirovka qilingan qatlamning yo'nalishi vertikal edi.

Har uch shablonni kesib bo'lgach, men ularni bir -biriga yopishtirib, tibia servosining joylashishi uchun teshik qildim.

Men serviyani tibia -ga bog'ladim, va servo bilagini tibia bilan bog'lash uchun femur teshigidan mahkamlagich vint bilan mahkamlandi.

9 -qadam: Hammasini birlashtirish

Endi ramka va oyoqlarning barcha qismlari yaratildi, men ularni bir -biriga bog'ladim, shunda yig'ilish to'rtburchakka o'xshardi.

10 -qadam: Elektronni o'rnatish va ulanishlarni sozlash

Birinchidan, Arduino Nano va Deek Robot Shield ramkaga o'rnatilishi kerak. Buning uchun men qalqonni oldim va 4 murvat va yong'oq yordamida Deek Robot Shieldni ramkaga mahkamlash uchun 4 teshikli ramkani teshdim.

Endi "miya tanaga biriktirilgan": D. Keyin men barcha servolarni Deek Nano Shield -ga uladim.

Servolarni ulash juda oson, chunki qalqonda har bir Arduino Nano raqamli va analog pin uchun maxsus uchta pin (Signal, VCC, GND) qurilgan, bu mikro servolarni mukammal va oson ulash imkonini beradi. Odatda bizga Arduino bilan servolarni haydash uchun dvigatel kerak, chunki u dvigatellar talab qiladigan kuchaytirgichlarga bardosh bera olmaydi, lekin men uchun bu to'g'ri emas, chunki 9g mikro servolari Arduino Nano ularni boshqarish uchun etarlicha kichik.

Oyoq servolari quyidagicha ulanadi:

1 -oyoq: (chap oyoq oldinga)

Coxa - Arduino Nano Digital Pin 4

Femur - Arduino Nano raqamli pin 2

Tibia - Arduino Nano raqamli pin 3

2 -oyoq: (Orqa chap oyoq)

Coxa - Arduino Nano analog pin A3

Femur - Arduino Nano analog pin A5

Tibia - Arduino Nano analog pin A4

3 -oyoq: (O'ng oyoq oldinga)

Coxa - Arduino Nano analog pin 10

Femur - Arduino Nano analog pin 8

Tibia - Arduino Nano analog pin 9

4 -oyoq: (Orqa o'ng oyog'i)

Coxa - Arduino Nano raqamli pin A1

Femur - Arduino Nano raqamli pin A0

Tibia - Arduino Nano raqamli pin A2

Yorug'lik effekti uchun LEDni ulash

Men to'rtburchagiga yorug'lik qo'yish yaxshi bo'ladi deb o'yladim, shuning uchun menda eski rang sensori va u ishlamayapti (men uni yoqishga muvaffaq bo'ldim: D), lekin LEDlar hali ham shunday ishlaydi, chunki ular to'rtta LED yonadi. kichkina taxta va ular juda yorqin, men to'rtta nur effektini berish uchun rang sensori ishlatishga qaror qildim. Bundan tashqari, to'rtta bo'lib, u o'rgimchakka biroz yaqinroq ko'rinadi.

Shunday qilib, men rang sensori VCC -ni Arduino Nano Pin D5 va GND sensorini Arduino Nano GND -ga uladim. Kichkina taxtada LED uchun ishlatiladigan rezistorlar bor, shuning uchun men LED bilan boshqa qarshilikni ketma -ket qo'yishim shart emas edi. Boshqa barcha pinlar ishlatilmaydi, chunki sensor yonib ketgan va men faqat kichik taxtadagi LEDlarni ishlataman.

NRF24L01 moduli uchun ulanishlar.

- Modul GND Arduino Nano Shield GND ga o'tadi

- VCC Arduino Nano 3V3 piniga o'tadi. NRF24L01 modulini yo'q qilish xavfi ostida VCC -ni 5V -ga ulashdan ehtiyot bo'ling.

- CSN pin Arduino Nano D7 ga o'tadi;

- Idoralar pin Arduino Nano D6 ga o'tadi;

- SCK pin Arduino Nano D13 ga o'tadi;

- MOSI pin Arduino Nano D11 ga o'tadi;

- MISO pin Arduino Nano D12 ga o'tadi;

- IRQ pin ulanmaydi. Ehtiyot bo'ling, agar siz Arduino Nano yoki Arduino Uno -dan boshqa taxtadan foydalansangiz, SCK, MOSI va MISO pinlari boshqacha bo'ladi.

- Ushbu modul uchun RF24 kutubxonasini ham yuklab olishingiz kerak bo'ladi. Siz uni quyidagi saytdan topishingiz mumkin:

O'rgimchak uchun quvvat manbai sifatida men 5V (1A) devor adapteridan foydalandim. Menda hech qanday batareya yo'q va bu mening yagona devor adapterim edi, menimcha, u kamida 2A kuchliroq bo'ladi, lekin menda yo'q, shuning uchun menda bor batareyani ishlatishim kerak edi.. Agar siz Li-po batareyasidan foydalansangiz, robot bo'sh bo'lishi mumkin, kabel ulanmagan bo'lsa, bu juda yaxshi bo'ladi.

Bortda barqarorroq quvvat manbai bo'lishi uchun men Deek Robot Nano Shieldning 5V va GND pinlari orasidagi 10microF kondansatkichni uladim, chunki men yuk ostida bo'lgan barcha servolar Arduino Nano qayta ishga tushishini payqadim. Kondensatorni qo'shish muammoni hal qildi.

11 -qadam: Qopqoqni qurish

Qopqoqni iloji boricha yengil bo'lishini xohlaganim uchun, men uni faqat 2 mm gofrirovka qilingan karton varaqdan tayyorladim, chunki u mustahkamlashga muhtoj emas, chunki unga hech qanday yuk ta'sir qilmaydi.

Men rasmda ko'rib turganingizdek shakli va o'lchamlari bo'yicha kartonni kesib oldim va uni ramka ostiga Arduino Nano qalqonini mahkamlaydigan yong'oqlar bilan mahkamladim. Yuqori tomonda ikkita bo'lak bir -birining ustiga ikkita lenta bilan yopishtirilgan bo'ladi. To'rtburchak iloji boricha yaxshi ko'rinishi uchun men ichidagi barcha simlarni o'rashga harakat qildim.

Endi to'rtburchak tugadi. Keling, masofadan boshqarish pultiga o'tamiz.

12 -qadam: masofadan boshqarish pulti

Masofadan boshqarish pulti uchun men oldingi loyihamdagi Maverick masofadan boshqarish pultidagi xuddi shu masofadan boshqarish pultidan foydalanayapman, faqat men ushbu loyihada kerak bo'lmagan grafikni kesib tashladim. Ammo, agar siz ushbu qurilishni o'tkazib yuborgan bo'lsangiz, men bu erda yana yozdim.

Men Arduino Uno boshqaruvchisidan foydalanayotganda, men Uno -ni qimirlamaslik uchun kauchuk bantli non paneliga biriktirdim.

- Arduino Uno uyasi orqali 9V batareya bilan ta'minlanadi;

- Arduino Uno 5V pinli 5V panelda.

-Arduino Uno GND -ni taxtaning GND rayiga ulash;

NRF24L01 moduli.

- Modulning GND paneli taxta relsining GND ga o'tadi

- VCC Arduino Uno 3V3 piniga o'tadi. NRF24L01 modulini yo'q qilish xavfi ostida VCC -ni 5V -ga ulashdan ehtiyot bo'ling.

- CSN pin Arduino Uno D8 ga o'tadi;

- Idoralar pin Arduino Uno D7 ga o'tadi;

- SCK pin Arduino Uno D13 ga o'tadi;

- MOSI pin Arduino Uno D11 ga o'tadi;

- MISO pin Arduino Uno D12 ga o'tadi;

- IRQ pin ulanmaydi. Ehtiyot bo'ling, agar siz Arduino Nano yoki Arduino Uno -dan boshqa taxtadan foydalansangiz, SCK, MOSI va MISO pinlari boshqacha bo'ladi.

Joystik moduli

- joystik moduli 2 ta potentsiometrdan iborat, shuning uchun u ulanishlarga juda o'xshash;

- GND pinini non paneli GND rayiga;

- VVC pimi, non paneli 5V relsiga;

- Arduino Uno A3 piniga VRX pin;

- Arduino Uno A2 piniga VRY pin;

LED

- Qizil LED 330Ω qarshilik bilan ketma -ket Arduino Uno pin D4 ga ulanadi;

- Yashil LED 330Ω qarshilik bilan ketma -ket Arduino Uno pin D5 ga ulanadi;

Tugmalar

- tugmachalardan biri to'rtburchak chiroqni yoqish va o'chirish uchun ishlatiladi, ikkinchisi ishlatilmaydi;

- LIGHT tugmasi Arduino Uno D2 piniga ulanadi. Tugmani 1k yoki 10k qarshilik bilan pastga tushirish kerak, bu qiymat muhim emas.

- Qolgan tugmalar Arduino Uno D3 piniga ulanadi. Xuddi shu tugmani 1k yoki 10k qarshilik bilan pastga tushirish kerak. (bu loyiha uchun ishlatilmaydi)

Mana endi biz barcha elektr qismlarini uladik.

13 -qadam: Arduino IDE kodlari

Bu qismda men ishlatgan kodlar kam.

Leg_Initialization - servolarni 90 daraja pozitsiyaga markazlashtirish uchun ishlatilgan.

Spider_Test - oldinga, orqaga, burilish kabi to'g'ri funktsiyalarni sinab ko'rish uchun ishlatilgan

O'rgimchak - O'rgimchak uchun ishlatiladi

O'rgimchak masofadan boshqarish pulti - O'rgimchak boshqaruvi uchun ishlatiladi

Shuni aytib o'tishim kerakki, O'rgimchak kodi RegisHsu [DIY] SPIDER ROBOT (QUAD ROBOT, QUADRUPED) kodidan keyin moslashtirilgan va o'zgartirilgan, shuning uchun men uning yaxshi ishi uchun RegisHsuga minnatdorchilik bildirmoqchiman.

Hammasi yaxshi, umid qilamanki, sizga mening O'rgimchim yoqdi.