Hexapod: 14 qadam (rasmlar bilan)

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

Bir necha yillar mobaynida men o'ynash va robotlarni yaratishga qiziqaman va menga Zenta juda ilhom bergan, bu erda siz uning Youtube kanalini https://www.youtube.com/channel/UCmCZ-oLEnCgmBs_T va uning http saytini topasiz.: //zentasrobots.com.

Internetda siz turli xil sotuvchilarning ko'plab to'plamlarini topishingiz mumkin, lekin ular juda qimmatga tushadi, 4 DoF oltita panel uchun 1,500 dollargacha+ va Xitoydan tayyorlangan to'plamlar yaxshi sifatga ega emas. Shunday qilib, men o'z uslubimda hexapodda yaratishga qaror qildim. Zentaning hexapod Feniksidan ilhomlanib, siz uni Youtube kanalida topasiz (va siz https://www.lynxmotion.com/c-117-phoenix.aspx topishingiz mumkin bo'lgan to'plamni men noldan yaratishni boshladim.

Agar o'zim uchun quyidagi maqsadlar/talablar o'rnatilgan bo'lsa, yaratish uchun:

1.) Ko'p dam oling va yangi narsalarni o'rganing.

2.) Xarajatlarga asoslangan dizayn (la'nat, mening kompaniyam meni butunlay buzdi)

3.) Yog'ochdan yasalgan buyumlar (chunki ko'pchilik odamlar uchun ham, yog'och kesish ham menga osonroq)

4.) Bepul mavjud vositalardan foydalanish (dasturiy ta'minot)

Xo'sh, men hozirgacha nimani ishlatganman?

a) SketchUp, mexanik dizayn uchun.

b) olxa qatlamli yog'och 4 mm va 6 mm (1/4 ).

c) Arduino Uno, Mega, IDE.

d) Raqamli standart servolar (Amazonda yaxshi narxda topilgan).

e) Dosuki va Bandsaw, burg'ulash mashinasi, zımpara qog'ozi va fayl.

1 -qadam: Oyoqlar va servo qavslarni qurish

Birinchidan, men robotni qanday qilishni bilish uchun Internetda bir qancha tadqiqotlar olib bordim, lekin mexanik dizaynni qanday qilish haqida yaxshi ma'lumot topa olmadim. Men juda ko'p qiynaldim va nihoyat SketchUp -dan foydalanishga qaror qildim.

SketchUp yordamida bir necha soatlik o'rganishdan so'ng, men oyoqlarning birinchi dizaynini tugatdim. Femur men foydalanadigan servo shoxlar hajmiga moslashtirilgan. Men tushundimki, asl diametri taxminan 1 dyuymga o'xshaydi, lekin mening servo shoxlarim 21 mm.

Kompyuterda SketchUp bilan to'g'ri o'lchamdagi chop etish to'g'ri ishlamadi, shuning uchun men uni PDF formatida saqladim, 100%chop etdim, o'lchov qildim va nihoyat to'g'ri o'lchov koeffitsienti bilan yana chop etdim.

Birinchi urinishda men faqat ikki oyoqli san'atni yaratdim. Buning uchun men ikkita taxtani yopishtirdim, uning ustiga bosma qog'oz yopishtirdim va uning qismlarini namunaviy hunarmandli arra bilan kesib tashladim.

Ishlatilgan material: olxa qatlamli yog'och 6 mm (1/2 )

Keyin men tajriba o'tkazdim, hujjatlashtirmadim va ba'zi optimallashlarni qildim. Ko'rib turganingizdek, tibia femur bilan bir qatorda biroz kattaroq.

Femur orqali servo shoxlarini o'rnatish uchun 2 mm materialni kesib olish kerak. Bu turli yo'llar bilan amalga oshirilishi mumkin. Router yoki Forstner matkap bilan. Forstner diametri atigi 200 mm edi, shuning uchun men urushdan keyingi davrni qo'l bilan kesak bilan bajarishim kerak edi.

2 -qadam: Femur va Tibiyani optimallashtirish

Men dizaynni biroz o'zgartirdim.

1.) Tibia hozir men foydalanadigan servo moslamani ancha yaxshi joylashtirdi.

2.) Femur endi biroz kichikroq (o'qdan o'qga qariyb 3 dyuym) va servo shoxlarga mos keladi (diametri 21 mm).

Men 6 mm yog'ochdan yasalgan 6 ta taxtadan foydalanardim va ularni ikki tomonlama lenta bilan yopishtirdim. Agar bu etarlicha kuchli bo'lmasa, siz barcha taxtalar orqali teshik ochishingiz va vint bilan mahkamlashingiz mumkin. keyin qismlar tasma bilan birdaniga kesiladi. Agar siz etarlicha qattiq bo'lsangiz, siz jumboqdan ham foydalanishingiz mumkin:-)

3 -qadam: Servo braketini loyihalash

Endi servo qavsni loyihalash vaqti keldi. Bu men ishlatgan servo bilan bog'liq. Barcha qismlar oltitali 6 mm yog'ochdan yasalgan, keyingi bosqichga qarang.

4 -qadam: Servo qavslarni kesish va yig'ish

Yana men bir vaqtning o'zida oltita qismni kesib oldim. Usul avvalgisiga o'xshash.

1.) Ikki tomonlama lentadan foydalanib, taxtalarni bir -biriga yopishtiring.

2.) Vintlar kesish paytida ko'proq barqarorlikka ega bo'lishi uchun (bu erda ko'rsatilmagan).

Keyin men ularni bir -biriga yopishtirish uchun bir nechta qo'l san'ati elimidan va ikkita SPAX vintini ishlatdim (hali rasmda qo'llanilmagan).

Original hexapod bilan taqqoslaganda, men hali rulmanlardan foydalanmayapman, aksincha, oyoqlarini korpus/shassis bilan yig'ish uchun faqat 3 mm vintlar, yuvgichlar va o'z -o'zidan mahkamlanadigan nonlarni ishlataman.

5 -qadam: Oyoqlarni yig'ish va sinov

Birinchi ikkita rasmda siz oyoqning birinchi versiyasini ko'rasiz. Keyin siz eski va yangi qismlarni taqqoslashni va yangi qismlarni (ikkinchi versiya) asl nusxaga solishtirishni ko'rasiz (rasm fonda).

Nihoyat, siz birinchi harakat testini o'tkazasiz.

6 -qadam: tanani qurish va yig'ish

Men tanani fotosuratlardan tiklashga harakat qildim. Ma'lumot sifatida men diametri 1 dyuym bo'lgan servo shoxidan foydalandim. Shunday qilib, old tomonining kengligi 4,5 dyuymga, o'rtasi esa 6,5 dyuymga aylanadi. Uzunligi uchun men 7 dyuymni oldim. Keyinchalik men asl korpus to'plamini sotib oldim va uni solishtirdim. Men asl nusxaga juda yaqinlashdim. Nihoyat, men asl nusxaning 1: 1 nusxasidagi uchinchi versiyasini tayyorladim.

Men 6 mm qatlamli yog'ochdan yasalgan birinchi korpus to'plami, bu erda men 4 mm qatlamli yog'ochdan yasalgan ikkinchi versiyani ko'raman. Asl to'plamdan farqli o'laroq, men servo shoxini tepaga o'rnatardim. material orqali (buni femur bilan ham ko'rish mumkin). Sababi, men qimmat alyuminiy shox sotib olmoqchi emasman, aksincha, men allaqachon etkazib berilgan plastik shoxlardan foydalanmoqchiman. Yana bir sabab shundaki, men servoga yaqinlashyapman, shuning uchun siljish kuchlari kamroq. Bu yanada barqaror aloqani o'rnatadi.

Aytgancha, ba'zida Ganeshni bortda bo'lish yaxshi. Do'stim Tejasga rahmat:-)

7 -qadam: birinchi elektronika sinovlari

Hozir barcha san'at asarlari birlashtirilgan. OK, bilaman, bu juda chiroyli ko'rinmaydi, lekin aslida men juda ko'p tajriba o'tkazyapman. Videoda siz oldindan aniqlangan oddiy ketma -ketlikni ko'rishingiz mumkin, aslida teskari kinematika qo'llanilmagan. Oldindan belgilangan yurish to'g'ri ishlamayapti, chunki u 2 DoF uchun mo'ljallangan.

Bu misolda men Lynxmotion-dan SSC-32U servo boshqaruvchisidan foydalanayapman, uni bu erda topasiz:

Bir necha kun oldin men boshqa PWM boshqaruvchisidan ham foydalanardim (Adafruit 16 kanalli PWM boshqaruvchisi, https://www.adafruit.com/product/815), lekin SCC aslida servolarni sekinlashtirish kabi ba'zi yaxshi xususiyatlarga ega.

Shunday qilib, hozircha. Keyin teskari kinematik (IK) ishlarini qanday qilish kerakligini bilishim kerak, ehtimol men SSC tekshirgichida oldindan belgilangan kabi oddiy yurishni dasturlashim mumkin. Men bu erda ishlatishga tayyor misolni topdim https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts, lekin men uni hali ishga tushirmaganman. Sababini bilmayman, lekin men ishlayapman.

Shunday qilib, bu erda bajariladigan ishlarning qisqa ro'yxati.

1.) SSCda qurish kabi oddiy yurishni dasturlash.

2.) Arduino Feniks uchun PS3 tekshirgich sinfi/o'ragichini dasturlash.

3.) KurtE -dan ishlaydigan kodni oling yoki o'z kodimni yozing.

Men foydalanadigan servolarni Amazonda topdim https://www.amazon.de/dp/B01N68G6UH/ref=pe_3044161_189395811_TE_dp_1. Narxi juda yaxshi, lekin sifati ancha yaxshi bo'lishi mumkin.

8 -qadam: Birinchi oddiy yurish testi

Oxirgi bosqichda aytib o'tganimdek, men o'z yurish tartibimni dasturlashga harakat qildim. Bu mexanik o'yinchoq kabi juda oddiy va men bu erda ishlatadigan tanaga moslashtirilmagan. Oddiy tekis tanasi ancha yaxshi bo'lardi.

Shunday qilib, sizga ko'p quvonch tilayman. Men hozir IKni o'rganishim kerak;-)

Izohlar: Oyoqlarga diqqat bilan qarasangiz, ba'zi servolarning g'alati harakat qilishini ko'rasiz. Aytmoqchimanki, ular doimo silliq harakat qilmaydi, balki ularni boshqa servolarga almashtirishim kerakdir.

9 -qadam: PS3 tekshirgichini yuklash

Bugun ertalab men Feniks kodiga o'ram yozish ustida ishladim. Buning uchun menga bir necha soat kerak bo'ldi, taxminan 2-3. kod nihoyat tuzatilmagan va men konsolga qo'shimcha disk raskadrovka qo'shdim. Hozirgacha ishlaydi:-)

Aytgancha, men Feniks kodini ishlatganimda, teskari (qarama -qarshi) ishlaydigan barcha servolar ko'rinadi.

O'zingizni sinab ko'rmoqchi bo'lganingizda, sizga KurtE kodi kerak bo'ladi https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts. Kodni o'rnatish uchun ko'rsatmalarga amal qiling. Phoenix_Input_PS papkasini Arduino kutubxonasi papkasiga (odatda eskiz papkangizning pastki jildiga) va Phoenix_PS3_SSC32 papkasini eskiz papkasiga nusxalash.

Ma'lumot: Agar siz Arduino va asboblar bilan tajribaga ega bo'lmasangiz va muammolarga duch kelsangiz, Arduino hamjamiyatiga murojaat qiling (www.arduino.cc). Agar siz KurtE -dan Feniks kodi bilan muammoga duch kelsangiz, u bilan bog'laning. Rahmat.

Ogohlantirish: kodni tushunish menimcha, yangi boshlanuvchilar uchun hech narsa emas, shuning uchun siz C/C ++, dasturlash va algoritmni yaxshi bilishingiz kerak. Kodda #defines tomonidan boshqariladigan ko'plab shartli tuzilgan kodlar mavjud, bu o'qish va tushunishni juda qiyinlashtiradi.

Qattiq ro'yxat:

• Arduino mega 2560
• USB uyali qalqoni (Arduino uchun)
• PS3 tekshiruvi
• LynxMotion SSC-32U servo boshqaruvchisi
• Batareya 6 V (iltimos, HW talablarini o'qing, aks holda siz unga zarar etkazishingiz mumkin)
• Arduino IDE
• Agar kerak bo'lsa, ba'zi USB kabellari, kalitlari va boshqa kichik qismlari.

Agar siz PS2 boshqaruvchisini yoqtirmoqchi bo'lsangiz, Internetda Arduino -ga qanday ulanish haqida ko'p ma'lumot topasiz.

Shuning uchun, iltimos, sabrli bo'ling. Agar dastur to'g'ri ishlasa, men bu qadamni yangilayman.

