Направи си сам Hexapod: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

В тази инструкция ще ви дам стъпка по стъпка ръководство за създаване на Bluetooth, дистанционно управляван Hexapod.

Първо, това е голям хексапод и за да го преместите ще ви трябват 12 силни серво мотора (MG995) и за да се справите с това количество ШИМ сигнали (за управление на всеки двигател) най -лесният начин да го направите е да използвате Arduino Mega 2560 Трябва да се отбележи, че е използвано допълнително оборудване, като 3D принтери и машина за рязане WaterFlow. Сега ще намерите всички използвани материали и стъпките, които ще са ви необходими за изграждането на един от тези роботи.

Стъпка 1: Какво ще ви трябва

Оборудване

Поялник, машина за 3D печат, машина за рязане с водна струя.

Материал

• PLA нишка за 3D печат
• силиций,
• стоманен педал
• Винтове M3X20
• Винтове M3X10
• Ядки М3
• Шайби М3
• 623zz сачмени лагери
• CAD софтуер

Компоненти

• (12) Серво мотори MG995
• (2) 9V батерии
• (1) 6V, 7Amps батерия
• GoPro камера
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) Джойстици
• (2) HC-05 Bluetooth модул
• (1) 10K потенциометър

Стъпка 2: Механика и проектиране на необходимите ви части

Механичен дизайн

Механичният дизайн започва от броя на сервомоторите, които трябва да се използват на крак. В този проект беше решено да се използват 2 сервомотора на крак, което му дава по -голям брой степени на свобода и прави естествеността му забележителна. Ясно е да се спомене, че във всеки тип механизми, машини или роботи колкото повече степени на свобода имате, толкова по -голяма е естествеността на вашите движения и действия. В рамките на плана за този проект, изисквания и ограничения, трябва да се използват 12 задвижвания, по 2 на крак. Както бе споменато, серво моторите ще бъдат основните компоненти на краката, да речем, че това са онези точки, които представляват ставите на робота. Чрез които се задействат различни движения към машината, които заедно ще симулират движението, което я кара да ходи. Въз основа на размерите на гореспоменатите сервомотори е проектиран корпус, в който е монтиран този тип задвижващи механизми. Размерите на този предоставят отправни точки за проектиране на система за закрепване, за поддържащите елементи и съединители за това, което ще съставлява крака като цяло. Един от серво моторите е разположен вертикално, а другият хоризонтално, това се дължи главно на посоката, в която неговият вал ще се върти и ще активира елемента, към който е завинтван и по този начин ще развие движението по x или y, необходимо за ходене на хексапод. Когато разглеждате фигурите и изображенията, можете да видите точките, където те са сглобени до основната основа, които са плочите, на робота. Ако погледнете сервомотора в изправено положение, ще видите, че той е между двете плочи. Единият от тях се завинтва в горната част, а другият в долната. Оттам съединителите и прътите ще улеснят опората за втория сервомотор в хоризонтално положение, от което 4 различни типа съединители работят като част от крака. Те позволяват механичното движение, което симулира и активира повдигането и преместването на този елемент; който включва тези две щанги, които държат най -големия компонент на крака, върху който той опира и оставя почти цялото тегло на робота.

Както бе споменато по -горе, има ограничения, които определят вашия дизайн. Те могат да бъдат различни видове, независимо дали са механични, икономически или други важни ресурси за работата на вашата машина. Тези механични елементи; в този случай сервомоторите, установиха размерите на робота. Ето защо дизайнът, предложен в това ръководство, е с такива размери, тъй като те започват главно от избраните задвижващи механизми и контролери, към които по -късно е добавена голяма батерия.

Важно е да се каже, че механичният дизайн не е дефиниран така, че да бъде възпроизведен, както е предложен. Това дори може да бъде оптимизирано чрез симулации на напрежение и умора на основните елементи, пръти и / или съединители. Като вземете предвид избрания производствен метод, адитивното производство, можете да се възползвате максимално от проектирането, симулирането и отпечатването на твърдото вещество, което най -добре отговаря на вашите товари и приложение. Винаги обмисляйте основните елементи на опората, крепежни елементи и лагери за това, от което се нуждаете. Това според ролята, която играят в механизма. Така че трябва да помислите за спецификациите на тези елементи, така че те да имат подходящото място заедно с останалите части на крака.

Стъпка 3: Проектиране на електроника

2 печатни платки, предназначени за робота.

1 е основната платка, която ще бъде монтирана в робота, а втората е за електрониката в дистанционното управление. Печатната платка е проектирана с помощта на софтуера Fritzing и след това е обработена с помощта на CNC рутер за гравиране на печатни платки.

Основната платка включва Arduino Mega, както и Bluetooth модула, всички сервоустройства също са свързани и използват две захранващи линии, които идват директно от батерията към 2 винтови клеми.

Печатната платка на дистанционното управление има повече компоненти, но е по -компактна, като се започне с монтирането на Arduino Nano, към него са свързани двата джойстика за управление на посоката и движенията на Hexapod, един бутон с подходящ 220Ohms резистор, потенциометър за регулиране на височината на робота и неговия bluetooth модул HC05. Цялата платка се захранва с помощта на 9V батерия, а елементите върху нея се захранват с помощта на 5v изход на платката Arduino.

След проектирането, печатната платка може да бъде произведена със специален CNC PCB машинен инструмент и след това можете да продължите с инсталирането на всички компоненти в дъските.

Стъпка 4: Стъпка 4: Сглобяване

След като разполагате с всички отпечатани части, винтове и лагери, както и инструментите за сглобяване на робота, можете да започнете сглобяването на съответните части, като се има предвид, че основите на вертикалните сервомотори са сглобени с горна и долна плоча, 6 от тези парчета със сервомотор вътре в тях. Сега съединителят към вала на серводвигателя се завинтва и към него се свързва парчето: "JuntaServos", което в своя двойник би имало съответния си лагер за улесняване на въртенето между двете части. След това той ще бъде свързан към второто серво, хоризонталното серво и съответния му набор от пръти, които се свързват с другите 2 сегмента, като правят директно закрепване към стоманения връх. И двете са завинтени с посочените винтове. За да завършите с крака, върхът, отпечатан в PLA, се вкарва под налягане.

Тази процедура трябва да се повтори 6 пъти, за да се съберат 6 -те крака, които поддържат и активират робота. И накрая; поставете камерата върху горната плоча, като я настроите по желание на потребителя.

Стъпка 5: Стъпка 5: Кодиране

В този раздел ще бъде описано малко как работи кодът. и ще бъде разделен на две части, кода на дистанционното управление и кода на шестоногата.

Първо контролера. Искате да прочетете аналоговите стойности на потенциометрите в джойстиците. Препоръчва се тези стойности да бъдат филтрирани и адекватни, за да получат стойностите само когато те се променят извън диапазона, установен в кода. Когато това се случи, стойността на типа масив от символи се изпраща с помощта на функцията Arduino Serial.write чрез bluetooth, за да покаже, че една от стойностите е променила това, за да може да направи нещо, след като другият модул bluetooth ги получи.

Сега кодът на Hexapod може да бъде разделен и на 2 части.

Първата част е мястото, където са обозначени функциите, които ще бъдат направени според съобщенията, получени от bluetooth, а другата част е мястото, където се прави необходимото за създаване на функциите, изпълнявани от шестоногата, като ходене напред, назад, завъртане, други нещо, което искате да направите в кода, е да посочите необходимите променливи за работата както на Bluetooth комуникацията, така и на функциите на сервомоторите и техните движения във всеки крак.

функцията Serial.readBytesUntil се използва за получаване на целия масив от знаци, който е 6, всички команди имат 6 знака, което е нещо много важно да се вземе предвид. Във форумите на Arduino можете да намерите справки за това как да изберете оптималните параметри, така че съобщението да бъде получено правилно. След получаване на цялото съобщение, то се сравнява с функцията strcmp () и след това се използва набор от функции if, които присвояват стойности на променлива, за да се присвои функцията на хексапод във функция за превключване.

Има допълнителни функции, които една от тях при получаване на командата "POTVAL" променя височината на робота, друга функция променя относителната височина на всеки крак и статичното му въртене, това се постига с джойстика, а когато бутонът е натиснат в контролата командата "BOTTON" се получава в кода на шестоножката и променя скоростта на движение на шестоногата.

Стъпка 6: Тестване

В следващото видео е показано как Hexapod еволюира с течение на времето и да видите тестването и крайния резултат.