DIY Hexapod: 6 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Sa itinuturo na ito bibigyan kita ng gabay ng sunud-sunod upang lumikha ng isang Bluetooth, remote control na Hexapod.

Una sa, ito ay isang malaking hexapod, at upang ilipat ito kailangan mo ng 12 malakas na mga motor ng Servo (MG995) at upang mahawakan ang dami ng mga signal na PWM (upang makontrol ang bawat motor) ang pinakamadaling paraan upang gawin ito ay ang paggamit ng isang Arduino Mega 2560 Dapat pansinin na ang ilang labis na kagamitan ay ginamit, tulad ng 3D printer at WaterFlow cutting machine. Mahahanap mo ngayon ang lahat ng ginamit na materyales at mga hakbang na kakailanganin mo upang maitayo ang isa sa mga robot na ito.

Hakbang 1: Ano ang Kakailanganin Mo

Kagamitan

Panghinang na bakal, 3D na makina sa pag-print, makina ng pagputol ng jet ng tubig.

Materyal

• PLA 3D filament ng pag-print
• silikon,
• pedacer ng bakal
• M3X20 turnilyo
• M3X10 turnilyo
• M3 na mani
• M3 washers
• 623zz ball bearings
• CAD Software

Mga Bahagi

• (12) Servo motors MG995
• (2) 9V na mga baterya
• (1) 6V, 7Amps na baterya
• GoPro camera
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) Mga Joystick
• (2) HC-05 Bluetooth Module
• (1) 10K Potensyomiter

Hakbang 2: Mekanika at Pagdidisenyo ng Mga Bahagi na Kakailanganin mo

Disenyo ng mekanikal

Ang disenyo ng mekanikal ay nagsisimula mula sa bilang ng mga servomotor na gagamitin bawat binti. Sa proyektong ito napagpasyahan na gumamit ng 2 servos bawat paa, na binibigyan ito ng isang mas malaking bilang ng mga degree ng kalayaan at ginagawang kapansin-pansin ang pagiging natural nito. Malinaw na banggitin na sa anumang uri ng mga mekanismo, makina o robot na mas maraming antas ng kalayaan na mayroon ka, mas malaki ang pagiging natural ng iyong mga paggalaw at pagkilos. Sa loob ng plano para sa proyektong ito, mga kinakailangan at limitasyon, mayroong 12 mga actuator na gagamitin, 2 bawat binti. Tulad ng nabanggit, ang mga motor ng servos ay magiging pangunahing sangkap ng mga binti, sabihin nating sila ang mga puntong iyon na kumakatawan sa mga kasukasuan ng robot. Sa pamamagitan ng kung aling iba't ibang mga paggalaw sa makina ay na-trigger na, sama-sama, ay gayahin ang paggalaw na ginagawa itong maglakad. Batay sa mga sukat ng naunang nabanggit na mga servomotor, ang isang pambalot ay idinisenyo kung saan ang ganitong uri ng actuator ay nilagyan. Ang mga sukat ng isang ito ay nagbibigay ng mga puntos na sanggunian upang magdisenyo ng isang sistema ng pangkabit, para sa mga sumusuportang elemento at konektor para sa kung ano ang bubuo sa binti sa kabuuan. Ang isa sa mga motor na servo ay nakaposisyon nang patayo at ang iba pang pahalang, higit sa lahat ito ay sanhi ng direksyon kung saan ang baras nito ay paikutin at buhayin ang elemento kung saan ito ay naka-screw at sa gayon ay nabuo ang paggalaw sa x o y, kinakailangan para sa paglalakad ng ang hexapod. Kapag tinitingnan ang mga numero at imahe, maaari mong makita ang mga puntos kung saan sila ay binuo sa pangunahing batay, na kung saan ay ang mga plate, ng robot. Kung titingnan mo ang servomotor sa isang patayo na posisyon, makikita mo ito sa pagitan ng parehong mga plato. Ang isa sa kanila ay na-screwed sa itaas na bahagi at ang isa sa mas mababang isa. Mula doon, ang mga konektor at bar ay mapadali ang suporta para sa pangalawang servomotor sa isang pahalang na posisyon, mula sa kung saan 4 na magkakaibang uri ng mga konektor ang gumagana bilang bahagi ng binti. Pinapayagan nito ang kilusang mekanikal na gumagaya at nagpapagana ng pag-angat at paggalaw ng sangkap na ito; na kinabibilangan ng dalawang bar na ito na humahawak sa pinakamalaking bahagi ng binti, kung saan ito nakasalalay at iniiwan ang halos buong bigat ng robot.

Tulad ng nabanggit dati, may mga limitasyon na tumutukoy sa iyong disenyo. Maaari silang magkakaibang uri maging mekanikal, pang-ekonomiya, o anumang iba pang mahahalagang mapagkukunan para sa pagpapatakbo ng iyong machine. Ang mga elementong mekanikal; sa kasong ito ang mga servomotor, itinatag ang mga sukat ng robot. Ito ang dahilan kung bakit ang iminungkahing disenyo sa manwal na ito ay may tulad na mga sukat, dahil pangunahing nagsisimula ang mga ito mula sa mga napiling actuator at controller, kung saan idinagdag ang isang malaking baterya sa paglaon.

Mahalagang sabihin na ang disenyo ng mekanikal ay hindi tinukoy upang ma-replika tulad ng ipinanukala. Maaari rin itong ma-optimize sa pamamagitan ng mga simulation ng stress at pagkapagod ng mga pangunahing elemento, bar at / o mga konektor. Isinasaalang-alang ang napiling pamamaraan ng pagmamanupaktura, additive manufacturing, maaari mong sulitin ang pagdidisenyo, paggaya at pag-print ng solidong pinakaangkop sa iyong mga karga at aplikasyon. Palaging isinasaalang-alang ang mga pangunahing elemento ng suporta, mga fastener at bearings, para sa kung ano ang kailangan mo. Ayon ito sa ginagampanan nilang mekanismo. Kaya dapat mong isipin ang tungkol sa mga pagtutukoy ng mga elementong ito upang mayroon silang naaangkop na lugar kasabay ng iba pang mga piraso ng binti.

Hakbang 3: Pagdidisenyo ng Elektronika

2 PCB kung saan idinisenyo para sa robot.

Ang 1 ay ang pangunahing board na mai-mount sa robot at ang pangalawa ay para sa electronics sa remote control. Ang PCB ay dinisenyo gamit ang Fritzing software at pagkatapos ay na-machine gamit ang isang CNC Router para sa PCB ukit.

Kasama sa pangunahing PCB ang Arduino Mega pati na rin ang module ng bluetooth, lahat ng mga servo ay konektado rin at gumagamit ng dalawang linya ng lakas na direktang nagmula sa baterya hanggang sa 2 mga terminal ng tornilyo.

Ang remote control PCB ay may higit na mga sangkap ngunit mas compact, simula sa pag-mount ng Arduino Nano, dito nakakonekta ang dalawang mga joystick upang makontrol ang direksyon at paggalaw ng Hexapod, isang pindutan ng push na may naaangkop na 220Ohms resistor, isang potentiometer upang ayusin ang taas ng robot at ang module ng bluetooth na HC05. Ang lahat ng board ay pinalakas gamit ang isang 9V na baterya at ang mga elemento dito ay pinalakas gamit ang 5v Output ng Arduino board.

Matapos ang disenyo, ang PCB ay maaaring gawin gamit ang espesyal na tool sa machining ng CNC PCB at pagkatapos ay maaari kang magpatuloy upang mai-install ang lahat ng mga bahagi sa mga board.

Hakbang 4: Hakbang 4: Pagtitipon

Matapos magkaroon ng lahat ng naka-print na bahagi, turnilyo at bearings na magagamit pati na rin ang mga tool upang tipunin ang robot, maaari kang magsimula sa pagpupulong ng mga kaukulang bahagi, isinasaalang-alang na ang mga base ng mga patayong servos ay pinagsama-sama ng pagkakaroon ng isang itaas na plato at isang mas mababang isa, 6 ng mga piraso na ito na may isang servomotor sa loob nito. Ngayon ang pagkabit sa baras ng servomotor ay naka-screw at dito ay konektado ang piraso: "JuntaServos" na sa katapat nito ay magkakaroon ng kaukulang tindig upang mapabilis ang pag-ikot sa pagitan ng parehong bahagi. Pagkatapos ay makakonekta ito sa pangalawang servo, ang pahalang na servo at ang kani-kanilang hanay ng mga bar na naka-link sa iba pang 2 mga segment, na gumagawa ng isang direktang pagkakabit sa dulo ng bakal. Parehong naka-bolt sa mga ipinahiwatig na turnilyo. Upang tapusin ang binti, ang tip na nakalimbag sa PLA ay ipinasok sa ilalim ng presyon.

Ang pamamaraang ito ay dapat na ulitin ng 6 beses upang tipunin ang 6 na mga binti na sumusuporta at buhayin ang robot. Panghuli; iposisyon ang camera sa itaas na plato, inaayos ito ayon sa ninanais ng gumagamit.

Hakbang 5: Hakbang 5: Pag-coding

Sa seksyong ito mailalarawan nang kaunti kung paano gumagana ang code. at hahatiin ito sa dalawang bahagi, ang code ng remote control at ang code ng hexapod.

Una ang controller. Nais mong basahin ang mga halagang analog ng potentiometers sa mga joystick, Inirerekumenda na ang mga halagang ito ay nasala at sapat upang makuha lamang ang mga halaga kapag nagbago ang mga ito sa labas ng saklaw na itinatag sa code. Kapag nangyari ito, ang isang halaga ng uri ng uri ng character ay ipinadala gamit ang Arduino Serial.write function sa pamamagitan ng bluetooth upang ipahiwatig na ang isa sa mga halagang binago ito upang magawa ang isang bagay kapag natanggap sila ng iba pang module ng Bluetooth.

Ngayon ang Hexapod code ay maaaring nahahati sa 2 bahagi din.

Ang unang bahagi ay kung saan ang mga pagpapaandar na gagawin ayon sa mga mensahe na natanggap ng bluetooth ay itinalaga at ang iba pang bahagi ay kung saan ang kinakailangan ay ginagawa upang likhain ang mga pagpapaandar na ginampanan ng hexapod, tulad ng paglalakad sa unahan, paatras, pag-on, iba pa. bagay na nais mong gawin sa code ay upang italaga ang mga kinakailangang variable para sa pagpapatakbo ng parehong komunikasyon sa bluetooth at mga pagpapaandar ng servos at kanilang mga paggalaw sa bawat binti.

ang Serial.readBytesUntil function ay ginagamit upang makuha ang buong hanay ng mga character, na kung saan ay 6, lahat ng mga utos ay may 6 na mga character, iyon ay isang bagay na napakahalagang isaalang-alang. Sa mga forum ng Arduino maaari kang makahanap ng mga sanggunian tungkol sa kung paano pipiliin ang pinakamainam na mga parameter upang ang mensahe ay matanggap nang tama. Matapos makuha ang buong mensahe, ihinahambing ito sa pag-andar ng strcmp (), at isang hanay ng kung ang mga pag-andar na nagtatalaga ng mga halaga sa isang variable ay ginagamit upang maitalaga ang pagpapaandar ng isang hexapod sa isang switch function.

Mayroong mga karagdagang pag-andar, alin sa mga ito kapag tumatanggap ng utos na "POTVAL" ay binabago ang taas ng robot, ang isa pang pagpapaandar ay binabago ang kamag-anak na taas ng bawat binti at ang static na pag-ikot nito, nakakamit ito sa pamamagitan ng joystick, at kapag pinindot ang pindutan sa kontrol, ang utos na "BOTTON" ay natanggap sa hexapod code at binabago ang bilis ng paggalaw ng hexapod.

Hakbang 6: Pagsubok

Sa sumusunod na video ipinapakita kung paano umunlad ang Hexapod sa paglipas ng panahon at upang makita ang pagsubok at ang resulta ng pagtatapos.