GorillaBot 3D տպագրված Arduino ինքնավար սպրինտ քառանիստ ռոբոտ. 9 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Ամեն տարի Թուլուզում (Ֆրանսիա) տեղի է ունենում Թուլուզի ռոբոտների մրցավազք #TRR2021

Մրցավազքը բաղկացած է 10 մետր ինքնավար սպրինտից ՝ երկոտանի և չորքոտանի ռոբոտների համար:

Ներկայիս ռեկորդը, որը ես հավաքում եմ չորքոտանի համար, 42 վայրկյան է 10 մետր արագավազքի համար:

Այսպիսով, հաշվի առնելով դա, ես պետք է մշակեի ռոբոտի նախագծման ծրագիր, որը, իմ կարծիքով, կարող էր հաղթել դրան ՝ նոր գործող չեմպիոն դառնալու համար !!!

Մի փոքր ոգեշնչում փնտրելով Instructables- ի գործընկեր «jegatheesan.soundarapandian» - ի և Թուլուզի «Oracid 1» ռոբոտների մրցույթի անցյալ տարվա հաղթողի կողմից, ովքեր երկուսն էլ, կարծես, սիրում են նախագծել և կիսվել ձեռնարկներով, թե ինչպես կարելի է կառուցել չորքոտանիք: Ես սկսեցի հիմնականում պատճենել այնտեղի դիզայնը և այն մի փոքր ավելի մեծ դարձնել:

Դիզայնը հիմնված է հինգ բար կապի մեխանիզմի վրա յուրաքանչյուր ոտքի համար 2 սերվերի հզորություն յուրաքանչյուր ոտքի համար `ընդհանուր առմամբ 8 սերվոյի համար:

Կանոնները նշում են, որ մեկնարկային ազդանշանից բացի, ամբողջ մրցավազքը պետք է ինքնուրույն իրականացվի ռոբոտի կողմից, այնպես որ ես ստիպված էի հանդես գալ թեթև քաշի համակարգով ՝ ռոբոտին ուղու վրա պահելու համար, այս դեպքում ես օգտագործել եմ QMC5883L մագնիսաչափ (թվային կողմնացույց), այնպես որ այն կարող է հավատարիմ մնալ իր կողմնորոշմանը ՝ HC-SR04 ուլտրաձայնային տվիչ, եթե ռոբոտը իսկապես խառնաշփոթ լինի և սկսի հարվածել պատին 90 աստիճանի անկյան տակ, և ես պարզապես կոդի մեջ քայլերի հաշվիչ օգտագործեցի ՝ ասելու համար, թե քանի քայլ պետք է անի 10 մետրի համար:

Եթե դուք հետաքրքրված եք այս ռոբոտը կառուցելով, մի անհանգստացեք, որ այս կապիկը ամեն ինչ մտածված է:

100% աջակցություն անվճար 3D տպագրվող մարմին

Էլեկտրոնիկայի և պտուտակներից բացի, ամեն ինչ 3D տպագրելի է, միևնույն փոքր խաչաձև պտուտակները օգտագործվում են, այն ամենը, ինչ ձեզ հարկավոր կլինի, ռոբոտը հավաքելու համար փոքր խաչաձև պտուտակահան է:

Հեշտ էլեկտրոնային միացում և նվագարկում

բարդ զոդման կարիք չկա

Տպման ողջամիտ ժամանակը

Նա կարող է մեծ և տպավորիչ տեսք ունենալ, բայց նա ընդամենը 15 ժամ տպագիր է (ոմանց համար երկար ժամանակ: D)

Կառուցապատման ծավալների ողջամիտ պահանջներ

Նա կարող է տպագրվել համեմատաբար փոքր տպիչի վրա, որի կառուցման ծավալը պահանջվում է ընդամենը L: 150 մմ x W: 150 մմ x H: 25 մմ

Ռոբոտի ընդհանուր արժեքը

Լիցքավորիչը ներառյալ միայն ռոբոտի արժեքը 75 դոլար է

Եթե ցանկանում եք նույն կարգավորումը, ինչ ես, անհրաժեշտ է 3D տպիչով վերահսկիչ (ըստ ցանկության):

ԳՈՇԱՈՄ

5V 3A էլեկտրամատակարարումը, որը ես օգտագործել եմ, լավագույն լուծումը չէ, քանի որ այս ռոբոտի համար բոլոր 8 սերվոները պետք է քայլեն միաժամանակ և, հետևաբար, նրանք շատ հոսանք են քաշում, մի անհանգստացեք, որ ռոբոտը չի բռնկվել կամ որևէ այլ բան: բայց ակնկալում եմ, որ էներգիայի տրանզիստորը բավականին տաքանա: Ես խորհուրդ չէի տա ռոբոտին օգտագործել ավելի քան 2 րոպե միաժամանակ, թույլ տալով, որ այն սառչի վազքի միջև `Servo վահանի անցանկալի վնասներից խուսափելու համար:

Եթե ձեզանից որևէ մեկն ունի այս խնդրի լուծումը, ձեր ներդրումը մեծապես կգնահատվեր:

Պարագաներ

ՌՈԲՈՏԻ ՀԱՄԱՐ

• 8x Tower Pro MG90S անալոգային 180 աստիճան սերվո (Aliexpress/Amazon)
• 1x Sunfounder Wireless Servo Control Board (Sunfounder Store/ RobotShop)
• 1x Arduino NANO (Aliexpress/Amazon)
• 1x NRF24L01 հաղորդիչ մոդուլ (դուք դրա կարիքը չունեք, եթե վերահսկիչ չեք օգտագործում) (Aliexpress/Amazon)
• 1x մագնիսաչափ (թվային կողմնացույց) QMC5883L GY-273 (Aliexpress/Amazon)
• 1x Ուլտրաձայնային տվիչ HC-SR04 (Aliexpress/Amazon)
• 2x 18650 3.7V Li-ion մարտկոցներ (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 երկակի մարտկոցի կրիչ ՝ անջատված անջատիչով (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 Li-ion մարտկոցի լիցքավորիչ (Aliexpress/Amazon)
• 4x իգականից իգական dupont jumper մալուխներ 10 սմ երկարությամբ (Aliexpress/Amazon)
• 4x կանացի և էգ դուպոնտ ցատկող մալուխներ 20 սմ երկարությամբ (Aliexpress/Amazon)
• 10x պտուտակներ 2 մմ x 8 մմ (նույնը, ինչ պտուտակները սերվերի փաթեթում) (Aliexpress/Amazon)

ԿՈՆՏՐՈԼԵՐ

Այս ռոբոտը ձեռքով կառավարելու համար ձեզ հարկավոր կլինի 3D տպված Arduino վերահսկիչ (հղումը ՝ այստեղ)

Ռոբոտը կարող է նաև լինել զուտ ինքնավար, այնպես որ վերահսկիչը պարտադիր չէ:

ՊԼԱՍՏԻԿԱՆԵՐ

Մասերը կարող են տպվել PLA- ով կամ PETG- ով կամ ABS- ով:

!! Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ 500 գ կծիկը ավելի քան բավարար է 1 ռոբոտ տպելու համար:

3D Տպիչ:

Պահանջվում է կառուցման նվազագույն հարթակ ՝ L150 մմ x W150 մմ x H25 մմ

3անկացած 3D տպիչ կանի: Անձամբ ես տպագրեցի մասերը Creality Ender 3 -ի վրա, որը էժանագին 3D տպիչ է մինչև 200 $: Տպագրությունները հիանալի ստացվեցին:

Քայլ 1: Մասերի 3D տպագրություն

Այսպիսով, ժամանակն է տպագրության… Այո:

Ես մանրակրկիտ նախագծեցի բոլոր մասերը ՝ 3D տպագրության համար, առանց որևէ օժանդակ նյութի, որը պահանջվում է տպելիս:

Բոլոր մասերը հասանելի են ՝ բեռնելու համար տիեզերքում (հղումը ՝ այստեղ)

Բոլոր մասերը փորձնական տպված են Creality Ender 3 -ի վրա

• Նյութը ՝ PETG
• Շերտի բարձրությունը `0.3 մմ
• Լցնել ՝ 15%
• Noայրիկի տրամագիծը `0.4 մմ

Մասերի ցանկը հետևյալն է

• 1x ԲԱEԻՆ ԷԼԵԿՏՐՈՆԻԿԱ
• 1x BASE BACK
• 1x BASE FRONT
• 8x Շրջանակային PIN L1
• 4x Շրջանակային PIN L2
• 4x Շրջանակային PIN L3
• 4x Շրջանակային PIN L4
• 8x THIGH SERVO
• 8x THIGH
• 8x CALF EXT
• 8x CALF INT
• 8x Ոտք
• 4x SQUARE CLIP
• 44x Շրջանակային սեղմիչ

Ֆայլերը հասանելի են որպես առանձին մասեր և խմբային մասեր:

Արագ տպագրության համար պարզապես մեկ անգամ տպեք GROUP.stl ֆայլը:

Քայլ 2. ԳորիլաԲոտի մարմնի հավաքում

Հավաքման բոլոր հրահանգները պատկերված են հավաքման վերևում ՝

1. Տեղադրեք CIRCULAR PIN L1- ը BASE FRONT- ի առջևի ձախ սերվերի ամրացման անցքի մեջ
2. Կերակրեք MG90S սերվերից մեկի մալուխը BASE FRONT- ի առջևի ձախ սերվերի պահիչի անցքի միջոցով
3. Տեղադրեք MG90S servo- ն տեղում
4. 2 պտուտակով ամրացրեք MG90S servo- ն տեղում (մի՛ ամրացրեք, քանի որ դա կարող է վնասել ԲԱASԻՆ)
5. Կրկնեք նույն գործընթացը BASE FRONT- ի համար ՝ հետևի ձախ, առջևի աջ և հետևի աջ սերվոներ
6. Կրկնեք նույն գործընթացը BASE BACK- ի առջևի ձախ, հետևի ձախ, առջևի աջ և հետևի աջ սերվերի կրիչների համար
7. Մարտկոցի ամրակը ամրացրեք BASE ELECTRONICS- ին 2 պտուտակով անկյունագծով կամ 4 պտուտակով
8. Ապահովեք անլար սերվոյի կառավարման տախտակը BASE ELECTRONICS- ին 2 պտուտակով անկյունագծով կամ 4 պտուտակով
9. Arduino nano և NRF24L01 հաղորդիչն ամրացրեք Անլար սերվոյի կառավարման տախտակին
10. Սահեցրեք BASE FRONT- ը դեպի BASE ELECTRONICS դեպի 2 քառակուսի անցքերով USB պորտը դեպի ետ
11. Ապահովեք տեղում 2 քառակուսի սեղմիչներով
12. ՍԱՀՄԱՆԵԼ BASE BACK- ը BASE ELECTRONICS- ին դեպի դեպի ետ նայող 2 քառակուսի անցքերի միջոցով
13. Ապահովեք տեղում 2 քառակուսի սեղմիչներով
14. Մագնիսաչափը ամրացրեք ԲԱEԻՆ ԱՌԱԻՆ 2 պտուտակով
15. Կցեք Ուլտրաձայնային սենսորը BASE FRONT- ին
16. Ուղղորդեք servo մալուխները դեպի Wireless Servo Control Board- ը, ինչպես ցույց է տրված

Քայլ 3: Էլեկտրոնիկայի միացում

Բոլոր կապերը պատկերված են վերը նշված Պատկերում.

1. Միացրեք 20 սմ երկարությամբ dupont մալուխները անլար servo կառավարման վահանակներին Ուլտրաձայնային կապում
2. Միացրեք 4 մալուխների մյուս ծայրը Ուլտրաձայնային տվիչին (Համոզվեք, որ դրանք ճիշտ ճանապարհն են)
3. Միացրեք 4 դյույմանոց 4 սանտիմետր մալուխները միացրեք անլար servo կառավարման տախտակին `Մագնիսաչափի կապում
4. 4 մալուխների մյուս ծայրը միացրեք մագնիսաչափին (համոզվեք, որ դրանք ճիշտ են շրջվում)
5. Միացրեք բոլոր սերվերին անլար servo կառավարման տախտակի իրենց հատուկ կապումներին
6. Պտուտակեք մարտկոցի VIN և GND լարերը անլար servo կառավարման տախտակին `ապահովելու ճիշտ բևեռականությունը

Քայլ 4: Հավաքեք GorillaBot- ի ոտքերը

Հավաքման բոլոր քայլերը պատկերված են հավաքման վերևում ՝

1. Սահեցրեք 1 Ոտքը 1 Շրջանակային PIN- ի վրա L4
2. ՍԱՀՄԱՆԵԼ 1 ԿՈԼ ԵԼՈ theԹՅԱՆ ավելի հաստ ծայրը Շրջանաձև PIN L4- ի վրայով ՝ դուրս ցցված կողմը դեպի ոտքը
3. Սահեցրեք 2 CALF INT շրջանաձև PIN L4- ի վրայով
4. ՍԱՀՄԱՆԵԼ 1 ԿՈԼ ԵԼՔ -ի ավելի հաստ ծայրը Շրջանաձև PIN L4- ի վրայով ՝ դուրս ցցված կողմը դեպի ոտքը
5. Սահեցրեք 1 Ոտքը Շրջանակային PIN- ի վրայով L4
6. Ապահովեք տեղում 3 Շրջանակային սեղմիչներով
7. Սահեցրեք 1 Շրջանաձև PIN L3 հավաքված CALF EXT- ի 1 -ից
8. Սահեցրեք 1 THIGH SERVO- ն Շրջանաձև PIN L3- ի վրայով, իսկ դուրս ցցված կողմը ՝ դեպի ԿԱԼՍ EXT
9. Սահեցրեք 1 THIGH- ը Շրջանաձև PIN L3- ի վրայով
10. Սահեցրեք Շրջանակային PIN L3- ը մյուս հավաքված CALF EXT- ի միջով
11. Ապահովեք տեղում 3 Շրջանակային սեղմիչներով
12. Սահեցրեք 1 THIGH SERVO- ն 1 Շրջանաձև PIN L2- ի վրա, իսկ դուրս ցցված կողմը ուղղված է դեպի Շրջանաձև PIN L2 գլուխը:
13. Սահեցրեք Շրջանակային PIN L2- ը հավաքված ԿԱՅՍԻ. ԱՆԵՐԻ միջով
14. Սահեցրեք 1 THIGH շրջանաձև PIN L2- ով
15. Ապահովեք տեղում 3 Շրջանակային սեղմիչներով
16. Մնացած 3 ոտքերի համար կրկնել բոլոր գործընթացները ՝ հաշվի առնելով, որ երբ ոտքերը միանում են ռոբոտին, կապում են գլուխները դեպի դուրս, իսկ CALF EXTS- ը `CALF INTS- ի դիմաց, այնպես որ հավաքումը նույնական կլինի առջևից հետևից, բայց սիմետրիկ է ձախից աջ:.

Քայլ 5: Arduino- ի տեղադրում

Գործելու համար GorillaBot- ը օգտագործում է C ++ ծրագրավորում: GorillaBot ծրագրեր վերբեռնելու համար մենք կօգտագործենք Arduino IDE- ն և մի քանի այլ գրադարաններ, որոնք պետք է տեղադրվեն Arduino IDE- ում:

Տեղադրեք Arduino IDE- ն ձեր համակարգչում ՝ Arduino IDE (հղումն այստեղ)

Գրադարանները Arduino IDE- ում տեղադրելու համար դուք պետք է անեք հետևյալը ՝ ստորև բերված հղումներով բոլոր գրադարանների հետ:

1. Կտտացրեք ստորև նշված հղումներին (սա ձեզ կտանի գրադարանների GitHub էջ)
2. Կտտացրեք Կանաչ կոճակին, որն ասում է
3. Կտտացրեք բեռնել ZIP (ներբեռնումը պետք է սկսվի ձեր վեբ դիտարկիչում)
4. Բացեք ներբեռնված գրադարանի թղթապանակը
5. Բացեք ներբեռնված գրադարանի թղթապանակը
6. Պատճենեք չբացահայտված գրադարանի թղթապանակը
7. Տեղադրեք չփակված գրադարանի թղթապանակը Arduino գրադարանի թղթապանակում (C: / Documents / Arduino / libraries)

Գրադարաններ:

• Վարսպեդերսվոյի գրադարան (հղումը ՝ այստեղ)
• QMC5883L գրադարան (հղումն այստեղ)
• RF24 գրադարան (հղումը ՝ այստեղ)

Եվ ահա մենք ունենք այն, որ դուք պետք է պատրաստ լինեք գնալ Համոզվելու համար, որ դուք ճիշտ եք տեղադրել Arduino IDE- ն, հետևեք հետևյալ քայլերին

1. Ներբեռնեք ցանկալի Arduino կոդը ներքևում (GorillaBot Controller & Autonomous.ino)
2. Բացեք այն Arduino IDE- ում
3. Ընտրեք Գործիքներ.
4. Ընտրեք տախտակ.
5. Ընտրեք Arduino Nano
6. Ընտրեք Գործիքներ.
7. Ընտրեք պրոցեսոր.
8. Ընտրեք ATmega328p կամ ATmega328p (հին բեռնիչ) ՝ կախված նրանից, թե որ Arduino նանոն եք գնել
9. Կտտացրեք «Ստուգել» կոճակը (նշեք կոճակը) Arduino IDE- ի ձախ վերին անկյունում

Եթե ամեն ինչ լավ ընթանա, ապա ներքևում պետք է ստանաք հաղորդագրություն, որն ասում է Կատարված կազմելը:

Քայլ 6: Կոդի վերբեռնում

Այժմ ժամանակն է ծածկագիրը վերբեռնելու GorillaBot- ի ուղեղին ՝ Arduino Nano- ին:

1. Միացրեք Arduino Nano- ն ձեր համակարգչին USB մալուխի միջոցով
2. Կտտացրեք վերբեռնման կոճակին (աջ սլաքի կոճակ)

Եթե ամեն ինչ լավ է, դուք պետք է հաղորդագրություն ստանաք ներքևում, որը ասում է Կատարված վերբեռնում:

Քայլ 7: vառայությունների ճշգրտում

Ոտքերը ճիշտ հավաքելու համար մենք պետք է սերվոներին հասցնենք իրենց տնային դիրքի:

1. Տեղադրեք 2 Li-ion մարտկոց մարտկոցի ամրացման մեջ
2. Միացրեք ռոբոտը և սպասեք 5 վայրկյան, մինչև սերվոները հասնեն իրենց տնային դիրքին
3. Անջատեք ռոբոտը

Քայլ 8: Ոտքերի հավաքում մարմնին

Ոտքերը սերվերին միացնելը բավականին պարզ է, պարզապես հիշեք, որ CALF EXT- ը պետք է տեղադրվի CALF INT- ի դիմաց `հավաքման քորոցների գլուխները դեպի դուրս:

1. Սահեցրեք ոտքերից մեկի ԿԵALՐՈՎ ԵՐԿՐԻ կողմի THIGH- ը CIRCULAR PIN L1- ի վրայով `առջևի ձախ ձախ սերվոյի պահարանի վրա
2. Ապահովեք տեղում 1 Շրջանաձեւ սեղմիչով
3. Սահեցրեք նույն ոտքի CALF EXT կողմի THIGH SERVO- ն servo գլխի վրա `առջևի ձախ ձախ servo holder- ի վրա (համոզվեք, որ THIGH SERVO- ն մարմնի նկատմամբ 90 աստիճանի անկյան տակ է)
4. Ապահովեք THIGH SERVO- ն մարմնի վրա 90 աստիճանի անկյան տակ `մեկ ձեռքի servo եղջյուրով և փոքր servo պտուտակով
5. Կրկնեք նույն գործընթացը առջևի հետևի ձախ սերվո պահողի համար `այդ ոտքի մնացած THIGH և THIGH SERVO- ով
6. Կրկնեք նախորդ բոլոր գործընթացները մնացած 3 ոտքերի համար

Քայլ 9: Պատրաստ է մրցավազքի !

Ահա և վերջ, դուք պետք է պատրաստ լինեք գնալու !!!

Ձեռքով ռեժիմ

• Միացրեք ռոբոտը և վերահսկիչը և ստուգեք, որ ռոբոտը ճիշտ է քայլում ՝ օգտագործելով Joystick- ի վերևից ներքև ձախ և աջ ուղղությունները:
• Սեղմեք ներքևի կոճակը, և ռոբոտը պետք է մի փոքր պար ներկայացնի

Եթե ամեն ինչ լավ է աշխատում, սերվերը լավ ճշգրտված են, և այժմ կարող եք փորձել ինքնավար ռեժիմ:

Ինքնավար ռեժիմ

Ինքնավար Sprint ռեժիմը օգտագործում է Magnetometer- ը, որպեսզի ռոբոտը մշտական ուղղությամբ աշխատի 2,5 մետր: Կառավարիչի միջոցով կարող եք ծրագրավորել ցանկալի դիրքը և ուղղման ցանկալի անկյունը

1. Միացրեք ռոբոտը և վերահսկիչը
2. Տեղափոխեք ռոբոտը բոլոր ուղղություններով ՝ 5 վայրկյան չափաչափելու համար Մագնիսաչափը
3. Տեղադրեք ռոբոտը գետնին այն ցանկալի դիրքում, որտեղ կցանկանայիք, որ նա մտնի
4. Սեղմեք վերևի կոճակը ՝ վերնագիրն անգիր պահելու համար
5. Ռոբոտը 30-45 աստիճան թեքեք ցանկալի վերնագրի ձախ կողմում
6. Կտտացրեք ձախ կոճակին ՝ այդ դիրքն անգիր
7. Ռոբոտը 30-45 աստիճան թեքեք ցանկալի վերնագրի աջ կողմում
8. Սեղմեք աջ կոճակը ՝ այդ դիրքն անգիր
9. Տեղադրեք ռոբոտը իր ցանկալի վերնագրով
10. Ռոբոտը գործարկելու համար սեղմեք ջոյսթիկի կոճակը

Ռոբոտը կշարժվի 2,5 մետր անընդմեջ ուղղությամբ, այնուհետև կդադարի նստել և հաղթական պար անել:

Իմ ռոբոտին հաջողվեց 2,5 մետրը վազել 7,5 վայրկյանում:

Ինչն ինձ տալիս է 10 մետր տեսական ժամանակ 30 վայրկյանում, ինչը, հուսով եմ, բավական կլինի ինձ լավ ժամանակ անցկացնելու Թուլուզի ռոբոտների մրցավազքում

Մաղթում եմ ինձ հաջողություն, և ձեզանից նրանց համար, ովքեր որոշում են ստեղծել այս ռոբոտը, ես շատ կուզենայի լսել ձեր կարծիքը և հնարավոր բարելավումները, որոնք, ձեր կարծիքով, կարող են կատարվել !!!

Երկրորդ տեղը ռոբոտների մրցույթում