Hexapod: 14 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

چند سالی است که علاقه مند به بازی و ایجاد روبات هستم و از Zenta بسیار الهام گرفته ام ، در اینجا کانال Youtube او را خواهید دید https://www.youtube.com/channel/UCmCZ-oLEnCgmBs_T و وب سایت او

شما می توانید بسیاری از کیت های بسیاری از فروشندگان مختلف را در اینترنت پیدا کنید ، اما بسیار گران هستند ، تا 1.500 دلار+ برای یک هگزاپود 4 DoF ، و کیت های چینی کیفیت خوبی ندارند. بنابراین ، من تصمیم گرفتم که به روش خودم در hexapod ایجاد کنم. با الهام از hexapod Phoenix Zenta ، آن را در کانال Youtube خود خواهید یافت (و کیتی که می توانید در آن پیدا کنید https://www.lynxmotion.com/c-117-phoenix.aspx ، من ایجاد خود را از ابتدا شروع کرده ام.

برای ایجاد اهداف یا الزامات زیر برای اهداف من:

1.) بسیار سرگرم شوید و چیزهای جدید یاد بگیرید.

2.) هزینه محور طراحی (لعنتی ، شرکت من کلا من را خراب کرد)

3.) قطعات ساخته شده از چوب چوبی (زیرا بریدن چوب برای اکثر مردم و همچنین من آسان تر است)

4.) استفاده از ابزارهای رایگان موجود (نرم افزار)

بنابراین ، آنچه من تا کنون استفاده کرده ام؟

الف) SketchUp ، برای طراحی مکانیکی.

ب) چوب راش 4 میلی متر و 6 میلی متر (1/4 اینچ).

ج) Arduino Uno ، Mega ، IDE.

د) سرویس های استاندارد دیجیتال (در آمازون با قیمت مناسب یافت می شود).

ه) دوسوکی و بندسو ، دستگاه حفاری ، کاغذ سنباده و یک فایل.

مرحله 1: ساخت پایه ها و پایه های سرو

ابتدا در اینترنت برای یافتن نحوه انجام ربات تحقیق می کردم ، اما اطلاعات خوبی در مورد نحوه طراحی مکانیکی پیدا نکردم. بنابراین من خیلی سختی کشیدم و در نهایت تصمیم گرفتم از SketchUp استفاده کنم.

پس از چند ساعت یادگیری با SketchUp ، اولین طراحی پاها را به پایان رساندم. استخوان ران به اندازه شاخ های سروو که استفاده می کنم بهینه شده است. همانطور که متوجه شدم قطر اصلی به نظر می رسد حدود 1 اینچ باشد ، اما شاخ های سروو من 21 میلی متر دارند.

چاپ با مقیاس مناسب با SketchUp در رایانه من درست کار نمی کند ، بنابراین آن را به عنوان PDF ذخیره کردم ، 100٪ چاپ کردم ، مقداری اندازه گیری کردم و در نهایت دوباره با ضریب مقیاس بندی مناسب چاپ کردم.

در اولین تلاش من فقط برای دو پا هنر ایجاد می کردم. برای این کار من دو تخته را روی هم چیدم ، چاپ (روی کاغذ دیواری) را روی آن چسباندم و قطعات را با یک اره نواری دست ساز مدل برش دادم.

جنس مورد استفاده: چوب راش 6 میلی متر (1/2 اینچ)

بعداً آزمایشاتی انجام دادم ، مستندسازی نکردم و برخی بهینه سازی ها را انجام دادم. همانطور که مشاهده می کنید استخوان درشت نی کمی بزرگتر از استخوان ران است.

برای اتصال شاخهای سروو از طریق استخوان ران ، باید 2 میلی متر از ماده را قطع کنید. این را می توان به روش های مختلف انجام داد. با روتر یا مته Forstner. Forstner فقط 200 میلی متر قطر داشت ، بنابراین من مجبور شدم مقداری از جنگ را با دست با اسکنه انجام دهم.

مرحله 2: بهینه سازی استخوان ران و درشت نی

من کمی طرح را تغییر دادم.

1.) درشت نی در حال حاضر سروو را که من از آن استفاده می کنم بسیار بهتر می کند.

2.) استخوان ران اکنون کمی کوچکتر است (از محور به محور دیگر حدود 3 اینچ) و دارای شاخ های سروو (قطر 21 میلی متر) است.

من از 6 تخته چوب لایه 6 میلی متری استفاده می کردم و آنها را با نوار دو طرفه به هم چسباندم. اگر این به اندازه کافی قوی نیست ، می توانید در تمام تخته ها یک سوراخ ایجاد کرده و از یک پیچ برای ثابت کردن آنها استفاده کنید. سپس قطعاتی با اره نواری بلافاصله بریده می شوند. اگر به اندازه کافی سخت گیر هستید ، می توانید از اره منبت کاری اره مویی نیز استفاده کنید:-)

مرحله 3: طراحی براکت سروو

اکنون زمان طراحی براکت سروو فرا رسیده است. این به شدت مربوط به سرووی مورد استفاده من است. تمام قطعات از چوب راش 6 میلی متری ساخته شده اند دوباره مرحله بعدی را ببینید.

مرحله 4: برش و مونتاژ براکت های سروو

مجدداً من شش قسمت را به طور همزمان بر روی اره نواری بریده ام. روش مشابه قبلی است.

1.) با استفاده از نوار دو طرفه ، تخته ها را به هم بچسبانید.

2.) پیچ ها برای ثبات بیشتر هنگام برش (در اینجا نشان داده نشده است).

سپس من از برخی از چسب های کاردستی مدل برای چسباندن آنها به یکدیگر و دو پیچ SPAX استفاده کرده ام (هنوز در عکس اعمال نشده است).

در مقایسه با شش ضلعی اصلی ، من هنوز از بلبرینگ استفاده نمی کنم ، در عوض فقط از پیچ های 3 میلی متری ، واشر و مهره های خود ثابت استفاده می کنم تا پاها را با بدنه/شاسی مونتاژ کنم.

مرحله 5: جمع آوری پاها و آزمایش

در دو تصویر اول اولین نسخه یک پا را مشاهده می کنید. در مرحله بعد مقایسه قسمت های قدیمی و جدید و مقایسه قسمت های جدید (نسخه دو) با نسخه اصلی (عکس در پس زمینه) را مشاهده می کنید.

سرانجام اولین تست حرکت را انجام می دهید.

مرحله 6: ساخت و مونتاژ بدن

بدنی که سعی کردم از روی عکس بازسازی کنم. به عنوان مرجع ، من از بوق سرو استفاده کردم ، که با قطر 1 اینچ فرض کردم. بنابراین ، قسمت جلویی عرض 4.5 اینچ و وسط 6.5 اینچ می شود. برای طول 7 فرض کردم. بعداً من کیت بدنه اصلی را خریدم و آن را مقایسه کردم. داشتم به اصل نزدیک می شدم. سرانجام من نسخه سوم را تهیه کردم ، که یک نسخه 1: 1 از نسخه اصلی است.

اولین کیت بدنه ای که من از چوب لایه 6 میلی متری ساخته ام ، در اینجا نسخه دوم ساخته شده از چوب لایه 4 میلی متری را می بینید که متوجه شده ام محکم و محکم است. متفاوت از کیت اصلی که من در بالای آن بوق سروو را نصب کرده بودم. از طریق مواد (این را می توانید با استخوان ران نیز مشاهده کنید). دلیلش این است که من حوصله خرید شاخ های آلومینیومی گران قیمت را ندارم ، در عوض می خواهم از شاخ های پلاستیکی تحویل داده شده استفاده کنم. دلیل دیگر این است که من به سروو نزدیک می شوم ، بنابراین نیروهای برشی کمتر هستند. این ارتباط پایدار تری ایجاد می کند.

به هر حال ، گاهی اوقات خوب است که گانش را در کشتی داشته باشید. با تشکر از دوست من Tejas:-)

مرحله 7: اولین آزمایش های الکترونیکی

اکنون همه هنرها با هم جمع شده اند. خوب ، می دانم که خیلی زیبا به نظر نمی رسد ، اما در واقع من آزمایش های زیادی انجام می دهم. در ویدئو می توانید چند سکانس از پیش تعریف شده ساده را مشاهده کنید ، در واقع هیچ حرکت سینمایی معکوس اجرا نشده است. راه رفتن از پیش تعریف شده به درستی کار نمی کند زیرا برای 2 DoF طراحی شده است.

در این مثال من از کنترل کننده سروو SSC-32U از Lynxmotion استفاده می کنم ، آن را در اینجا پیدا خواهید کرد:

چند روز پیش من از کنترلر PWM دیگری (کنترلر PWM 16 کانال Adafruit ، https://www.adafruit.com/product/815) استفاده می کردم ، اما SCC در واقع دارای ویژگی های خوبی است ، مانند کند کردن سرویس ها.

بنابراین ، فعلا همینطور است در مرحله بعد باید نحوه عملکرد سینماتیک معکوس (IK) را بیابم ، شاید یک راه رفتن ساده مانند برنامه از پیش تعریف شده در کنترلر SSC برنامه ریزی کنم. من قبلاً یک نمونه آماده برای استفاده در اینجا پیدا کرده ام https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts ، اما هنوز آن را اجرا نکرده ام. نمی دانم چرا ، اما دارم روی آن کار می کنم.

بنابراین ، در اینجا یک لیست کوتاه ToDo وجود دارد.

1.) یک راه رفتن ساده مانند ایجاد در SSC را برنامه ریزی کنید.

2.) یک کلاس کنترل کننده/بسته بندی PS3 برای Arduino Phoenix برنامه ریزی کنید.

3.) کد را از KurtE در حال اجرا دریافت کنید یا کد خود را بنویسید.

سرویس های مورد استفاده من در آمازون https://www.amazon.de/dp/B01N68G6UH/ref=pe_3044161_189395811_TE_dp_1 پیدا کرده ام. قیمت آن بسیار مناسب است ، اما کیفیت می تواند بسیار بهتر باشد.

مرحله 8: اولین آزمایش ساده راه رفتن

همانطور که در آخرین مرحله اشاره کردم ، سعی کرده ام دنباله راه رفتن خودم را برنامه ریزی کنم. این یک اسباب بازی بسیار ساده است ، مانند یک اسباب بازی مکانیکی ، و برای بدنه ای که در اینجا از آن استفاده می کنم بهینه نشده است. یک بدنه مستقیم ساده بسیار بهتر خواهد بود.

بنابراین ، برای شما آرزوی سرگرمی زیادی دارم. من باید IK را یاد بگیرم ؛-)

نکات: هنگامی که پاها را با دقت تماشا می کنید ، خواهید دید که برخی سروها رفتارهای عجیبی دارند. منظور من این است که آنها همیشه نرم حرکت نمی کنند ، شاید مجبور باشم سرویس های دیگر را جایگزین آنها کنم.

مرحله 9: انتقال کنترلر PS3

امروز صبح روی نوشتن یک بسته بندی برای کد فینیکس کار می کردم. چند ساعت ، حدود 2-3 ساعت طول کشید تا این کار را انجام دهم. کد در نهایت اشکال زدایی نمی شود و من اشکال زدایی اضافی را به کنسول اضافه کرده ام. تا اینجا کار کرده:-)

اما به هر حال ، هنگامی که من کد Phoenix را اجرا می کردم ، به نظر می رسد که همه سرویس ها برعکس (جهت مخالف) اجرا می شوند.

وقتی می خواهید خودتان امتحان کنید ، به عنوان کد اصلی KurtE به https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts نیاز دارید. دستورالعمل های نصب کد را دنبال کنید. پوشه Phoenix_Input_PS را در پوشه کتابخانه Arduino (معمولاً زیر پوشه پوشه طرح خود) و پوشه Phoenix_PS3_SSC32 را در پوشه طرح خود کپی کنید.

اطلاعات: اگر تجربه کار با آردوینو و ابزارها را ندارید و مشکلی دارید ، لطفاً با انجمن آردوینو (www.arduino.cc) تماس بگیرید. وقتی با کد Phoenix از KurtE مشکل دارید ، لطفاً با او تماس بگیرید. با تشکر.

هشدار: درک کد به نظر من برای مبتدیان چیزی نیست ، بنابراین شما باید با C/C ++ ، برنامه نویسی و الگوریتم بسیار آشنا باشید. این کد همچنین دارای کد کامپایل مشروط زیادی است که توسط #تعریف ها کنترل می شود ، این امر خواندن و درک آن را بسیار دشوار می کند.

لیست سخت افزار:

• آردوینو مگا 2560
• سپر میزبان USB (برای آردوینو)
• کنترل کننده PS3
• سروو کنترلر LynxMotion SSC-32U
• باتری 6 ولت (لطفاً الزامات مربوط به تمام HW خود را بخوانید ، در غیر این صورت ممکن است به آن آسیب برسانید)
• Arduino IDE
• برخی از کابل های USB ، کلیدها و سایر قطعات کوچک در صورت نیاز.

اگر به کنترلر PS2 علاقه دارید ، اطلاعات زیادی در مورد نحوه اتصال به آردوینو در اینترنت خواهید یافت.

بنابراین ، لطفاً صبور باشید. وقتی نرم افزار به درستی کار می کند ، این مرحله را به روز می کنم.

مرحله 10: اولین آزمایش IK

من یک پورت متفاوت از کد Phoenix پیدا کرده ام که بسیار بهتر اجرا می شود (https://github.com/davidhend/Hexapod) ، شاید با کد دیگر مشکل پیکربندی داشته باشم. به نظر می رسد کد کمی اشکال دارد و گیت ها خیلی هموار به نظر نمی رسند ، اما برای من این یک گام بزرگ در پیش است.

لطفاً توجه کنید ، کد در واقع آزمایشی است. من باید کارهای زیادی را انجام دهم و اصلاح کنم و روزهای آینده یک به روز رسانی منتشر خواهم کرد. پورت PS3 بر اساس پورت PS3 قبلاً منتشر شده است ، و من فایل های PS2 و XBee را دور انداخته ام.

مرحله 11: تست IK دوم

راه حل خیلی آسان بود مجبور شدم برخی از مقادیر پیکربندی را اصلاح کرده و همه زوایای سروو را وارونه کنم. حالا کار میکند:-)

مرحله 12: Tibia و Coxa EV3

من نمی توانم مقاومت کنم ، بنابراین من استخوان درشت نی و کوکسا (براکت سروو) جدید درست کرده ام. این سومین نسخه ای است که من ساخته ام. مدلهای جدید بیشتر گرد هستند و ظاهری ارگانیک/بیونیک دارند.

بنابراین ، وضعیت واقعی است. شش ضلعی کار می کند ، اما هنوز در چند مورد مشکل دارد.

1.) متوجه نشده اید که چرا BT تاخیر 2..3 ثانیه دارد.

2.) کیفیت سرو پایین است.

کارهایی که باید انجام شود:

* سیم کشی سرویس ها باید بهبود یابد.

* به نگهدارنده باتری خوب نیاز دارید.

* باید راهی برای نصب وسایل الکترونیکی پیدا کنید.

* سرویس ها را مجدداً کالیبره کنید.

* اضافه کردن سنسورها و مانیتور ولتاژ برای باتری.

مرحله 13: استخوان ران صاف

چند روز پیش من قبلاً استخوان ران جدیدم را ساختم زیرا از استخوان قبلی به طور کامل راضی نبودم. در تصویر اول تفاوت ها را مشاهده خواهید کرد. قطعات قدیمی دارای قطر 21 میلی متر در انتها بودند ، قطعات جدید دارای قطر 1 اینچ هستند. همانطور که در سه تصویر بعدی مشاهده می کنید ، من با دستگاه فرز خود با یک ابزار کمکی ساده سوراخ هایی را در استخوان ران ایجاد کردم.

قبل از وارد کردن سینک به استخوان ران ، حفر کردن همه سوراخ ها منطقی است ، در غیر این صورت ممکن است مشکل شود. بوق سرو بسیار مناسب است ، مرحله بعدی ، که در اینجا نشان داده نشده است ، به لبه ها شکل گرد می دهد. برای این منظور از یک بیت روتر با شعاع 3 میلی متر استفاده کرده ام.

در آخرین تصویر مقایسه ای از قدیمی و جدید را مشاهده خواهید کرد. نمی دانم چه فکر می کنید ، اما من جدید را بیشتر دوست دارم.

مرحله 14: مراحل نهایی

من این آموزش را اکنون به پایان می رسانم ، وگرنه به یک داستان بی پایان تبدیل می شود:-).

در ویدئویی که مشاهده می کنید کد Phoenix KurtE با برخی تغییرات من اجرا می شود. این ربات کاملاً حرکت نمی کند ، متأسفم ، اما سرویس های ارزان قیمت کیفیت بدی دارند. من برخی سرویس های دیگر را سفارش داده ام ، من فقط دو مورد از آنها را با نتایج خوب آزمایش کرده ام و هنوز منتظر تحویل هستم. بنابراین ، متأسفیم ، نمی توانم نحوه عملکرد روبات با سرویس های جدید را به شما نشان دهم.

نمای عقب: سنسور جریان 20 آمپر ، سمت چپ دیگ 10 کیلوگرم. هنگامی که ربات راه می رود ، به راحتی 5 آمپر مصرف می کند. در سمت راست گلدان 10 کیلویی پیکسل OLED 128x64 را مشاهده می کنید که برخی از اطلاعات وضعیت را نشان می دهد.

نمای جلو: یک سنسور اولتراسونیک ساده HC-SR04 ، هنوز در SW ادغام نشده است.

نمای سمت راست: شتاب دهنده و گیرو MPU6050 (6 محوره).

نمای سمت چپ: بلندگوی Piezo.

در حال حاضر طراحی مکانیکی به جز سرووها کم و بیش انجام شده است. بنابراین ، وظایف بعدی ادغام برخی از حسگرها در SW خواهد بود. برای این منظور من یک حساب GitHub با SW که استفاده می کنم ایجاد کرده است که بر اساس تصویر فوری از Phoenix SW KurtE است.

OLED:

GitHub من: