Paggawa ng Sumusunod na Robot na Humanoid: 11 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:09

Update & Page: 1/17/2021 Head, Face, Etc. - idinagdag ang webcamTendons & Muscle - mga karagdagan sa PTFENerve & Skin - conductive rubber results "Ano ang bagay na iyon sa larawan?"

Bahagi iyon ng isang robotic na katawan - partikular ang isang prototype gulugod, balikat, braso at kamay. Ang aking paglikha ay mangangailangan ng isang katawan at iyon ang tungkol sa proyektong ito.

Nagtatrabaho ako sa pangkalahatang intelihensiya - ang aking koponan ay gumagamit ng term na 'machine neuroscience' na teknolohiya, MiNT, para sa maikli. Inaasahan ko na ang pagbuo ng isa o higit pang mga katawan ay makakatulong magbigay-inspirasyon sa akin na umunlad sa programa.

"Crafted" - yup, ang robotic na katawan na ito ay gawa ng kamay.3D print kung gusto mo. Mayroon akong parehong mga FDM at resin na printer ngunit mas gusto ko ang hand craft para sa prototyping tulad nito. "Sumusunod" - nangangahulugan lamang ito ng kakayahang umangkop. Ang ideya ay ang katawan ay sapat na kakayahang umangkop upang maging ligtas sa tao, ibig sabihin, mas malamang na yumuko sa paligid ng isang tao o bounce off, sa halip na kurutin o durugin o gumawa ng malubhang pinsala. Ang mga sumusunod na robot ay isang mahalagang larangan ng pag-unlad para gawing ligtas ang ating mga hinaharap na kaibigan at katrabaho (o tagapaglingkod) sa paligid. Robot - nagpapaliwanag sa sarili. Ang kuwaderno na ito ay hindi malalaman ang MiNT ngunit kung interesado kang matuto nang higit pa o makilahok sa gawaing hindi kumikita, makipag-ugnay sa akin. Hemanoid - walang dahilan na hindi mo maiakma ang maraming mga tala ng disenyo sa mga robot na hindi humanoid. Para lang sa pupuntahan ko. Kahit na matapos ang pag-iisip, nagpaplano pa rin ako sa isang quadruped na disenyo, para lamang sa katatagan.

Hakbang 1: Mga buto

PVC

Mahusay ito para sa robotics hanggang sa laki ng tao at bigat. Magaan ang timbang, matibay, malakas, at madaling makagawa. Mura ito.

Dagdag pa, medyo parang buto ito, kung iyon ang hinahabol mo.

Ang malawak na pagkakaiba-iba ng mga kabit ay ginagawang madali upang mag-prototype nang mahinhin ang mga kumplikadong disenyo nang mabilis at madali. Ang guwang na loob ng tubo at mga kabit ay ginagawang madali ang pagtatago ng mga wire.

Sa ilang pagpainit (heat gun o sulo [mabilis ngunit mahirap], ang PVC ay magpapalambot ng sapat upang mag-warp, baguhin ang anyo, at panatilihin itong bagong form kung itatago sa hugis na iyon hanggang sa lumamig ito.

Siguraduhin na gumamit ng mahusay na bentilasyon. Huwag hininga ang mga usok! Ang nasusunog na PVC ay naglalabas ng mga mapanganib na gas!

PEX - 1 / 4in

Para sa mas maliliit na buto, tulad ng mga braso, ginamit ko ang mas malambot na tubo na ito.

Ang aking unang kamay na disenyo ay gumamit ng PEX para sa mga buto ng daliri ngunit para sa mas maliit na machine na ito, kailangan ko ng mas maliit na mga buto ng daliri.

Mga Stirrer ng Kape

Gusto ko ng isang mas malakas na materyal ngunit sa ngayon ito ay gumagana na ok.

Kapag ang isang tao ay hindi sapat na malakas, nahanap ko na ang hot-gluing 3 sa isang stack ay tila gagana.

Mga metal

Hindi ko pa talaga nagsisimulang maghanap ng mga solusyon sa metal, ngunit natuklasan ko ngayon ang pagiging simple ng "paghihinang" ng aluminyo na may isang simpleng sulo, nararamdaman kong ang aluminyo ay maaaring isang pagpipilian na nagkakahalaga ng pagtingin sa hinaharap. Ang tunay na susi ay magiging pagkakaroon ng mga maginhawang kabit at materyales na nangangailangan ng kaunting paggawa ng bapor upang magamit ang pag-andar. Sigurado ako na nandoon ito ngunit ano ang magastos at sulit ba ito? Dapat ba tayong tumingin sa isang all-metal na balangkas? Ang iba pang mga metal at haluang metal ay nagkakahalaga ng isasaalang-alang at para sa anong mga application?

Hakbang 2: Mga kalamnan at Tendon

1/17/2021: Kinakailangan na idagdag ang tubo ng PTFE / Teflon upang makatulong na gabayan ang ilan sa mga tendon sa paligid ng hardware na natigil sila sa panahon ng pag-aktibo. Sa oras na ito, gumagana ang mga daliri ng halos 75%, ngunit kailangan nila ng isang return-spring kind ng karagdagan Nagpaplano ako ng silicone rubber, bilang karagdagan sa patong ng balat.

-

Sa ngayon ang tanging 'kalamnan' na kasalukuyang nakakabit ay ilang SG90 servos, na gaganapin sa pamamagitan ng mga zip-kurbatang. Inilakip ko ang MG996R para sa itaas na mga braso at balikat sa ngayon ngunit hindi ko alam kung magiging sapat iyon o hindi. Ang mga zip-ties ay tila pinanghahawakan ang bisig na SG90 sa lugar at tila pinapayagan ang halos 180 degree na pag-ikot batay sa kasalukuyang pagsasaayos ng pulso. Ang pulso ay tiyak na magbabago kalaunan ngunit sa ngayon ito ay hindi bababa sa hinahawakan ang kamay sa kasalukuyan. Kasalukuyan akong gumagamit ng flex filament para sa mga litid kaysa sa linya ng pangingisda dahil ang mas malaking lugar sa ibabaw ay hindi isinusuot sa mga tendon sheath tulad ng wire ng pangingisda Magdaragdag ako ng higit pang mga servos para sa iba pang mga kasukasuan bago masyadong mahaba. Ang itaas na braso ay simple ngunit ang mga balikat ay mapaghamong. Ang mga servo ng gulugod ay halos mai-cluster sa lugar ng balakang. Mga Tala: Gumamit ng malalaking mga murang servo para sa balakang. GM996r para sa mga balikat o braso? - Tapos, makikita natin kung paano ito pupunta… Mga pagpipilian sa kalamnan: EM linear actuatorPEANO HASSEL actuator

Ang mga actuador ng PEANO HASSEL ay hindi gaanong mahirap gawin ngunit wala akong magandang solusyon para sa mataas na boltahe na kailangan nila at hindi ako sigurado kung paano panatilihin ang mga ito mula sa pagtulo. Kung hindi man, gugustuhin kong gamitin ang teknolohiyang ito para sa kontrol sa kalamnan. Siguro sa mamaya na pag-ulit.

Maaaring kailanganin ang isang spring ng pagbalik sa mga daliri ngunit ang mga litid ay maaaring magawa ang parehong hilahin at itulak - kaunti pa rin.

Hakbang 3: Ang Spine

Ang mga adaptor ng tubo ng PVC, nakasalansan, nagsisilbing vertebrae. Ang pagpapanatili sa kanila nang magkasama hanggang sa magkaroon ako ng mga actuator at tendon sa lugar ay isang problema ngunit ang ilang malikhaing pag-aayos ng isang haba ng flex filament na sinulid sa loob ng mga disk ay nalutas ito, pinapanatili ang mga disc sa stack. Gumamit ng anumang nais mo para sa isang batayan. Mayroon na akong mga bahagi sa imahe na natigil mula sa isang naunang 'bot at muling ginamit muli ang mga ito dahil magagamit na sila.. Ang mga disc ay maaaring hindi kinakailangan na malaki ngunit ok lang sa ngayon. Ang sobrang puwang ay nag-iiwan ng maraming silid upang mapatakbo ang kawad sa kanila. Mga Isyu: Ang kasalukuyang gulugod ay gumagawa ng isang ingay kapag gumagalaw ito at hindi makinis tulad ng gusto ko. Ang mga ito ay maaaring nagkakahalaga ng 3D na pag-print ngunit mas gusto kong hindi para sa ang build na ito.

Hakbang 4: Torso / Ribcage / Shoulders

Orihinal na nagtayo ako ng isang ribcage contraption mula sa mas maliit na mga bahagi ng pvc ngunit hindi ito nababaluktot, na kung saan ay isang masamang bagay. Dahil hindi ko partikular na kailangan ito ngayon, nilalaktawan ko ang bahaging iyon. sa ngayon ay orihinal na isang tuktok lamang sa gulugod upang ikabit ang strand strand strand na pinagsama ang mga disc ngunit ito ay gumagana nang maayos para sa solusyon sa balikat kaya't nananatili ito sa ngayon. Ang mga bato ay isang tunay na problema. Patuloy kong naglalarawan ng isang unibersal na magkasanib at sinubukan na gumamit ng isang magagamit na PVC pipe-compatible na bisagra ng aparato gumagana ngunit wala itong saklaw ng paggalaw na kinakailangan para sa isang balikat. Pagkatapos ay nadapa ako sa isang maaaring gawin na proyektong skeleton-dummy ng poseable na PVC sa isang lugar sa online na gumamit ng golf ball para sa bahagi ng bola ng bola at socket joint - nalutas ang problema! Sa halip na i-clamping ang mga bola ng golf tulad ng ginawa ng iba pang proyekto, hinawakan ko lang sila sa mga nababanat na banda - mga banda ng buhok, na partikular, na may natitira akong mula sa ibang proyekto. Iyon lamang nag-iwan ng isang isyu. Dahil sa golf ang mga bola ay hindi naka-attach sa isang perpektong pagsasaayos (makakaisip ako ng isang mas mahusay sa paglaon,) maaari silang makaalis sa paikot na masyadong malayo pasulong o paatras. Paglalagay ng ekstrang 'vertebrae' (pipe adapter fitting) sa balikat na socket ng krus Pinaghigpitan ng angkop ang posisyon ng balikat sa buto sa isang paraan na pumipigil sa paglalakbay mula sa pagiging isang seryosong isyu. Mga Isyu: - kung saan ilalagay ang mga servo ng balikat? Parehong tanong para sa leeg. Maaaring kailanganin ang isang mas malaking pagpupulong ng katawan upang mai-host ang mga kalamnan.

Hakbang 5: Mga Armas at Siko

Ang mga itaas na bisig ay, sa palagay ko, 1 / 2in PVC, na may isang golf ball na nakakabit sa isang tuwid na pipa na naaangkop. Ang forearms ay PEX, at para sa isang napaka-espesyal na dahilan. Nais kong tularan ang pagsasaayos ng bisig ng tao sa dalawang buto na umiikot sa bawat isa Sinubukan ko ang ilang iba't ibang mga solusyon ngunit natapos lamang sa paggawa ng isang angkop para sa itaas na braso na ang mga buto ng bisig ay maaaring mai-tornilyo bilang isang magkasanib na bisagra sa siko. Salamat, tila iniiwan ang pulso na may halos 90 degree na pag-ikot dahil ang dalawang buto ay nasigurado lamang sa siko, na iniiwan ang koneksyon sa pulso na maaaring lumipat. Sa disenyo ng kamay na medyo masyadong nababaluktot, tila karamihan sa bumabawi sa pagkawala ng pag-ikot sa bisig. Muli, hindi perpekto ngunit ito gumagana nang maayos.

Hakbang 6: Mga Kamay

Mga pagsasama

Naisip ko ang magkasanib na solusyon sa aking unang sobrang laki ng kamay ng protype: Mga turnilyo sa mata, sumali sa mata gamit ang isang kulay ng nuwes at maikling tornilyo, at nakalakip kahit papaano sa 'buto'. Sa kasalukuyan ang solusyon sa pagkakabit ay mainit na pandikit - Gusto ko isang bagay na mas mahusay ngunit hindi pa nakaayos sa anumang bagay. Sa oras ng pagbuo ng mga kamay na ito, nalaman kong kapaki-pakinabang na gumamit ng 2 eye-turnilyo sa bawat dulo ng bawat buto upang maiwasang umiikot at mailabas ang daliri ng pagkakahanay. Joint Joint Rev. A: Sa halip na maginoo na mga tornilyo at mani, nalaman kong makakakuha ako ng 1/4 sa malawak na mga tornilyo sa Chicago na mas mahusay ang hitsura at nagbibigay ng mas magkatulad na hugis na magkasama. Nais kong makakuha ng 1 / 8in ngunit wala pa akong natagpuan.

Problema: Ang mga tornilyo ng Chicago ay nangangailangan ng 5mm na laki ng mga mata - iyon ang laki ng 'baras' - at ang karaniwang mga turnilyo ng mata ay tila 4mm. Kailangan kong unat nang buksan ang mata nang manu-mano. Gumamit ako ng isang tapered maliit na suntok na kung saan ay ok ngunit mas gugustuhin kong makahanap ng pare-parehong 5mm na mga eye-turnilyo.

Mga buto

Upang makagawa ng napakaliit na mga kamay, kailangan ko ng napakaliit na materyal ng buto.

Ang mga stimulator ng kape ay hindi sapat na matibay ngunit gagawin nila sa ngayon.

Mga tendend

Ang bawat daliri ay may 1 at kalaunan ay may 2 litid. Ang mga daliri ng daliri, lalo na, ay nangangailangan ng isang takbo ng takip na pinapanatili ang mga ito sa mga lugar. Mainit lamang akong nakadikit sa higit pang dayami ng coffee stirrer - medyo labis sa pandikit upang matiyak na humahawak ito pataas. Sa una, sinubukan ko ang wire ng pangingisda ngunit agad itong pinutol sa kaluban kaya sinubukan ko ang 1.75mm flex filament at tila gumagana itong ok. Tandaan: Mas gugustuhin kong gumamit ng mga segment ng tubo ng PTFE, na mayroon ako, para sa pagruruta ng mga litid. Gayunpaman, marahil ay hindi nakikipag-ugnay ang PTFE sa mainit na pandikit. Kailangan kong mag-eksperimento hulaan ko. Maaaring magamit ang isang maliit na maliit na ziptie upang i-hold ang ptfe tubing sa lugar.

Hakbang 7: Ulo, Mukha, Atbp

1/17: Sa oras na ito simple, mas matanda, USB webcam w / mikropono ay kasalukuyang nagsisilbing isang placeholder para sa ulo. Hindi ko pa naipatupad ang anumang uri ng paningin, gayunpaman, ang malayuan na pag-access sa camera ay hindi isang hamon. Bagaman hindi ito isang ninanais na tampok sa panghuling proyekto, kasalukuyang nakikita ko * sa pamamagitan ng * camera - at makakatanggap din ng audio kung gumagamit ako ng isang paraan ng pag-access na naging posible. Ang pagpaplano sa isang paunang disenyo ng monocular - ang pakikitungo sa binocular vision ay labis isyu na maaari kong harapin pagkatapos kong makuha ang visual cortex upang gawin ito ay pangunahing trabaho. Siyempre, ang output ng vocal ay magiging isang karaniwang nagsasalita. Anumang mas advanced ay kailangang maghintay. Ang kontrol ng kalamnan ng isang bibig at ilang mga tampok sa mukha para sa pagpapahayag ay hindi mahirap ipatupad. Marahil ay hindi magkasya sa utak maliban kung magagawa ko ang lahat mula sa ilang mga Raspberry Pie. Saan man ang umaangkop sa utak, kailangan nito ng proteksyon, lalo na ang memorya. Isang bagay tulad ng isang itim na kahon ng system.

Hakbang 8: Mga Nerbiyos at Balat

1/17/2021 - Sinubukan kong gumawa ng kondaktibong silicone goma sa pamamagitan ng pagsasama ng carbon pulbos. Dapat kong kunin ang payo ni James Hobson (basahin ang artikulo sa Hackaday sa ibaba); tama siya sa tamang tama. Tandaan, nakuha ko * ang goma na maging kondaktibo ngunit kailangan kong gumamit ng napakaraming pulbos ng carbon na kapag natuyo ang goma ay nahipo ito. Hindi kapaki-pakinabang para sa application na ito, hanggang sa maaari kong sabihin. Kukuha ako ng carbon filament upang subukan, tulad ng inirekomenda, o marahil silid-gamot na pagalingin ng platinum.

-Hindi pa talaga nagagawa ang anumang gawain sa bahaging ito, pagsasaliksik lamang. Gusto ko ng isang sensitibong presyon layer ng balat, hindi lamang sensitibo sa pagpindot. Ang Elektrikong Patlang Tomography ay parang isang promising solusyon para sa pagpindot, ngunit hindi lilitaw upang mag-alok ng sensasyon ng presyon. Naisip, paano kung mabasa ko ang isang senyas sa pamamagitan ng isang resistive layer ng goma, na sinamahan ng maraming mga puntos ng sensor? Maaari ba akong makakuha ng disenteng pagtatantya ng ugnay ng tao at sensasyon ng presyon? Kinumpirma ng ibang mga gumagamit ng silikon na ang pagbabasa ng paglaban sa pamamagitan ng goma ay maaaring makaramdam ng presyon kaya't inaasahan kong ito ay isang mahusay na solusyon. Plano na subukang gawin ito sa pamamagitan ng isang Arduino Nano o Micro - marahil 1 bawat paa, pagkatapos ay mag-ruta ng isang output signal mula doon patungo sa utak. Para sa pag-iisip ng init at iba pang mga bagay, wala akong pahiwatig, ngunit hindi gaanong isang pag-aalala kaysa sa mas karaniwang pag-ugnay at mga sensasyon ng presyon na kailangang ibigay ng katawan dito. utak. Tulad ng pagpunta ng proteksiyon / malambot na mga layer ng balat, isinasaalang-alang ko sa maraming mga aplikasyon ng plastik / goma ngunit sa ngayon ang pinakamahusay ay mukhang silicone na goma na may, marahil, isang mas matigas na panlabas na ibabaw. Mga Tala:

Silicone Self-Fusing Tape

Sinubukan itong gamitin sa prototype ng kamay. Hindi naging maayos. Ang pangunahing isyu ay kailangan kong maglapat ng labis na presyon na nagpapagana ng tape sa panahon ng aplikasyon at natapos ang pag-ikot ng kaunti sa mga daliri. Dagdag nito ay masyadong lumalaban upang pahintulutan ang mga daliri na maluktot na yumuko. Siguro kung hindi ko lamang balot ang mga kasukasuan at maghintay hanggang sa makahanap ako ng isang malakas na materyal ng buto ng daliri … Maliban sa mga kadahilanang iyon, GUSTO kong makita ang isang semi-pare-parehong layer ng 'balat' sa kamay. Sa itaas na bahagi ang bagay ay talagang madaling i-cut libre. Subukan ang mga silicone plumber tape? Tingnan natin kung ano ang ginagawa ng bagay na iyon.

