GorillaBot 3D Printed Arduino Autonomous Sprint Quadruped Robot: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

هر سال در تولوز (فرانسه) مسابقه ربات تولوز #TRR2021 برگزار می شود

این مسابقه شامل یک دو سرعت 10 متر مستقل برای روبات های دوپا و چهارپا است.

رکورد فعلی که برای چهارپا جمع آوری می کنم 42 ثانیه برای دو سرعت 10 متر است.

بنابراین با در نظر گرفتن این موضوع ، من باید طرحی برای طراحی یک ربات ارائه دهم که فکر می کردم می تواند آن را شکست دهد تا بتواند قهرمان فعلی جدید شود !!!

به دنبال کمی الهام از یکی از اعضای گروه Instructables "jegatheesan.soundarapandian" و برنده سال گذشته مسابقه ربات های تولوز "Oracid 1" که به نظر می رسد هر دو عاشق طراحی و به اشتراک گذاری آموزش هایی در مورد نحوه ساخت چهارپا هستند. من اساساً از طراحی آنجا کپی کردم و آن را کمی بزرگتر کردم!

طراحی بر اساس یک مکانیسم اتصال پنج نوار برای هر پایه 2 سروی هر پا برای مجموع 8 سرو است.

قوانین بیان می کنند که جدا از سیگنال شروع ، کل مسابقه باید توسط ربات انجام شود ، بنابراین من مجبور شدم با یک سیستم وزن سبک ، روبات را در مسیر خود قرار دهم ، در این حالت از مغناطیس سنج QMC5883L (قطب نمای دیجیتال) استفاده کردم. این می تواند به جهت خود وفادار باشد ، یک سنسور اولتراسونیک HC-SR04 در صورتی که روبات واقعاً خراب شود و با زاویه 90 درجه به دیوار برخورد کند و من فقط از یک شمارنده گام در کد استفاده کردم تا به او بگویم که چند مرحله باید انجام دهد به مدت 10 متر

اگر به ساخت این ربات علاقه دارید نگران نباشید این میمون همه چیز را در نظر گرفته است!

100٪ پشتیبانی از بدنه قابل چاپ سه بعدی رایگان:

همه چیز به غیر از وسایل الکترونیکی و پیچ های اتصال لوازم الکترونیکی قابل چاپ سه بعدی هستند ، همان پیچ های کوچک با سر متقاطع تنها مورد استفاده قرار می گیرند ، برای مونتاژ ربات به یک پیچ گوشتی کوچک متقاطع نیاز دارید.

لوازم الکترونیکی ساده و قابل اتصال:

نیازی به لحیم کاری پیچیده نیست

زمان چاپ مناسب:

ممکن است او بزرگ و تأثیرگذار به نظر برسد ، اما فقط 15 ساعت چاپ می کند (برای برخی خیلی خوب است: D)

الزامات حجم مناسب ساخت:

او را می توان بر روی چاپگر نسبتاً کوچکی که نیاز به حجم ساخت تنها L: 150 میلی متر W عرض: 150 میلی متر H H: 25 میلی متر دارد ، چاپ کرد.

هزینه کل روبات:

هزینه ساخت این شارژر به تنهایی حدود 75 دلار است

در صورت تمایل به تنظیمات مشابه من ، یک کنترلر چاپ سه بعدی (اختیاری) مورد نیاز است.

هشدار:

منبع تغذیه 5V 3A که استفاده کردم بهترین راه حل نیست زیرا این ربات می تواند هر 8 سروو را به طور همزمان راه بیندازد و بنابراین جریان زیادی را می کشند نگران نباشید ، من آتش سوزی روبات را تجربه نکرده ام. اما انتظار می رود که ترانزیستور قدرت کمی گرم شود. من توصیه نمی کنم که از ربات بیشتر از 2 دقیقه استفاده کنید و اجازه دهید تا بین دو حرکت خنک شود تا از آسیب ناخواسته به سپر سرو جلوگیری شود.

اگر کسی از شما راه حلی برای این مشکل داشته باشد ، از نظر شما بسیار استقبال خواهد شد!

تدارکات

لوازم مورد نیاز برای روبات:

• 8x Tower Pro MG90S آنالوگ 180 درجه سرو (Aliexpress/آمازون)
• 1x Sunfounder Wireless Servo Control Board (فروشگاه Sunfounder/ RobotShop)
• 1x Arduino NANO (Aliexpress/آمازون)
• 1x ماژول فرستنده گیرنده NRF24L01 (در صورت عدم استفاده از کنترلر به این مورد نیاز ندارید) (Aliexpress/Amazon)
• 1x مغناطیس سنج (قطب نمای دیجیتال) QMC5883L GY-273 (Aliexpress/Amazon)
• 1x سنسور اولتراسونیک HC-SR04 (Aliexpress/Amazon)
• 2 باتری 18650 3.7V لیتیوم یونی (Aliexpress/Amazon)
• نگهدارنده دوگانه 1x 18650 با سوئیچ خاموش (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 شارژر باتری لیتیوم یون (Aliexpress/Amazon)
• 4 برابر کابل های جهنده زن به زن دوپونت 10 سانتی متر طول (Aliexpress/Amazon)
• 4 برابر کابل های جهنده زن به زن دوپونت به طول 20 سانتی متر (Aliexpress/Amazon)
• پیچ 10x 2mm x 8mm (همان پیچ های موجود در یک بسته سروو) (Aliexpress/Amazon)

کنترل کننده:

برای کنترل دستی این ربات به کنترلر آردوینو چاپ سه بعدی نیاز دارید (پیوند اینجا)

ربات همچنین می تواند کاملاً مستقل باشد بنابراین کنترل کننده اجباری نیست.

پلاستیک ها:

قطعات را می توان در PLA یا PETG یا ABS چاپ کرد.

!! لطفاً توجه داشته باشید که یک قرقره 500 گرمی برای چاپ 1 روبات بیش از اندازه کافی است !!

پرینتر سه بعدی:

حداقل پلت فرم ساخت مورد نیاز: L150mm x W150mm x H25mm

هر چاپگر سه بعدی این کار را انجام می دهد. من شخصاً قطعات را در Creality Ender 3 چاپ کردم که یک چاپگر سه بعدی کم هزینه و زیر 200 دلار است. چاپها کاملاً معلوم شد.

مرحله 1: چاپ سه بعدی قطعات

بنابراین اکنون زمان چاپ است … بله!

من با دقت تمام قطعات را برای چاپ سه بعدی بدون نیاز به مواد پشتیبانی در حین چاپ طراحی کردم.

همه قسمت ها برای بارگیری در thingiverse در دسترس هستند (پیوند اینجا)

تمام قطعات به صورت آزمایشی روی Creality Ender 3 چاپ شده اند

• مواد: PETG
• ارتفاع لایه: 0.3 میلی متر
• پر کردن: 15
• قطر نازل: 0.4 میلی متر

لیست قطعات به شرح زیر است:

• 1X BLEAS ELECTRONICS
• 1x BASE BACK
• 1x BASE FRONT
• 8 برابر پین دایره ای L1
• 4 برابر پین دایره ای L2
• 4 برابر پین دایره ای L3
• 4 برابر پین دایره ای L4
• 8 برابر THIGH SERVO
• 8 برابر THIGH
• 8 برابر CALF EXT
• 8 برابر CALF INT
• 8 برابر FOOT
• کلیپ مربع 4 برابر
• کلیپ دایره ای 44 برابر

فایلها به صورت بخشهای جداگانه و گروهی در دسترس هستند.

برای چاپ سریع کافی است هر فایل GROUP.stl را یکبار چاپ کنید.

مرحله 2: مونتاژ بدن GorillaBot

تمام دستورالعمل های مونتاژ در فیلم مونتاژ بالا نشان داده شده است:

1. یک پین حلقوی L1 را در سوراخ نگهدارنده سروو سمت چپ جلو BASE FRONT قرار دهید
2. کابل یکی از سروهای MG90S را از طریق شکاف در نگهدارنده سروو سمت چپ جلو BASE FRONT تغذیه کنید
3. سروو MG90S را در جای خود قرار دهید
4. سروو MG90S را با 2 پیچ در جای خود محکم کنید (بیش از حد سفت نشوید زیرا ممکن است به BASE آسیب برساند)
5. همین روند را برای نگهدارنده های سروو پشت چپ ، جلو راست و عقب راست تکرار کنید
6. همین روند را برای BASE BACK جلو ، چپ ، عقب چپ ، جلو راست و عقب سمت راست سروو تکرار کنید
7. نگهدارنده باتری را با 2 پیچ مورب یا 4 پیچ به BASE ELECTRONICS محکم کنید
8. برد کنترل سروو بی سیم را با 2 پیچ مورب یا 4 پیچ به BASE ELECTRONICS محکم کنید
9. گیربکس Arduino nano و NRF24L01 را به برد کنترل وایرلس سروو وصل کنید
10. BASE FRONT را روی BASE ELECTRONICS از طریق 2 سوراخ مربع پورت USB رو به عقب بکشید
11. با 2 گیره مربع در جای خود ایمن شوید
12. BASE BACK را روی BASE ELECTRONICS از طریق 2 سوراخ مربع پورت USB رو به عقب بکشید
13. با 2 گیره مربع در محل خود ایمن شوید
14. مغناطیس سنج را با 2 پیچ به BASE FRONT محکم کنید
15. سنسور اولتراسونیک را روی BASE FRONT قرار دهید
16. مطابق شکل کابل های سروو را به سمت برد کنترل سروو بی سیم هدایت کنید

مرحله 3: اتصال به الکترونیک

تمام اتصالات در تصویر بالا نشان داده شده است:

1. 4 کابل dupont 20 سانتی متری را به پانل های کنترل سروو بی سیم وصل کنید پین های اولتراسونیک
2. انتهای دیگر 4 کابل را به سنسور اولتراسونیک وصل کنید (مطمئن شوید که راه درست را انتخاب کرده اید)
3. 4 کابل dupont 10 سانتی متری را به پین های مغناطیسی سروو بی سیم وصل کنید
4. انتهای دیگر 4 کابل را به مغناطیس سنج وصل کنید (مطمئن شوید که در مسیر مناسب هستند)
5. همه سرووها را به پین های اختصاصی خود در برد کنترل سروو بی سیم وصل کنید
6. سیم VIN و GND باتری را به برد کنترل سروو بی سیم وصل کنید تا از قطبیت صحیح اطمینان حاصل کنید

مرحله 4: مونتاژ پاهای GorillaBot

تمام مراحل مونتاژ در فیلم مونتاژ بالا نشان داده شده است:

1. اسلاید 1 FOOT را روی 1 پین دایره ای L4 قرار دهید
2. انتهای ضخیم تر 1 CALF EXT را روی پین دایره ای L4 بکشید و طرف بیرون را به سمت چپ بچرخانید
3. 2 CALF INT را روی پین دایره ای L4 بکشید
4. انتهای ضخیم تر 1 CALF EXT را بر روی پین دایره ای L4 بکشید و طرف بیرون را به سمت پا بچرخانید
5. 1 پا را روی پین حلقه ای L4 بکشید
6. با 3 گیره دایره ای در جای خود محکم کنید
7. اسلاید 1 CIRCULAR PIN L3 را از طریق 1 CALF EXT مونتاژ کنید
8. اسلاید 1 THIGH SERVO را روی پین دایره ای L3 بچرخانید و طرف بیرون به سمت CALF EXT
9. اسلاید 1 THIGH را روی پین دایره ای L3 بکشید
10. PIN LIRCULAR L3 را از طریق دیگر CALF EXT مونتاژ شده بکشید
11. با 3 گیره دایره ای در جای خود محکم کنید
12. اسلاید 1 THIGH SERVO را روی 1 پین دایره ای L2 بچسبانید و طرف بیرون را به سمت سر CINCULAR PIN L2 قرار دهید
13. پین حلقوی L2 را در هر دو قسمت CALF INTS مونتاژ شده بکشید
14. اسلاید 1 THIGH را از طریق پین دایره ای L2 بکشید
15. با 3 گیره دایره ای در جای خود محکم کنید
16. تمام مراحل را برای 3 پای باقی مانده بدون توجه به این نکته تکرار کنید که وقتی پاها روی ربات جمع می شوند ، سر پین ها رو به بیرون است و CALF EXTS روبروی CALF INTS قرار دارد ، بنابراین مونتاژ از جلو به عقب یکسان است اما از چپ به راست متقارن است. به

مرحله 5: نصب آردوینو

GorillaBot برای عملکرد از برنامه نویسی C ++ استفاده می کند. برای بارگذاری برنامه ها در GorillaBot ، از Arduino IDE به همراه چند کتابخانه دیگر که باید در Arduino IDE نصب شوند استفاده می کنیم.

Arduino IDE را روی رایانه خود نصب کنید: Arduino IDE (پیوند اینجا)

برای نصب کتابخانه ها در Arduino IDE ، باید موارد زیر را با همه کتابخانه ها در پیوندهای زیر انجام دهید.

1. روی پیوندهای زیر کلیک کنید (این شما را به صفحه GitHub کتابخانه ها می برد)
2. روی دکمه سبز رنگ که کد می گوید کلیک کنید
3. روی ZIP بارگیری کلیک کنید (بارگیری باید در مرورگر وب شما شروع شود)
4. پوشه کتابخانه بارگیری شده را باز کنید
5. پوشه کتابخانه بارگیری شده را از حالت فشرده خارج کنید
6. پوشه کتابخانه باز نشده را کپی کنید
7. پوشه کتابخانه فشرده نشده را در پوشه کتابخانه Arduino چسباند (C: / Documents / Arduino / libraries)

کتابخانه ها:

• کتابخانه Varspeedservo (پیوند اینجا)
• کتابخانه QMC5883L (پیوند اینجا)
• کتابخانه RF24 (پیوند اینجا)

و در اینجا ما باید همه را برای حرکت آماده کنید تا مطمئن شوید که Arduino IDE را به درستی راه اندازی کرده اید مراحل زیر را دنبال کنید

1. کد آردوینو مورد نظر را در زیر بارگیری کنید (GorillaBot Controller & Autonomous.ino)
2. آن را در Arduino IDE باز کنید
3. ابزارها را انتخاب کنید:
4. انتخاب تابلو:
5. Arduino Nano را انتخاب کنید
6. ابزارها را انتخاب کنید:
7. انتخاب پردازنده:
8. بسته به نوع نانو آردوینو که خریداری کرده اید ، ATmega328p یا ATmega328p (بوت لودر قدیمی) را انتخاب کنید
9. روی دکمه تأیید (دکمه تیک) در گوشه بالا سمت چپ Arduino IDE کلیک کنید

اگر همه چیز خوب پیش رفت ، باید پیامی در پایین دریافت کنید که می گوید کامپایل انجام شد.

مرحله 6: بارگذاری کد

اکنون وقت آن است که کد را در مغز GorillaBot ، Arduino Nano بارگذاری کنید.

1. Arduino Nano را از طریق کابل USB به رایانه خود وصل کنید
2. روی دکمه بارگذاری (دکمه پیکان راست) کلیک کنید

اگر همه چیز خوب پیش رفت ، باید پیامی در پایین دریافت کنید که می گوید بارگذاری انجام شد.

مرحله 7: کالیبراسیون سروها

برای جمع آوری صحیح پاها ، باید سروها را در موقعیت اصلی خود قرار دهیم.

1. 2 باتری لیتیوم یونی را در محل نگهدارنده باتری قرار دهید
2. ربات را روشن کرده و 5 ثانیه صبر کنید تا سروها به موقعیت اصلی خود برسند
3. ربات را خاموش کنید

مرحله هشتم: جمع کردن پاها به بدن

اتصال پایه ها به سرووها بسیار ساده است به سادگی به یاد داشته باشید که CALF EXT باید در سر CALF INT در هنگام نصب سر پین ها به سمت خارج قرار گیرد.

1. THIGH طرف CALF EXT یکی از پاها را روی پین حلقوی L1 در جلو نگهدارنده سروو سمت چپ جلو بکشید
2. با 1 گیره دایره ای در جای خود محکم کنید
3. سرور سرو را در سمت راست سروو در جلو نگهدارنده سروو سمت چپ جلو بکشید (اطمینان حاصل کنید که THIGH SERVO در زاویه 90 درجه نسبت به بدن قرار دارد)
4. با یک شاخ سروو بازویی و پیچ سروو کوچک THIGH SERVO را در زاویه 90 درجه نسبت به بدنه محکم کنید.
5. همین عمل را برای نگهدارنده سرو عقب سمت چپ عقب با THIGH و THIGH SERVO آن پا تکرار کنید
6. تمام مراحل قبلی را برای 3 پای باقی مانده تکرار کنید

مرحله نهم: آماده مسابقه !

بنابراین ، همه چیز باید برای رفتن آماده باشد !!!

حالت دستی:

• ربات و کنترلر را روشن کرده و با استفاده از جهت بالا و پایین چپ و راست جوی استیک ، بررسی کنید که ربات به درستی راه می رود.
• دکمه پایین را فشار دهید و ربات باید رقص کوچکی انجام دهد

اگر همه چیز خوب کار می کند سروها به خوبی کالیبره شده اند و اکنون می توانید حالت خودکار را امتحان کنید.

حالت خودمختار

حالت خودکار Sprint از مغناطیس سنج استفاده می کند تا ربات را در جهت ثابت 2.5 متر نگه دارد. می توانید موقعیت مورد نظر و زاویه تصحیح مورد نظر را با استفاده از کنترلر برنامه ریزی کنید

1. ربات و کنترلر را روشن کنید
2. ربات را در همه جهات حرکت دهید تا مغناطیس سنج را برای 5 ثانیه کالیبره کند
3. ربات را روی زمین قرار دهید و در موقعیت دلخواهی که دوست دارید او وارد شود قرار دهید
4. دکمه بالا را برای حفظ آن عنوان فشار دهید
5. روبات را 30 تا 45 درجه به سمت چپ عنوان مورد نظر بچرخانید
6. دکمه سمت چپ را برای حفظ آن موقعیت فشار دهید
7. ربات را 30 تا 45 درجه به سمت راست عنوان موردنظر بچرخانید
8. برای حفظ آن موقعیت ، دکمه سمت راست را فشار دهید
9. ربات را دوباره در سرفصل مورد نظر خود قرار دهید
10. برای راه اندازی ربات ، دکمه جوی استیک را فشار دهید

این ربات 2.5 متر در یک مسیر ثابت حرکت می کند و سپس می نشیند و رقص پیروزی انجام می دهد.

ربات من توانست 2.5 متر را در 7.5 ثانیه انجام دهد.

این یک زمان نظری 10 متر را در 30 ثانیه به من می دهد که امیدوارم برای گذراندن اوقات خوب در مسابقات روبات تولوز کافی باشد.

برای من آرزوی موفقیت می کنم و برای کسانی از شما که تصمیم به ساخت این ربات گرفته اند ، خوشحال می شوم بازخورد و پیشرفت های احتمالی شما را بشنوم که فکر می کنید می تواند انجام شود !!!

نفر دوم در مسابقه روبات ها