Hexapod: 14 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Interesado ako ng ilang taon upang maglaro at lumikha ng mga robot at napasigla ako ng Zenta, dito makikita mo ang kanyang Youtube channel https://www.youtube.com/channel/UCmCZ-oLEnCgmBs_T at ang kanyang web site https://zentasrobots.com.

Maaari kang makahanap ng maraming mga kit ng maraming iba't ibang mga vendor sa internet, ngunit ang mga ito ay napakamahal, hanggang sa 1.500 $ + para sa isang 4 na DoF hexapod, at ang mga kit mula sa china ay walang magandang kalidad. Kaya, napagpasyahan kong lumikha sa hexapod sa aking pamamaraan. May inspirasyon ng hexapod na Phoenix ng Zenta, mahahanap mo ito sa kanyang Youtube channel (at isang kit na maaari mong makita ang https://www.lynxmotion.com/c-117-phoenix.aspx, nagsimula akong lumikha ng sarili ko mula sa simula.

Para sa paglikha kung itatakda ang mga sumusunod na target / kinakailangan para sa sarili ko:

1.) Magkaroon ng maraming kasiyahan at matuto ng mga bagong bagay.

2.) Disenyo na hinimok ng gastos (sumpain, ang aking kumpanya ay pinahamak ako nang buong-buo)

3.) Mga bahagi na gawa sa kahoy na ply (dahil mas madali para sa karamihan sa mga tao at pati na rin sa akin ang pagputol ng kahoy)

4.) Paggamit ng mga libreng magagamit na tool (software)

Kaya, kung ano ang ginamit ko sa ngayon?

a) SketchUp, para sa disenyo ng makina.

b) Beech ply wood 4mm at 6mm (1/4 ).

c) Arduino Uno, Mega, IDE.

d) Mga pamantayang digital servo (matatagpuan sa amazon para sa isang magandang presyo).

e) Dosuki at Bandsaw, isang drilling machine, sanding paper at isang file.

Hakbang 1: Konstruksiyon ng Mga Leg at Servo Bracket

Una ay gumagawa ako ng ilang pagsasaliksik sa internet upang malaman kung paano gumawa ng isang robot, ngunit hindi masyadong matagumpay na makahanap ng magagandang impormasyon kung paano gumawa ng disenyo ng makina. Kaya't hirap na hirap ako at sa wakas ay napagpasyahan kong gamitin ang SketchUp.

Matapos ang ilang oras ng pag-aaral sa pamamagitan ng paggawa sa SketchUp, natapos ko na ang aking unang disenyo ng mga binti. Ang femur ay na-optimize sa laki ng servo sungay na ginagamit ko. Tulad ng naisip ko ang orihinal na tila nasa paligid ng 1 ang lapad, ngunit ang aking mga sungay ng servo ay may 21mm.

Gumawa ng isang printout na may tamang sukat ay hindi gumagana nang tama sa SketchUp sa aking computer, kaya nai-save ko ito bilang PDF, gumawa ng isang printout na may 100%, gumawa ng pagsukat at sa wakas ay naka-print muli gamit ang tamang kadahilanan sa pag-scale.

Para sa unang pagsubok lilikha lamang ako ng mga sining para sa dalawang binti. Para dito ay nakasalansan ako ng dalawang board, nakadikit (para sa wall paper) ang printout dito at gupitin ang mga bahagi ng isang modelo ng banda ng bapor.

Ginamit na materyal: kahoy na beech ply 6mm (1/2 )

Pagkatapos ay gumawa ako ng ilang mga eksperimento, hindi pa ako nakapagdokumento, at gumawa ng ilang mga pag-optimize. Tulad ng nakikita mo ang tibia ay isang maliit na sobrang laki pati na rin ang femur.

Upang mai-mount ang mga sungay ng servo sa pamamagitan ng femur, 2 mm ng materyal ay kailangang putulin. Maaari itong magawa sa iba't ibang paraan. Sa isang router o sa isang Forstner drill. Ang Forstner ay 200 mm lamang ang lapad, kaya kailangan kong gumawa ng ilang postwar sa pamamagitan ng isang pait.

Hakbang 2: Pag-optimize sa Femur at Tibia

Medyo binago ko na ang disenyo.

1.) Ang Tibia ay umaangkop sa servo na ginagamit ko nang mas mahusay.

2.) Ang femur ngayon ay medyo maliit (mga 3 mula sa axis hanggang sa axis) at umaangkop sa mga sungay ng servo (21 mm diameter).

Gumagamit ako ng 6 board ng 6 mm ply na kahoy at nakadikit sa kanila kasama ang dobleng panig na tape. Kung ito ay hindi sapat na malakas maaari kang mag-drill ng isang butas sa lahat ng mga board at gumamit ng isang tornilyo upang maayos silang magkasama. pagkatapos ang isang bahagi ay pinutol nang sabay-sabay sa bandaw. Kung ikaw ay sapat na matigas maaari mo ring gamitin ang isang jigsaw:-)

Hakbang 3: Pagdidisenyo ng Servo Bracket

Ngayon ay oras na upang idisenyo ang servo bracket. Matindi itong dinisenyo na nauugnay sa ginamit na servo na ginamit ko. Ang lahat ng mga bahagi ay gawa sa kahoy na beech ply 6 mm muli tingnan ang susunod na hakbang.

Hakbang 4: Paggupit at Pag-iipon ng Mga Servo Bracket

Muli ay pinutol ko ang anim na bahagi nang sabay sa lahat sa bandaw. Ang pamamaraan ay katulad ng dati.

1.) Paggamit ng double sided tape, upang idikit ang mga board nang magkasama.

2.) Mga tornilyo upang magkaroon ng higit na katatagan habang pinuputol (hindi ipinakita dito).

Pagkatapos ay gumamit ako ng ilang kola ng modelo ng bapor upang idikit ito at dalawang mga tornilyo ng SPAX (hindi pa nalalapat sa larawan).

Kung ihahambing sa orihinal na hexapod Hindi pa ako gumagamit ng mga ball bearing, sa halip ay gumagamit lamang ako ng 3 mm na mga turnilyo, washer at pag-aayos ng mga mani sa paglaon upang tipunin ang mga binti sa katawan / chassis.

Hakbang 5: Pag-iipon ng mga binti at Pagsubok

Sa unang dalawang larawan makikita mo ang unang bersyon ng isang binti. Susunod na makikita mo ang paghahambing ng mga luma at bagong bahagi at isang paghahambing ng mga bagong bahagi (bersyon dalawa) sa orihinal (larawan sa background).

Sa wakas makikita mo ang isang unang pagsubok sa kilusan.

Hakbang 6: Pagbuo at Pag-iipon ng Katawan

Ang katawang sinubukan kong muling itayo mula sa mga larawan. Bilang sanggunian ginamit ko na ang servo sungay, na ipinapalagay kong may 1 "diameter. Kaya, sa harap na bahagi ay nagiging isang lapad ng 4.5" at gitna 6.5 ". Para sa haba na ipinalagay ko 7". Mamaya binili ko ang orihinal na body kit at inihambing ito. Napalapit ako sa orihinal. Sa wakas gumawa ako ng isang pangatlong bersyon, na kung saan ay isang 1: 1 kopya ng orihinal.

Ang unang body kit na ginawa ko sa 6 mm ply wood, narito makikita mo ang pangalawang bersyon na gawa sa 4 mm ply na kahoy, na nalaman kong malakas at sapat na matigas. Iba't ibang sa orihinal na kit na inilalagay ko ang servo sungay sa itaas, resp. sa pamamagitan ng materyal (makikita mo rin ito sa femur). Ang dahilan dito, wala ako sa mood bumili ng mamahaling aluminyo na mga sungay, sa halip ay nais kong gamitin ang naghahatid na ng mga plastik na sungay. Ang isa pang kadahilanan ay, papalapit ako sa servo, kaya mas kaunti ang sheering force. Gumagawa ito ng isang mas matatag na koneksyon.

Siyanga pala, minsan masarap na makasakay kay Ganesh. Salamat sa aking kaibigan na si Tejas:-)

Hakbang 7: Mga Unang Pagsubok sa Elektronics

Ang lahat ng mga sining ay pinagsama-sama ngayon. OK, alam ko na hindi ito maganda ang hitsura, ngunit sa totoo lang marami akong nag-e-eksperimento. Sa video maaari mong makita ang pag-play ng ilang simpleng mga paunang natukoy na pagkakasunud-sunod, sa katunayan walang ipinatupad na kabaligtaran na kinematics. Ang paunang natukoy na lakad ay hindi gumagana nang maayos dahil ito ay disenyo para sa isang 2 DoF.

Sa halimbawang ito ginagamit ko ang SSC-32U servo controller mula sa Lynxmotion, mahahanap mo ito rito:

Ilang araw na ang nakalilipas ay gumagamit din ako ng isa pang PWM controller (Adafruit 16-channel PWM controller, https://www.adafruit.com/product/815), ngunit ang SCC ay talagang may ilang magagandang tampok, tulad ng pagbagal ng mga servo.

Kaya, iyon na ngayon. Susunod na kailangan kong malaman kung paano gawin ang kabaligtaran na kinematics (IK) na gumagana, marahil ay magpaprogram ako ng isang simpleng lakad tulad ng naunang natukoy sa SSC controller. Nakakita na ako ng handa na gamitin na halimbawa dito https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts, ngunit hindi ko pa ito natatakbo. Walang ideya kung bakit, ngunit nagtatrabaho ako.

Kaya, narito ang isang maikling listahan ng ToDo.

1.) Mag-program ng isang simpleng lakad tulad ng build in sa SSC.

2.) Mag-program ng isang klase ng PS3 controller / pambalot para sa Arduino Phoenix.

3.) Kunin ang code mula sa pagpapatakbo ng KurtE o isulat ang aking sariling code.

Ang mga ginagamit kong servos na nakita ko sa Amazon https://www.amazon.de/dp/B01N68G6UH/ref=pe_3044161_189395811_TE_dp_1. Ang presyo ay medyo mabuti, ngunit ang kalidad ay maaaring maging mas mahusay.

Hakbang 8: Unang Simple Gait Test

Tulad ng nabanggit ko sa huling hakbang, sinubukan kong mag-program ng aking sariling pagkakasunud-sunod ng lakad. Ito ay isang napaka-simple, tulad ng isang mekanikal na laruan, at hindi ito na-optimize sa katawan na ginagamit ko dito. Ang isang simpleng tuwid na katawan ay magiging mas mabuti.

Kaya, hiling sa iyo ng maraming kasiyahan. Kailangan kong malaman ang IK ngayon;-)

Mga Pahayag: Kapag pinapanood mong mabuti ang mga binti, makikita mo na ang ilang mga servo ay kumikilos na kakaiba. Ang ibig kong sabihin ay, hindi sila palaging gumagalaw, marahil kailangan kong palitan ang mga ito ng ibang mga servo.

Hakbang 9: Porting PS3 Controller

Kaninang umaga ay nagtatrabaho ako sa pagsusulat ng isang pambalot para sa Phoenix code. Kinuha ako ng ilang oras, mga 2-3, upang magawa iyon. ang code ay hindi sa wakas na-debug at nagdagdag ako ng ilang labis na pag-debug sa console. Gumagana ito sa ngayon:-)

Ngunit sa pamamagitan ng paraan, kapag pinatakbo ko ang code ng Phoenix, mukhang ang lahat ng mga servo na tumatakbo na baligtad (kabaligtaran ng direksyon).

Kung nais mong subukan ang iyong sarili kailangan mo ang code mula sa KurtE bilang batayan https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts. Sundin ang mga tagubilin sa pag-install ng code. Kopyahin ang folder na Phoenix_Input_PS sa iyong Arduino library folder (karaniwang subfolder ng iyong sketch folder), at ang folder na Phoenix_PS3_SSC32 sa iyong sketch folder.

Impormasyon: Kung hindi ka nakaranas ng Arduino at mga tool at nagkakaproblema, mangyaring makipag-ugnay sa komunidad ng Arduino (www.arduino.cc). Kapag nagkakaproblema ka sa Phoenix code mula sa KurtE mangyaring makipag-ugnay sa kanya. Salamat

Babala: Ang pag-unawa sa code ay wala sa aking opinyon para sa mga nagsisimula, kaya't kailangan mong maging pamilyar sa C / C ++, programa at algorithm. Ang code ay mayroon ding maraming kondaktibong naipon na code, na kinokontrol ng #defines, napakahirap basahin at maunawaan.

Hardwarelist:

• Arduino Mega 2560
• USB host Shield (para sa Arduino)
• Controller ng PS3
• LynxMotion SSC-32U servo controller
• Baterya 6 V (mangyaring basahin ang mga kinakailangan sa lahat ng iyong HW, kung hindi ay maaari mo itong masira)
• Arduino IDE
• Ang ilang mga USB cable, switch at iba pang maliliit na bahagi kung kinakailangan.

Kung nais mo sa isang PS2 controller, mahahanap mo ang maraming impormasyon sa internet tungkol sa kung paano kumonekta sa Arduino.

Kaya, mangyaring maging matiyaga. I-a-update ko ang hakbang na ito, kapag gumana nang tama ang software.

Hakbang 10: Unang Pagsubok ng IK

Natagpuan ko ang isang iba't ibang port ng Phoenix code na mas mahusay ang pagpapatakbo (https://github.com/davidhend/Hexapod), marahil mayroon akong problema sa pagsasaayos sa iba pang code. Ang code ay tila isang maliit na maraming surot at ang mga lakad ay hindi mukhang napaka makinis, ngunit para sa akin ito ay isang malaking hakbang sa unahan.

Mangyaring isaalang-alang, ang code ay talagang pang-eksperimentong. Kailangan kong linisin at itama nang husto at maglalathala ng isang pag-update sa mga susunod na araw. Ang PS3 port ay batay sa nai-publish na port ng PS3, at tinapon ko ang mga file na PS2 at XBee.

Hakbang 11: Pangalawang IK Pagsubok

Napakadali ng solusyon. Kailangan kong iwasto ang ilang mga halaga ng pagsasaayos at baligtarin ang lahat ng mga anggulo ng servo. Ngayon ay gumagana ito:-)

Hakbang 12: Tibia at Coxa EV3

Hindi ko mapigilan, kaya gumawa ako ng mga bagong tibias at coxa (servo brackets). Ito na ang pangatlong bersyon na nagawa ko. Ang mga bago ay mas hugis bilog at mayroong isang mas organikong / bionic na hitsura.

Kaya, ang tunay na katayuan ay. Ang hexapod ay gumagana, ngunit mayroon pa ring ilang mga problema sa ilang mga bagay.

1.) Hindi pa nalaman kung bakit ang pagkaantala ng BT ay 2..3 segundo.

2.) Mahusay ang kalidad ng Servo.

Mga dapat gawin:

* Ang mga kable ng mga servo ay kailangang mapabuti.

* Kailangan mo ng isang mahusay na may-ari ng baterya.

* Kailangang makahanap ng isang paraan upang mai-mount ang electronics.

* Muling i-calibrate ang mga servos.

* Pagdaragdag ng mga sensor at isang monitor ng boltahe para sa baterya.

Hakbang 13: Smooth Shaped Femur

Ilang araw na ang nakalilipas gumawa na ako ng ilang bagong femur dahil hindi ako nasiyahan nang buo sa naunang isa. Sa unang larawan makikita mo ang mga pagkakaiba. Ang mga luma ay may diameter na 21 mm sa mga dulo, ang mga bago ay may diameter na 1 pulgada. Gumawa ako ng mga hole hole sa femur gamit ang aking milling machine na may isang simpleng tool sa pagtulong, tulad ng makikita mo sa susunod na tatlong mga larawan.

Bago gawin ang mga lababo sa femur makatuwiran na mag-drill ng lahat ng mga butas, kung hindi man ay maaaring maging mahirap. Ang servo sungay ay umaangkop nang napakahusay, susunod na hakbang, hindi ipinakita dito, ay nagbibigay sa mga gilid ng isang bilog na hugis. Para sa mga ito nagamit ko ang isang router bit na may radius na 3 mm.

Sa huling larawan makikita mo ang isang paghahambing ng luma at bago. Hindi alam kung ano ang iniisip mo, ngunit mas gusto ko ang bago.

Hakbang 14: Pangwakas na Mga Hakbang

Tatapusin ko ang tutorial na ito ngayon, kung hindi ay magiging isang walang katapusang kuwento:-).

Ako ang video na makikita mo ang Phoenix code ng KurtE na tumatakbo kasama ang ilan sa aking mga pagbabago. Ang robot ay hindi gumagalaw nang perpekto, pasensya na, ngunit ang mga murang servo ay may masamang kalidad. Nag-order ako ng iba pang mga servo, nasubukan ko na lang ang dalawa sa mga ito na may mahusay na resulta, at naghihintay pa rin sa paghahatid. Kaya, paumanhin hindi ko maipakita sa iyo kung paano gumagana ang robot sa mga bagong servo.

Back view: Isang 20 amps kasalukuyang sensor, naiwan sa 10 k palayok. Kapag lumalakad ang robot ay makakonsumo ng madali ng 5 amps. Karapatan ng 10 k palayok makikita mo ang isang OLED 128x64 pixel na nagpapakita ng ilang impormasyon sa katayuan.

Pag-view sa harap: Isang simpleng ultrasonic sensor HC-SR04, hindi pa isinama sa SW.

Tamang pagtingin sa kanang bahagi: MPU6050 accelerator at giro (6-axis).

Kaliwa na tanawin: Piezo loudspeaker.

Ang disenyo ng mekanikal ngayon ay higit pa o mas kaunti pa tapos, maliban sa mga servos. Kaya, ang mga susunod na gawain ay isasama ang ilang mga sensor sa SW. Para dito nilikha ko ang isang GitHub account kasama ang SW na ginagamit ko na nakabatay sa isang snapshot ng Phoenix SW ng KurtE.

OLED:

Aking GitHub: