Hexapod: 14 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

אני מעוניין במשך כמה שנים לשחק וליצור רובוטים וקיבלתי השראה רבה מזנטה, כאן תמצא את ערוץ היוטיוב שלו https://www.youtube.com/channel/UCmCZ-oLEnCgmBs_T ואתר האינטרנט שלו

אתה יכול למצוא הרבה ערכות של הרבה ספקים שונים באינטרנט, אבל הם מאוד יקרים, עד 1.500 $+ עבור hexapod 4 DoF, ולערכות מסין אין איכות טובה. אז, החלטתי ליצור בהקספוד בדרכי. בהשראת הפניקס המשושה של זנטה, תמצא אותו בערוץ היוטיוב שלו (ובערכה שתמצא https://www.lynxmotion.com/c-117-phoenix.aspx, התחלתי ליצור משלי מאפס.

ליצירת אם הגדר את היעדים/הדרישות הבאים לשלי:

1.) שיהיה לך הרבה כיף ולמד דברים חדשים.

2.) עיצוב מונע עלויות (לעזאזל, החברה שלי פינקה אותי לגמרי)

3.) חלקים עשויים עץ שכבתי (כי לרוב האנשים וגם לי קל יותר לחתוך עץ)

4.) שימוש בכלים זמינים בחינם (תוכנה)

אז במה השתמשתי עד כה?

א) SketchUp, לעיצוב המכני.

ב) עץ שכבת אשור 4 מ"מ ו -6 מ"מ (1/4 ").

ג) Arduino Uno, Mega, IDE.

ד) סרוו סטנדרטי דיגיטלי (נמצא באמזון במחיר טוב).

ה) דוסוקי ובנדסאו, מכונת קידוח, נייר שיוף וקובץ.

שלב 1: בניית רגליים וסוגריים של סרוו

ראשית עשיתי מחקר באינטרנט כדי לברר כיצד עושים רובוט, אך לא הצלחתי למצוא מידע טוב על אופן עיצוב מכני. אז נאבקתי הרבה ולבסוף החלטתי להשתמש ב- SketchUp.

לאחר כמה שעות של למידה בעזרת SketchUp, סיימתי בעיצוב הרגליים הראשון שלי. עצם הירך מותאמת לגודל של קרני הסרו בו אני משתמש. כפי שהבנתי המקור נראה בקוטר של 1 אינץ ', אך לקרני הסרוו שלי יש 21 מ מ.

ביצוע תדפיס עם הסולם הנכון לא עבד כראוי עם SketchUp במחשב שלי, אז שמרתי אותו כקובץ PDF, עשיתי תדפיס עם 100%, עשיתי מדידה ולבסוף הדפסתי שוב עם גורם קנה המידה הנכון.

בניסיון הראשון יצרתי אמנויות בלבד לשתי רגליים. לשם כך ערמתי שני לוחות, הדבקתי (עבור נייר קיר) את התדפיסה עליו וחתכתי את החלקים בעזרת מסור דגם מלאכה.

חומר בשימוש: עץ אשור 6 מ"מ (1/2 ")

לאחר מכן ערכתי כמה ניסויים, לא תיעדתי וביצעתי כמה אופטימיזציות. כפי שאתה יכול לראות עצם השוקה מעט גדולה מדי, כמו גם עצם הירך.

כדי להעלות את קרני הסרו דרך עצם הירך, יש לנתק 2 מ"מ מהחומר. ניתן לעשות זאת בדרכים שונות. עם נתב או עם מקדחה של פורסטנר. הקוטר של הפורסטנר היה רק 200 מ"מ, אז נאלצתי לעשות קצת אחרי המלחמה ביד עם אזמל.

שלב 2: ייעול עצם הירך ושוקה

שיניתי קצת את העיצוב.

1.) טיביה מתאימה כעת לסרוו שאני משתמש בה הרבה יותר טוב.

2.) עצם הירך קצת יותר קטנה (בערך 3 "מציר לציר) ומתאימה לקרני הסרו (קוטר 21 מ"מ).

השתמשתי 6 לוח עץ 6 מ מ והדבקתי אותם עם סרט דו צדדי. אם זה לא חזק מספיק אתה יכול לקדוח חור דרך כל הלוחות ולהשתמש בברג כדי לתקן אותם יחד. ואז חלקים נחתכים בבת אחת עם המסור. אם אתה מספיק קשוח אתה יכול גם להשתמש בפאזל:-)

שלב 3: עיצוב סוגר סרוו

עכשיו הגיע הזמן לעצב את סוגר הסרוו. זה מתוכנן מאוד הקשור לסרוו המשומש שהשתמשתי בו. כל החלקים עשויים עץ אשור 6 מ מ שוב ראה את השלב הבא.

שלב 4: חיתוך והרכבה של סוגרי סרוו

שוב חתכתי שישה חלקים בו זמנית כולם על המסור. השיטה זהה לקודמת.

1.) בעזרת סרט דו צדדי להדבקת הלוחות זה לזה.

2.) ברגים שיש להם יותר יציבות בזמן החיתוך (לא מוצג כאן).

לאחר מכן השתמשתי בדבק דגם מלאכותי כדי להדביק אותם ושני ברגי SPAX (עדיין לא יושמו בתמונה).

בהשוואה להקספוד המקורי אני עדיין לא משתמש במיסבים כדורים, במקום זאת אני משתמש רק בברגים של 3 מ מ, מדיחים ואגוזים לתיקון עצמי מאוחר יותר להרכבת הרגליים עם הגוף/השלדה.

שלב 5: הרכבת הרגליים ובדיקה

בשתי התמונות הראשונות רואים את הגרסה הראשונה של רגל. בהמשך תראה השוואה בין חלקים ישנים וחדשים והשוואה בין החלקים החדשים (גרסה שנייה) למקור (תמונה ברקע).

לבסוף תעשה מבחן תנועה ראשון.

שלב 6: בניית הגוף והרכבתו

הגוף שניסיתי לשחזר מתמונות. כהפניה השתמשתי בקרן סרוו, שהנחתי בקוטר 1 . אז הצד הקדמי הופך לרוחב של 4.5 אינץ 'ואמצע 6.5 אינץ'. לאורכו הנחתי 7 אינץ '. מאוחר יותר קניתי את ערכת הגוף המקורית והשוויתי אותה. התקרבתי מאוד למקור. לבסוף הכנתי גרסה שלישית, שהיא עותק של 1: 1 של המקור.

ערכת הגוף הראשונה שעשיתי מעץ 6 מ"מ, כאן רואים את הגרסה השנייה מעץ 4 מ"מ, שגיליתי שהיא חזקה וקשיחה מספיק. שונה מהערכה המקורית הרכבתי את קרן הסרו על גבי, resp. דרך החומר (אתה יכול לראות את זה גם עם עצם הירך). הסיבה היא, שאין לי מצב רוח לקנות קרני אלומיניום יקרות, במקום זאת אני רוצה להשתמש בקרניים מפלסטיק שכבר מספקות. סיבה נוספת היא, שאני מתקרב לסרוו, כך שכוחות העצום פחותים. זה יוצר חיבור יציב יותר.

אגב, לפעמים טוב שיש גאנש על הסיפון. תודה לחבר שלי טג'אס:-)

שלב 7: בדיקות אלקטרוניקה ראשונות

כל האומנויות נאספות כעת. בסדר, אני יודע שזה לא נראה יפה במיוחד, אבל למעשה אני מתנסה הרבה. בסרטון אתה יכול לראות משחק כמה רצפים פשוטים שהוגדרו מראש, למעשה אין מיושם קינמטיקה הפוכה. ההליכה המוגדרת מראש אינה פועלת כראוי מכיוון שהיא מיועדת ל- 2 DoF.

בדוגמה זו אני משתמש בבקר סרוו SSC-32U מ- Lynxmotion, תוכל למצוא אותו כאן:

לפני כמה ימים השתמשתי גם בבקר PWM אחר (בקר PWM 16 ערוצים של Adafruit, https://www.adafruit.com/product/815), אך ל- SCC יש כמה תכונות נחמדות, כמו האטת השירותים.

אז, זהו עד עכשיו. לאחר מכן עלי לברר כיצד לבצע את עבודות הקינמטיקה ההפוכה (IK), אולי אני אתכנת הליכה פשוטה כמו המוגדרת מראש בבקר SSC. כבר מצאתי דוגמא מוכנה לשימוש כאן https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts, אבל עדיין לא יצא לי להפעיל אותה. אין לי מושג למה, אבל אני עובד על זה.

אז להלן רשימת משימות קצרה.

1.) לתכנת הליכה פשוטה כמו מובנית ב- SSC.

2.) לתכנת מחלקת בקר/עטיפה של PS3 עבור ה- Arduino Phoenix.

3.) קבל את הקוד מ- KurtE פועל או כתוב קוד משלי.

סרוווס שאני משתמש בו מצאתי באמזון https://www.amazon.de/dp/B01N68G6UH/ref=pe_3044161_189395811_TE_dp_1. המחיר די טוב, אבל האיכות יכולה להיות הרבה יותר טובה.

שלב 8: מבחן ההליכה הפשוט הראשון

כפי שציינתי בשלב האחרון, ניסיתי לתכנת רצף הליכה משלי. זהו משחק פשוט מאוד, כמו צעצוע מכני, והוא אינו מותאם לגוף בו אני משתמש כאן. גוף פשוט פשוט יהיה הרבה יותר טוב.

אז, מאחל לך הרבה הנאה. אני חייב ללמוד IK עכשיו;-)

הערות: כשאתה צופה ברגליים בזהירות, תראה שכמה סרבים מתנהגים מוזרים. מה שאני מתכוון הוא שהם לא זזים תמיד חלקים, אולי אני צריך להחליף אותם בסרבים אחרים.

שלב 9: העברת בקר PS3

הבוקר עבדתי על כתיבת עטיפה לקוד הפניקס. לקח לי כמה שעות, בערך 2-3, לעשות את זה. הקוד אינו באגים לבסוף והוספתי ניפוי באגים נוסף לקונסולה. זה עובד עד כה:-)

אבל אגב, כשהרצתי את קוד הפניקס, נראה שכל הסרבים פועלים הפוכים (כיוון הפוך).

כשאתה רוצה לנסות לבד אתה צריך את הקוד מ- KurtE כבסיס https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts. עקוב אחר ההוראות להתקנת הקוד. העתק את תיקיית Phoenix_Input_PS לתיקיית ספריית ה- Arduino שלך (בדרך כלל תיקיית המשנה של תיקיית הסקיצות שלך), ואת תיקיית Phoenix_PS3_SSC32 לתיקיית הסקיצות שלך.

מידע: אם אינך מנוסה בארדואינו ובכלים ויש לך בעיות, אנא צור קשר עם קהילת ארדואינו (www.arduino.cc). אם אתה מתקשה בקוד הפניקס מ- KurtE אנא צור איתו קשר. תודה.

אזהרה: הבנת הקוד אינה לדעתי דבר למתחילים, ולכן עליך להכיר היטב את C/C ++, תכנות ואלגוריתם. בקוד יש גם קוד מורכב מותנה, הנשלט על ידי #defines, זה מקשה מאוד על קריאה והבנה.

רשימת לוחמים קשים:

• ארדואינו מגה 2560
• מגן מארח USB (עבור Arduino)
• בקר PS3
• בקר סרוו של LynxMotion SSC-32U
• סוללה 6 V (אנא קראו את הדרישות מכל ה- HW שלכם, אחרת אתם עלולים לפגוע בו)
• Arduino IDE
• כמה כבלי USB, מתגים וחלקים קטנים אחרים לפי הצורך.

אם אתה אוהב בקר PS2, תמצא מידע רב באינטרנט כיצד להתחבר ל- Arduino.

אז אנא, היו סבלניים. אעדכן את השלב הזה, כאשר התוכנה תפעל כראוי.

שלב 10: מבחן IK הראשון

מצאתי יציאה אחרת של קוד הפניקס שעובדת הרבה יותר טוב (https://github.com/davidhend/Hexapod), אולי יש לי בעיית תצורה עם הקוד השני. נראה שהקוד קצת באגי וההליכות לא נראות חלקות במיוחד, אבל בשבילי זה צעד גדול קדימה.

אנא שקול, הקוד הוא למעשה ניסיוני. אני צריך לנקות ולתקן הרבה ואפרסם עדכון בימים הקרובים. יציאת PS3 מבוססת על יציאת PS3 שכבר פורסמה, וזרקתי את קבצי PS2 ו- XBee.

שלב 11: מבחן IK השני

הפתרון היה כל כך קל. הייתי צריך לתקן כמה ערכי תצורה ולהפוך את כל זוויות הסרו. עכשיו זה עובד:-)

שלב 12: Tibia ו- Coxa EV3

לא יכולתי להתאפק, אז הכנתי טיביות וקוקסה חדשים (סוגריים לסרוו). עכשיו זו הגרסה השלישית שהכנתי. החדשים יותר מעוגלים ובעלי מראה אורגני/ביוני יותר.

אז, המצב האמיתי הוא. ההקספוד פועל, אך עדיין יש לו בעיות עם כמה דברים.

1.) לא גילינו מדוע ל- BT יש עיכוב של 2..3 שניות.

2.) איכות סרוו ירודה.

דברים לעשות:

* יש לשפר את חיווט השרווטים.

* צריך מחזיק סוללה טוב.

* צריך למצוא דרך להרכיב את האלקטרוניקה.

* כיול מחדש של סרוו.

* הוספת חיישנים וצג מתח לסוללה.

שלב 13: עצם עצם בצורת חלק

לפני כמה ימים כבר הכנתי קצת עצם ירך חדשה כי לא הייתי שבע רצון מהקודמת. בתמונה הראשונה תוכלו לראות את ההבדלים. לישנים היה קוטר של 21 מ מ בקצוות, לחדשים קוטר של 1 אינץ '. עשיתי חורי כיור לתוך עצם הירך בעזרת מכונת הטחינה שלי בעזרת כלי עזר פשוט, כפי שניתן לראות בשלוש התמונות הבאות.

לפני הכנסת הכיורים לתוך עצם הירך הגיוני לקדוח את כל החורים, אחרת זה עלול להיות קשה. קרן סרוו מתאימה מאוד, השלב הבא, שלא מוצג כאן, נותן לקצוות צורה עגולה. לשם כך השתמשתי בנתב עם רדיוס של 3 מ מ.

בתמונה האחרונה תראה השוואה בין הישן לחדש. לא יודע מה אתה חושב, אבל אני אוהב את החדש הרבה יותר.

שלב 14: השלבים האחרונים

אני אסיים את ההדרכה הזו עכשיו, אחרת זה יהפוך לסיפור אינסופי:-).

אני בסרטון תראה את קוד הפניקס של KurtE פועל עם כמה מהשינויים שלי. הרובוט לא זז בצורה מושלמת, מצטער על זה, אבל הסרווואים הזולים הם בעלי איכות גרועה. הזמנתי כמה סרוו אחרים, בדקתי רק שניים מהם עם תוצאות טובות, ועדיין מחכה למשלוח. אז מצטער שאני לא יכול להראות לך איך הרובוט עובד עם הסרווואים החדשים.

מבט אחורי: חיישן זרם של 20 אמפר, משמאל לסיר 10 קילומטרים. כאשר רובוט הולך הוא יצרוך בקלות 5 אמפר. מימין לסיר 10 קילומטרים תראה פיקסל בגודל 128X64 OLED המציג קצת מידע על המצב.

מבט מלפנים: חיישן אולטרסוני פשוט HC-SR04, שטרם משולב ב- SW.

מבט מצד ימין: מאיץ וג'ירו MPU6050 (6 צירים).

מבט מצד שמאל: רמקול פיזו.

עיצוב מכני נעשה כעת פחות או יותר, למעט סרוווס. לכן, המשימות הבאות יהיו שילוב של כמה חיישנים ב- SW. לשם כך יצרתי חשבון GitHub עם ה- SW שאני משתמש בו והוא מבוסס על תמונת מצב של הפניקס SW של KurtE.

OLED:

GitHub שלי: