DIY Hexapod: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tässä ohjeessa annan sinulle vaiheittaisen oppaan Bluetooth -kauko -ohjattavan Hexapodin luomiseksi.

Ensinnäkin tämä on iso kuusiopodi, ja sen siirtämiseen tarvitset 12 vahvaa servomoottoria (MG995) ja tämän määrän PWM -signaalien käsittelemiseksi (jokaisen moottorin ohjaamiseksi) helpoin tapa tehdä se on Arduino Mega 2560 On huomattava, että käytettiin joitakin lisälaitteita, kuten 3D -tulostimia ja WaterFlow -leikkauskonetta. Nyt löydät kaikki käytetyt materiaalit ja vaiheet, joita tarvitset yhden tämän robotin rakentamiseen.

Vaihe 1: Mitä tarvitset

Laitteet

Juotosrauta, 3D -tulostuskone, vesisuihkukone.

Materiaali

• PLA 3D -tulostuslanka
• pii,
• teräsopettaja
• M3X20 ruuvit
• M3X10 ruuvit
• M3 pähkinät
• M3 aluslevyt
• 623zz kuulalaakerit
• CAD -ohjelmisto

Komponentit

• (12) Servomoottorit MG995
• (2) 9V paristot
• (1) 6V, 7Amp paristo
• GoPro -kamera
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) Ohjaussauvat
• (2) HC-05 Bluetooth-moduuli
• (1) 10K -potentiometri

Vaihe 2: Mekaniikka ja tarvittavien osien suunnittelu

Mekaaninen suunnittelu

Mekaaninen suunnittelu alkaa käytettävien servomoottoreiden lukumäärästä jalkaa kohden. Tässä projektissa päätettiin käyttää 2 servoa jalkaa kohti, mikä antoi sille enemmän vapausasteita ja teki sen luonnollisuudesta huomattavan. On selvää mainita, että mitä enemmän tahansa mekanismeissa, koneissa tai roboteissa, mitä enemmän vapautta sinulla on, sitä enemmän liikkeet ja toimet ovat luonnollisia. Tämän hankkeen suunnitelmassa, vaatimuksissa ja rajoituksissa on käytettävä 12 toimilaitetta, 2 per jalka. Kuten mainittiin, servomoottorit ovat jalkojen pääkomponentteja, sanotaan, että ne ovat pisteitä, jotka edustavat robotin niveliä. Koneen eri liikkeet laukaisevat, jotka yhdessä simuloivat liikettä, joka saa sen kävelemään. Edellä mainittujen servomoottoreiden mittojen perusteella on suunniteltu kotelo, johon tämäntyyppinen toimilaite on asennettu. Tämän mitat ovat vertailupisteitä kiinnitysjärjestelmän suunnitteluun tukielementteille ja liittimille, jotka muodostavat jalan kokonaisuudessaan. Yksi servomoottoreista on sijoitettu pystysuoraan ja toinen vaakasuoraan, mikä johtuu pääasiassa siitä, mihin suuntaan sen akseli pyörii ja aktivoi elementin, johon se on ruuvattu, ja kehittää siten liikettä x: ssä tai y: ssä, joka on tarpeen kuusijalkainen. Kun katsot lukuja ja kuvia, näet kohdat, joissa ne on koottu robotin pääpohjaan, jotka ovat levyt. Jos katsot servomoottoria pystyasennossa, näet sen olevan molempien levyjen välissä. Toinen niistä ruuvataan yläosaan ja toinen alaosaan. Sieltä liittimet ja tangot helpottavat toisen servomoottorin tukemista vaakasuorassa asennossa, josta 4 erityyppistä liitintä toimivat osana jalkaa. Nämä mahdollistavat mekaanisen liikkeen, joka simuloi ja aktivoi tämän elementin nostoa ja liikettä; joka sisältää nämä kaksi tankoa, jotka pitävät jalan suurimman osan, jonka päällä se lepää ja jättää lähes koko robotin painon.

Kuten aiemmin mainittiin, suunnittelullasi on rajoituksia. Ne voivat olla erityyppisiä, olivatpa ne sitten mekaanisia, taloudellisia tai mitä tahansa muuta olennaista resurssia koneesi toiminnalle. Nämä mekaaniset elementit; tässä tapauksessa servomoottorit määrittivät robotin mitat. Tästä syystä tässä oppaassa ehdotettu rakenne on kooltaan tällainen, koska ne alkavat pääasiassa valituista toimilaitteista ja säätimistä, joihin on myöhemmin lisätty suuri akku.

On tärkeää sanoa, että mekaanista rakennetta ei ole määritelty toistettavaksi ehdotetun mukaisesti. Tämä voidaan optimoida jopa simuloimalla pääelementtien, tankojen ja / tai liittimien jännitystä ja väsymystä. Ottaen huomioon valitun valmistusmenetelmän, lisäaineiden valmistuksen, voit hyödyntää kuormituksellesi ja sovellukseesi parhaiten sopivan kiinteän aineen suunnittelua, simulointia ja tulostamista. Harkitse aina tarvitsemasi tuen perusosat, kiinnikkeet ja laakerit. Tämä riippuu niiden roolista mekanismissa. Joten sinun tulisi harkita näiden elementtien teknisiä tietoja, jotta niillä olisi oikea paikka yhdessä muiden jalkojen kanssa.

Vaihe 3: Elektroniikan suunnittelu

2 piirilevyä, jos ne on suunniteltu robotille.

1 on emolevy, joka asennetaan robottiin, ja toinen on kauko -ohjaimen elektroniikkaa varten. Piirilevy on suunniteltu Fritzing -ohjelmistolla ja koneistettu sitten CNC -reitittimellä PCB -kaiverrukseen.

Pääpiirilevy sisältää Arduino Megan sekä bluetooth -moduulin, kaikki servot on myös kytketty ja käytetään kahta virtajohtoa, jotka tulevat suoraan akusta 2 ruuviliittimeen.

Kaukosäätimen piirilevyssä on enemmän komponentteja, mutta se on kompaktimpi, alkaen Arduino Nanon asennuksesta, ja siihen on liitetty kaksi ohjaussauvaa Hexapodin suunnan ja liikkeiden ohjaamiseksi, yksi painike ja asianmukainen 220 ohmin vastus, potentiometri säätääksesi robotin ja sen Bluetooth -moduulin HC05 korkeutta. Kaikki levyt saavat virtansa 9 V: n paristolla ja sen elementit saavat virtaa Arduino -kortin 5 V: n ulostulolla.

Suunnittelun jälkeen piirilevy voidaan valmistaa erityisellä CNC -PCB -työstötyökalulla ja sitten voit jatkaa kaikkien osien asentamista levyihin.

Vaihe 4: Vaihe 4: Kokoaminen

Kun kaikki painetut osat, ruuvit ja laakerit sekä robotin kokoamiseen tarvittavat työkalut ovat saatavilla, voit aloittaa vastaavien osien kokoamisen, kun otetaan huomioon, että pystysuorien servojen pohjat on koottu ylemmällä levyllä ja alemmalla, 6 näistä kappaleista, joissa on servomoottori. Nyt kytkin servomoottorin akseliin on ruuvattu ja tähän kappale on kytketty: "JuntaServos", joka vastaavassa osassaan on vastaava laakeri, joka helpottaa pyörimistä molempien osien välillä. Sitten se kytkettäisiin toiseen servoon, vaakasuoraan servoon ja vastaaviin tankoihin, jotka linkittyvät muihin kahteen segmenttiin, jolloin ne kiinnitetään suoraan teräskärkeen. Molemmat pultatut ilmoitetuilla ruuveilla. Lopuksi jalalla PLA -painettu kärki työnnetään paineen alla.

Tämä toimenpide on toistettava 6 kertaa kootakseen 6 jalkaa, jotka tukevat ja aktivoivat robottia. Lopuksi; aseta kamera ylälevylle ja säädä sitä käyttäjän toiveiden mukaan.

Vaihe 5: Vaihe 5: Koodaus

Tässä osassa kuvataan hieman koodin toimintaa. ja se jaetaan kahteen osaan, kauko -ohjaimen koodi ja kuusiolaitteen koodi.

Ensin ohjain. Haluat lukea potentiometrien analogiset arvot ohjaussauvoista. On suositeltavaa, että nämä arvot suodatetaan ja riittävät saamaan arvot vain, kun ne muuttuvat koodissa määritetyn alueen ulkopuolella. Kun näin tapahtuu, merkkijonotyypin arvo lähetetään Arduino Serial.write -toiminnolla Bluetoothin kautta osoittamaan, että yksi arvoista on muuttanut tämän voidakseen tehdä jotain, kun toinen Bluetooth -moduuli vastaanottaa ne.

Nyt Hexapod -koodi voidaan jakaa myös kahteen osaan.

Ensimmäisessä osassa määritetään toiminnot, jotka tehdään Bluetoothin kautta vastaanotettujen viestien mukaan, ja toisessa osassa tehdään tarvittavat toiminnot heksapodin suorittamien toimintojen luomiseksi, kuten kävely eteenpäin, taaksepäin, kääntyminen ja muut mitä haluat tehdä koodissa, on nimetä tarvittavat muuttujat sekä Bluetooth -tiedonsiirron että servojen toimintojen ja niiden liikkeiden toiminnalle kummassakin jalassa.

Serial.readBytesUntil -funktiota käytetään koko merkkijonon saamiseen, joka on 6, kaikissa komennoissa on 6 merkkiä, mikä on erittäin tärkeää ottaa huomioon. Arduinon foorumeilta löydät viittauksia optimaalisten parametrien valitsemiseen, jotta viesti vastaanotetaan oikein. Koko viestin saamisen jälkeen sitä verrataan strcmp () -funktioon, ja joukkoa if -funktioista, jotka määrittävät muuttujalle arvoja, käytetään sitten heksapodin funktion määrittämiseen kytkintoiminnossa.

On lisätoimintoja, joista yksi niistä, kun se vastaanottaa komennon "POTVAL", muuttaa robotin korkeutta, toinen toiminto muuttaa kunkin jalan suhteellista korkeutta ja sen staattista pyörimistä, tämä saavutetaan ohjaussauvalla ja kun painiketta painetaan ohjausobjektissa "BOTTON" -komento vastaanotetaan heksapodikoodissa ja muuttaa heksapodin liikenopeutta.

Vaihe 6: Testaus

Seuraavassa videossa näytetään, kuinka Hexapod kehittyi ajan myötä, ja näet testin ja lopputuloksen.