Silicon Rubber

Ang alternatibong Sugru na Oogoo o katulad na mukhang promising. Para sa isang manipis na goma ng paglubog, subukan ang likidong silikon na goma - ang paggawa ng amag na uri. Para sa pandamdam na batay sa paglaban, maaaring hindi kailangan ng isang additive (carbon). Para sa sensing ng sensasyon / conductivity based sensing, pagdaragdag ng carbon (partikular na ang carbon black) ay maaaring gumawa ng trick.

Ang mga hindi pinilit na reflexes ay maaaring idisenyo sa pamamagitan ng pagprograma ng isang tugon na pinagsama upang hawakan o presyon na nauugnay sa mga kalapit na kalamnan. Maaari itong maging kapaki-pakinabang sa pagtulong sa makina na malaman ang tungkol sa katawan na ito nang mas mabilis. I. E, kung ang mga nerbiyos ay tumutugma sa kalapit na mga kalamnan at awtomatikong magpapalitaw bilang tugon sa isang threshold, maaaring matuto ang makina na maiugnay ang mga ito nang mas mabilis.

Magsaliksik ka. Basahin ang mga komento sa artikulong ito. https://hackaday.com/2016/01/07/conductive-silico… - Imbakan.. Sumangguni sa website na ito para sa impormasyon sa pag-iimbak ng hindi nagamit na likidong goma… https://www.mositesrubber.com/technical/shipping-u …. Maikling bersyon - ang hindi na-goma na goma ay dapat manatiling hindi naka-insure at magagamit kapag naka-imbak sa pagitan ng 0 at 40 ° F, hanggang sa 6 na buwan.

Hakbang 9: Utak / Isip

1/17/2021 - Nagtatrabaho ako sa isang RPi3B + na sinamahan ng isang Arduino Nano para sa motor control. Ang pag-aktibo ng motor ay matagumpay. Sinubukan ko rin at nakumpirma ang komunikasyon sa pagitan ng mga script ng Python sa RPi at ng Arduino, na nagba-bounce ng isang simpleng mensahe pabalik-balik.

O sige, ito ang malaking mahalagang bahagi. "Igor, kunin mo sa akin ang utak!" Ang aking mga makina ay gagamit ng isang in-development pangkalahatang teknolohiya ng katalinuhan. Hindi masasabi kung gaano katagal bago matapos ito sa ngayon, marahil ay sumama sa isang bagay na tumatakbo sa isa o higit pang mga computer ng Raspberry Pi. Sa pangkalahatan, inirerekumenda kong maging pamilyar kasama at ginagamit ang Robot Operating System (ROS) - na tatakbo sa mga computer ng Raspberry Pi. Hindi ko pa naipatupad ang ROS at pinagtatalunan ang halaga nito sa aking mga machine.

Hakbang 10: Base / Mobility

Paparating na Kasalukuyang Plano: karaniwang batayan ng gulong Rocker-Bogie - upang mai-update sa isang quadrupedal leg system na may opsyonal na pseudo-bipedal na pagsasaayos, pagkatapos na mai-install ang isip. Mga Gulong - Binago ang utility plastic wheel. Tanging ang tunay na problema ay ang paglalagay nito sa isang mas maliit na D shaft. Subukan ang pagpuno sa hub ng dagta (o isang bagay na katulad), pagkatapos ay pagbabarena ng isang bagong mas maliit na hub at isang hanay ng butas ng tornilyo?

Hakbang 11: Lakas, Pagsingil +

Paparating na Ang orihinal na patnubay na mayroon ako sa mga kinakailangan sa disenyo na ang proyektong ito ay inilaan upang masiyahan ang simpleng sinabi na 'gumamit ng isang baterya ng lawnmower', ngunit ang patnubay na iyon ay naibigay bago ang 2015, kahit papaano. Maaaring maging kasing epektibo sa gastos upang magamit ang isang mas magaan na solusyon sa timbang ngayon. Ang pagiging epektibo ng gastos ay ang pinakamataas na priyoridad pagkatapos na 'matugunan ang mga kinakailangan', kaya't ang gastos ay maaaring maging isa sa pinakamalaking pagsasaalang-alang.