ساخت یک ربات انسان نما سازگار: 11 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

به روز رسانی و صفحه: 1/17/2021 سر ، صورت ، و غیره - وب کم اضافه شد تاندون ها و عضلات - اضافات PTFE اعصاب و پوست - نتایج لاستیکی رسانا "آن چیزی که در تصویر چیست؟"

این بخشی از بدن روباتیک است - به ویژه نمونه اولیه ستون فقرات ، شانه ها ، بازو و دست. خلقت من به بدن نیاز دارد و این همان چیزی است که این پروژه در مورد آن صحبت می کند.

من روی هوش عمومی کار می کنم - تیم من به طور خلاصه از اصطلاح "ماشین عصب شناسی" ، MiNT استفاده می کند. امیدوارم که ساخت یک یا چند بدن به من در پیشرفت برنامه نویسی کمک کند.

"Crafted" - بله ، این بدن روباتیک با دست چاپ شده است. اگر ترجیح می دهید. من هر دو چاپگر FDM و رزین دارم اما صنایع دستی را برای نمونه سازی مانند این ترجیح می دهم. "سازگار" - فقط به معنی انعطاف پذیر است. ایده این است که بدن به اندازه کافی انعطاف پذیر است تا برای انسان ایمن باشد ، به این معنی که به احتمال زیاد به دور یک انسان خم می شود یا به عقب پرش می کند ، نه اینکه آن را بچرخاند یا خرد کند یا آسیب جدی وارد کند. روباتیک سازگار ، زمینه مهمی برای توسعه دوستان و همکاران (یا خدمتکاران) آینده ما است. Robot - خود توضیحی است. این نوت بوک وارد MiNT نمی شود ، اما اگر علاقه مند به یادگیری بیشتر یا مشارکت در کارهای غیر انتفاعی هستید ، با من تماس بگیرید. Humanoid-هیچ دلیلی وجود ندارد که نتوانستید بسیاری از این یادداشت های طراحی را با روبات های غیر انسان نما تطبیق دهید. این فقط چیزی است که من برای آن می روم. حتی بعد از اینکه ذهن کامل شد ، من هنوز برای یک طرح چهارگانه برنامه ریزی می کنم ، فقط برای ثبات.

مرحله 1: استخوان

پی وی سی

برای رباتیک تا اندازه و وزن انسان عالی است. وزن سبک ، بادوام ، قوی و آسان برای ساخت است. ارزان است.

بعلاوه ، اگر به دنبال آن باشید ، شبیه استخوان به نظر می رسد.

طیف گسترده ای از اتصالات باعث می شود که نمونه های اولیه پیچیده به سرعت و به آسانی ساخته شوند. فضای داخلی توخالی لوله و اتصالات پنهان کردن سیم ها را آسان می کند.

با مقداری گرمایش (تفنگ حرارتی یا مشعل [سریع اما مشکل]) ، PVC به اندازه کافی نرم می شود تا پیچ خورده ، تغییر شکل داده و در صورت حفظ آن تا زمانی که سرد نشود ، شکل جدید خود را حفظ می کند.

فقط مطمئن شوید که از تهویه مناسب استفاده می کنید. دود را تنفس نکنید! سوزاندن PVC گازهای خطرناکی را آزاد می کند!

PEX - 1/4 اینچ

برای استخوانهای کوچکتر ، مانند ساعد ، از این لوله نرمتر استفاده کرده ام.

در طراحی دست اول من از PEX برای استخوان های انگشت استفاده می شد اما برای این دستگاه کوچکتر ، به استخوان های انگشت کوچکتر نیاز داشتم.

همزن قهوه

من یک ماده قوی تر می خواهم اما در حال حاضر این کار خوب است.

وقتی یکی به اندازه کافی قوی نیست ، متوجه می شوم که چسباندن گرم 3 در یک پشته کار می کند.

فلزات

من واقعاً شروع به جستجوی راه حل های فلزی نکرده ام ، اما اکنون که سادگی لحیم کاری آلومینیوم را با یک مشعل کشف کرده ام ، احساس می کنم آلومینیوم ممکن است گزینه ای باشد که در آینده باید به آن توجه کرد. کلید اصلی این است که در دسترس بودن اتصالات و مصالح مناسب که برای کارکردن به حداقل صنایع دستی نیاز دارد. من مطمئن هستم که آنجا وجود دارد اما هزینه آن چقدر است و آیا ارزشش را دارد؟ آیا ما حتی باید به یک اسکلت تمام فلزی نگاه کنیم؟ آیا سایر فلزات و آلیاژها ارزش توجه و برای چه کاربردهایی دارند؟

مرحله 2: ماهیچه ها و تاندون ها

17/1/2021: افزودن لوله PTFE/تفلون برای راهنمایی برخی از تاندون های سخت افزاری که در حین عمل گیر کرده بودند ، ضروری بود. در این زمان انگشتان دست 75 درصد کار می کنند ، اما به نوع برگشت بهار نیاز دارند. از اضافه من در حال برنامه ریزی برای لاستیک سیلیکون هستم ، علاوه بر پوشش پوست.

-

در حال حاضر تنها "ماهیچه هایی" که در حال حاضر متصل شده اند ، برخی از سروهای SG90 هستند که از طریق زیپ بسته می شوند. در حال حاضر MG996R را برای قسمت بالای بازوها و شانه ها متصل کرده ام ، اما نمی دانم آیا این مقدار کافی خواهد بود یا نه به نظر می رسد که زیپ ها SG90 های ساعد را در محل خود نگه داشته اند و به نظر می رسد تقریبا 180 درجه چرخش را بر اساس پیکربندی مفصل مچ دست انجام می دهند. مچ دست در نهایت باید تغییر کند اما در حال حاضر حداقل دست خود را در محل خود نگه می دارد. من در حال حاضر از نخ خم کننده برای تاندونها به جای خط ماهیگیری استفاده می کنم ، زیرا سطح بزرگتر مانند غلاف تاندون مانند سیم ماهیگیری روی غلاف های تاندون نمی پوشد.. من سرویس های بیشتری را برای مفاصل دیگر قبل از مدت زمان طولانی اضافه می کنم. بازوی فوقانی ساده است اما شانه ها چالش برانگیز است. سروهای ستون فقرات تقریباً در ناحیه لگن جمع می شوند. توجه: از آن سروهای ارزان قیمت بزرگ برای باسن استفاده کنید. MG996r برای شانه ها یا ساعد؟ - انجام شد ، خواهیم دید که چگونه کار می کند … گزینه های عضلات: محرک EM خطی PEANO HASSEL محرک

ساخت عملگرهای PEANO HASSEL کار چندان سختی نیست اما من راه حل مناسبی برای ولتاژ بالای مورد نیاز آنها ندارم و مطمئن نیستم که چگونه از نشت آنها جلوگیری کنم. در غیر این صورت ، ترجیح می دهم از این فناوری برای کنترل ماهیچه ها استفاده کنم. شاید در تکرارهای بعدی

ممکن است نیاز به یک فنر برگشتی روی انگشتان داشته باشد اما تاندون ها ممکن است بتوانند هم کشش و هم فشار را انجام دهند - به هر حال کمی.

مرحله 3: ستون فقرات

آداپتورهای لوله پی وی سی ، انباشته شده ، به عنوان مهره ها عمل می کنند. نگه داشتن آنها در کنار هم تا زمانی که محرک ها و تاندون ها را در محل خود قرار دهم مشکل بود ، اما برخی از آرایش خلاقانه طول رشته ای انعطاف پذیر که در داخل دیسک ها پیچیده شده بود ، این مشکل را حل کرد و دیسک ها را روی هم قرار داد. از هر چیزی که می خواهید برای پایه استفاده کنید. من قبلاً قطعات موجود در تصویر را از یک ربات قبلی به هم چسبانده بودم و فقط آنها را مجدداً استفاده کردم ، زیرا در حال حاضر در دسترس بودند. ممکن است دیسک ها بی جهت بزرگ باشند ، اما فعلا مشکلی نیست فضای اضافی فضای زیادی برای عبور سیم از طریق آنها باقی می گذارد. مسائل: ستون فقرات فعلی هنگام حرکت سر و صدا ایجاد می کند و آنطور که دوست دارم صاف نیست. اینها ممکن است ارزش چاپ سه بعدی را داشته باشند ، اما من ترجیح می دهم این ساخت

مرحله 4: تنه / ساق پا / شانه ها

من در ابتدا از قسمتهای کوچکتر pvc یک مهاربند برای زیر بغل ساختم اما به هیچ وجه انعطاف پذیر نبود ، این چیز بدی است. از آنجا که در حال حاضر به آن احتیاج خاصی ندارم ، آن قسمت را رد می کنم. اتصالات متقاطع مورد استفاده در حال حاضر در ابتدا فقط یک روکش به ستون فقرات برای اتصال رشته رشته ای انعطاف پذیر که دیسک ها را به هم متصل می کند بود ، اما برای محلول شانه خوب عمل کرد ، بنابراین در حال حاضر باقی می ماند. شانه ها یک مشکل واقعی بودند. من همچنان یک مفصل جهانی را تصویر می کردم و سعی کردم از یک دستگاه لولا سازگار با لوله PVC در دسترس استفاده کنم اما دامنه حرکتی مورد نیاز برای شانه را نداشت. سپس با یک پروژه اسکلت پی وی سی PVC قابل پیش بینی در جایی آنلاین برخورد کردم که از یک گلف برای قسمت توپ استفاده می کرد از اتصالات توپ و سوکت - مشکل (تقریبا) حل شد! به جای بستن توپ های گلف مانند پروژه دیگر ، من آنها را به سادگی با نوارهای الاستیک نگه داشتم - باند موها ، به طور خاص ، که از یک پروژه متفاوت باقی مانده بود. این فقط یک مسئله باقی مانده است. از آنجا که گلف توپ ها در پیکربندی ایده آل متصل نمی شوند (بعداً با نمونه ای بهتر آشنا می شوم) ، آنها می توانند بیش از حد به جلو یا عقب بچرخند. قرار دادن "مهره" یدکی (اتصالات آداپتور لوله) بر روی حفره شانه ای صلیب برازش موقعیت استخوان شانه را به گونه ای محدود می کند که مانع از سفر جدی شود. مسئله (ها): - سروهای شانه را کجا قرار دهیم؟ همین سوال برای گردن فقط برای میزبانی ماهیچه ها ممکن است نیاز به یک محفظه تنه بزرگتر باشد.

مرحله 5: بازوها و آرنجها

من فکر می کنم بازوها 1/2 اینچ PVC هستند ، با یک توپ گلف متصل به لوله مستقیم. جلو بازوها PEX هستند و به دلایلی بسیار خاص است. من می خواستم از ساختار جلو بازو انسان تقلید کنم و دو استخوان روی یکدیگر بچرخند. من چند راه حل مختلف را امتحان کردم اما در نهایت با ساختن یک اتصالی برای قسمت بالای بازو که استخوان های ساعد را می توان به صورت یک مفصل لولا در آرنج پیچ کرد ، به پایان رسید. خوشبختانه ، به نظر می رسد مچ دست تقریباً 90 درجه چرخش دارد از آنجا که دو استخوان فقط در آرنج محکم شده اند ، اتصال مچ دست قادر به خم شدن است. با این که طراحی دست کمی بیش از حد انعطاف پذیر است ، به نظر می رسد که عمدتا از دست دادن چرخش ساعد را جبران می کند. باز هم ، کامل نیست اما به اندازه کافی خوب کار می کند

مرحله ششم: دست ها

مفاصل

من محلول مشترک را در اولین دست بزرگ خود طراحی کردم: پیچ های چشمی ، با مهره و پیچ کوتاه از طریق چشم به هم متصل شده و به نوعی به "استخوان" متصل شده اند. در حال حاضر محلول چسبندگی چسب حرارتی است-من می خواهم چیزی بهتر است اما هنوز در مورد چیزی تصمیم نگرفته اید. در زمان ساختن این دستها ، دریافتم که استفاده از 2 پیچ چشم در هر سر هر استخوان برای جلوگیری از چرخش و بیرون آوردن انگشت مفید است Finger Joint Rev. A: بجای پیچ و مهره معمولی ، متوجه شدم که می توانم پیچ های 1/4 اینچی شیکاگو را که بسیار بهتر به نظر می رسند و شکل مفصل یکنواخت تری به دست می آورم ، دریافت کنم. ای کاش می توانستم 1/8 اینین بگیرم اما هنوز چیزی پیدا نکرده ام.

مشکل: پیچ های شیکاگو به چشمی با اندازه 5 میلی متر نیاز دارند - این اندازه شفت است - و پیچ های معمولی چشم 4 میلی متر به نظر می رسد. من باید چشم را به صورت دستی باز کنم. من از یک پانچ کوچک باریک استفاده کردم که خوب بود اما من ترجیح می دهم پیچ های 5 میلی متری یکنواخت پیدا کنم.

استخوان ها

برای ساختن دستهای بسیار کوچک ، من به مواد استخوان بسیار کوچک نیاز دارم.

همزن های قهوه از استحکام کافی برخوردار نیستند اما فعلا این کار را انجام می دهند.

تاندون ها

هر انگشت دارای 1 تاندون است و در نهایت ممکن است 2 تاندون داشته باشد. تاندون های انگشت ، به ویژه ، به یک غلاف مسیریابی نیاز دارند که آنها را در جای خود نگه دارد. من فقط روی کاه همزن قهوه بیشتر چسباندم - کمی روی چسب بیش از حد اطمینان حاصل کنید در ابتدا ، من سیم ماهیگیری را امتحان کردم ، اما بلافاصله به غلاف بریده شد ، بنابراین من فیلامنت فلکس 1.75 میلیمتری را امتحان کردم و به نظر می رسد که خوب کار می کند. توجه: من ترجیح می دهم از قطعات لوله PTFE ، که دارم ، برای هدایت تاندون ها استفاده کنم. با این حال ، PTFE احتمالاً با چسب حرارتی متصل نمی شود. حدس می زنم باید آزمایش کنم شاید بتوان از یک زیپتی کوچک برای نگه داشتن لوله های ptfe در محل استفاده کرد.

مرحله 7: سر ، صورت و غیره

1/17: در حال حاضر وب کم ساده ، قدیمی ، USB با میکروفون در حال حاضر به عنوان یک نگهدارنده برای سر عمل می کند. من هنوز هیچ نوع دیدی را اجرا نکرده ام ، اما دسترسی از راه دور به دوربین یک چالش نیست. اگرچه اینطور نیست یکی از ویژگیهای مورد نظر در پروژه نهایی ، در حال حاضر می توانم * از طریق * دوربین را ببینم - و اگر از روش دسترسی که این امکان را می داد استفاده می کردم ، می توانم صدا را نیز دریافت کنم. موضوعی که می توانم بعد از دریافت قشر بینایی به انجام وظیفه اصلی بپردازم. البته خروجی صوتی یک بلندگوی استاندارد خواهد بود. هر چیزی که پیشرفته تر باشد باید منتظر بماند. کنترل ماهیچه ای دهان و چند ویژگی صورت برای بیان کار سختی نخواهد بود. احتمالاً مغز در سر قرار نمی گیرد مگر اینکه بتوانم همه این کارها را با چند پای تمشک انجام دهم. مغز متناسب است ، به حفاظت ، به ویژه حافظه احتیاج دارد. چیزی شبیه به سیستم جعبه سیاه.

مرحله هشتم: اعصاب و پوست

17/1/2021 - من سعی کردم با ترکیب پودر کربن ، لاستیک سیلیکون رسانا بسازم. من باید از توصیه های جیمز هابسون استفاده کنم (مقاله Hackaday را در زیر بخوانید). او بیشتر راست می گفت. توجه داشته باشید ، من * لاستیک را رسانا کردم ، اما مجبور شدم از آنقدر پودر کربن استفاده کنم که وقتی لاستیک خشک شد ، در لمس آن ترد می شود. تا آنجا که می توانم بگویم برای این برنامه مفید نیست. طبق دستورالعمل ، باید فیلامنت کربن تهیه کنم یا شاید سیلیکون پلاتینیوم را امتحان کنم.

-در واقع هنوز هیچ کاری در این بخش انجام نداده ام ، فقط تحقیق کنید. من یک لایه پوست حساس به فشار می خواهم ، نه فقط حساس به لمس. توموگرافی میدان الکتریکی یک راه حل امیدوار کننده برای لمس به نظر می رسید ، اما به نظر نمی رسد که احساس فشار کند. فکر کردم ، اگر من یک سیگنال را از طریق لایه مقاوم لاستیک ، همراه با نقاط حسگر متعدد بخوانم ، چه می شود؟ آیا می توانم تقریب مناسبی از لمس و فشار عصبی انسان دریافت کنم؟ سایر کاربران سیلیکون تأیید می کنند که خواندن مقاومت از طریق لاستیک می تواند فشار را حس کند ، بنابراین امیدوارم راه حل خوبی باشد. برنامه را امتحان کنید تا این کار را از طریق آردوینو نانو یا میکرو انجام دهید - احتمالاً 1 در هر اندام ، سپس یک سیگنال خروجی را از آنجا به مغز هدایت کنید. برای تشخیص گرما و چیزهای دیگر ، من هیچ سرنخی ندارم ، اما این نگرانی کمتر از احساسات لمسی و فشاری است که بدن باید به بدن خود ارائه دهد. مغز. در مورد لایه های محافظ / نرم پوست ، من چندین مورد کاربرد پلاستیک / لاستیک را در نظر گرفتم ، اما در حال حاضر بهترین نوع آن شبیه لاستیک سیلیکون است ، شاید سطح بیرونی سخت تری داشته باشد.

نوار چسب سیلیکونی

سعی کردم با استفاده از این در نمونه اولیه دست. خیلی خوب پیش نرفت. مسئله اصلی این است که من مجبور شدم فشار زیادی روی نوار چسب در حین استفاده وارد کنم و در نهایت انگشتان دست کمی پیچ خوردم. بعلاوه آنقدر مقاوم بود که اجازه نمی داد انگشتان آزادانه خم شوند. شاید اگر من مفاصل را نپیچم و منتظر بمانم تا یک ماده استخوان انگشتی قوی پیدا کنم … به غیر از این عوامل ، من یک لایه نیمه یکنواخت از پوست را روی دست دیدم. در قسمت بالا موارد برش رایگان بسیار آسان است. نوار لوله سیلیکونی را امتحان کنید؟ بیایید ببینیم آن چیزها چه می کند.

لاستیک سیلیکون

جایگزین Sugru Oogoo یا مشابه آن امیدوار کننده به نظر می رسد. برای لاستیک غوطه ور نازک ، لاستیک سیلیکون مایع را امتحان کنید - این نوع قالب است. برای سنجش مقاومت ، ممکن است نیازی به افزودنی (کربن) نباشد. برای سنجش ولتاژ / حساسیت بر اساس رسانایی ، افزودن کربن (کربن سیاه به طور خاص) ممکن است ترفند را انجام دهد.

رفلکس های غیر ارادی را می توان با برنامه ریزی پاسخ هماهنگ به لمس یا فشار مربوط به ماهیچه های مجاور طراحی کرد. این ممکن است برای کمک به دستگاه برای یادگیری سریعتر بدن خود مفید باشد. بنابراین ، اگر اعصاب مربوط به ماهیچه های مجاور باشند و در پاسخ به آستانه به طور خودکار فعال شوند ، ممکن است دستگاه یاد بگیرد که آنها را سریعتر متصل کند.

مقداری تحقیق کن. نظرات این مقاله را بخوانید. https://hackaday.com/2016/01/07/conductive-silico… - ذخیره سازی. به برای اطلاع از ذخیره لاستیک مایع استفاده نشده به این وب سایت مراجعه کنید. به به https://www.mositesrubber.com/technical/shipping-u … به نسخه کوتاه - لاستیک پخته نشده باید بدون پخت و استفاده شود هنگامی که بین 0 تا 40 درجه فارنهایت نگهداری شود ، تا 6 ماه.

مرحله 9: مغز / ذهن

17/1/2021 - من با RPi3B+ همراه با Arduino Nano برای کنترل موتور کار می کنم. فعال سازی موتور با موفقیت انجام شد. من همچنین ارتباط بین اسکریپت های پایتون در RPi و آردوینو را آزمایش و تأیید کرده ام ، و یک پیام ساده را به عقب و جلو می زنم.

خوب ، این قسمت مهم بزرگ است. "ایگور ، برای من مغز بیاور!" ماشین های من از یک فناوری اطلاعات عمومی در حال توسعه استفاده خواهند کرد. نمی توان گفت که چقدر طول می کشد تا این کار به پایان برسد ، در حال حاضر ، شاید با یک یا چند رایانه رزبری پای در حال اجرا باشید. به طور کلی ، توصیه می کنم آشنا شوید با استفاده از سیستم عامل ربات (ROS) - که بر روی رایانه های Raspberry Pi اجرا می شود. من هنوز ROS را پیاده نکرده ام و در مورد ارزش آن برای ماشینهایم بحث می کنم.

مرحله 10: پایه / تحرک

طرح فعلی: پایه چرخ استاندارد Rocker -Bogie - به سیستم پا چهارپا با پیکربندی اختیاری دوپا ، پس از نصب ذهن ، به روز می شود. تنها مشکل واقعی نصب آن روی یک شفت D کوچکتر است. سعی کنید هاب را با رزین (یا چیزی مشابه آن) پر کنید ، سپس یک هاب کوچکتر جدید و یک سوراخ پیچ تنظیم کنید؟

مرحله 11: قدرت ، شارژ +

به زودی راهنمایی اصلی در مورد الزامات طراحی که این پروژه باید برآورده کند به سادگی "استفاده از باتری چمن زن" را بیان کردم ، اما این راهنما حداقل قبل از سال 2015 صادر شد. استفاده از محلول با وزن کم در حال حاضر ممکن است به همان اندازه مقرون به صرفه باشد. پس از "برآورده کردن شرایط" ، مقرون به صرفه بودن بالاترین اولویت است ، بنابراین احتمالاً هزینه یکی از بزرگترین ملاحظات خواهد بود.