10 -qadam: Birinchi IK testi

Men Feniks kodining boshqa portini topdim, u ancha yaxshi ishlaydi (https://github.com/davidhend/Hexapod), ehtimol boshqa kod bilan konfiguratsiya muammosi bor. Ko'rinib turibdiki, kod biroz notekis ko'rinadi va yurishlar unchalik silliq ko'rinmaydi, lekin men uchun bu oldinga katta qadam.

E'tibor bering, kod aslida eksperimentaldir. Men ko'p narsalarni tozalashim va to'g'rilashim kerak va keyingi kunlarda yangilanishlarni e'lon qilaman. PS3 porti allaqachon e'lon qilingan PS3 portiga asoslangan va men PS2 va XBee fayllarini tashladim.

11 -qadam: Ikkinchi IK testi

Yechim juda oson edi. Men ba'zi konfiguratsiya qiymatlarini to'g'rilashim va barcha servo burchaklarni burishim kerak edi. Endi u ishlaydi:-)

12 -qadam: Tibia va Coxa EV3

Men qarshilik qila olmadim, shuning uchun men yangi tibias va koxa (servo qavs) yasadim. Bu men tayyorlagan uchinchi versiya. Yangilari yumaloq shaklga ega va organik/bionik ko'rinishga ega.

Shunday qilib, haqiqiy holat. Hexapod ishlamoqda, lekin hali ham ba'zi narsalar bilan bog'liq muammolar mavjud.

1.) BT nima uchun 2..3 soniya kechikishi borligini bilmadim.

2.) Servo sifati past.

Nima qilish kerak:

* Servo simlarini yaxshilash kerak.

* Yaxshi batareya ushlagichi kerak.

* Elektronikani o'rnatish yo'lini topish kerak.

* Servolarni qayta sozlang.

* Batareya uchun sensorlar va kuchlanish monitorini qo'shish.

13 -qadam: silliq shaklli femur

Bir necha kun oldin men allaqachon yangi femur yasaganman, chunki avvalgisidan to'liq qoniqmaganman. Birinchi rasmda siz farqlarni ko'rasiz. Eskilarining uchlari diametri 21 mm, yangilarining diametri 1 dyuym. Keyingi uchta rasmda ko'rib turganingizdek, men oddiy yordamchi asbob bilan frezalash dastgohim bilan femur teshigiga teshik qildim.

Lavabolarni femurga joylashtirishdan oldin, barcha teshiklarni burish mantiqan to'g'ri keladi, aks holda bu qiyin bo'lishi mumkin. Servo shoxi juda mos keladi, bu erda ko'rsatilmagan keyingi qadam qirralarning yumaloq shaklini beradi. Buning uchun men 3 mm radiusli yo'riqnoma bitidan foydalandim.

Oxirgi rasmda siz eski va yangisini taqqoslashni ko'rasiz. Siz nima deb o'ylayotganingizni bilmayman, lekin menga yangisi ko'proq yoqadi.

14 -qadam: Yakuniy qadamlar

Men bu darslikni hozir tugataman, aks holda bu cheksiz hikoya bo'lib qoladi:-).

Men ko'radigan videoda siz mening ba'zi o'zgartirishlarim bilan ishlaydigan KurtE Feniks kodini ko'rasiz. Robot mukammal harakat qilmayapti, afsus, lekin arzon servolarning sifati yomon. Men boshqa servolarga buyurtma berdim, men ulardan faqat ikkitasini yaxshi natijalar bilan sinab ko'rdim va etkazib berishni kutmoqdaman. Kechirasiz, men sizga robotning yangi servolar bilan qanday ishlashini ko'rsatolmayman.

Orqa ko'rinish: 20 amperli oqim sensori, 10 k potdan chapda. Robot yurganida, u 5 amperni oson iste'mol qiladi. 10 k qozonning o'ng tomonida siz ba'zi holat ma'lumotlarini ko'rsatadigan OLED 128x64 pikselni ko'rasiz.

Old ko'rinish: HC-SR04 oddiy ultratovushli sensori, hali SWga qo'shilmagan.

O'ng tomondan ko'rish: MPU6050 tezlatgichi va jiro (6 o'qli).

Chap tomondan: Piezo karnay.

Mexanik dizayn hozirda ko'p yoki kamroq bajarilgan, servolardan tashqari. Shunday qilib, keyingi vazifalar ba'zi sensorlarni SW ga qo'shish bo'ladi. Buning uchun men foydalanadigan SW bilan GitHub hisobini yaratdim, u KurtE ning Feniks SW tasviriga asoslangan.

OLED:

Mening GitHub: