DIY Hexapod: 6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

Այս ուսանելի ձեռնարկում ես ձեզ կտամ քայլ առ քայլ ուղեցույց ՝ Bluetooth, հեռակառավարվող Hexapod ստեղծելու համար:

Նախ, սա մեծ վեցանկյուն է, և այն տեղափոխելու համար ձեզ հարկավոր է 12 ուժեղ Servo շարժիչ (MG995) և այս քանակությամբ PWM ազդանշանների հետ աշխատելու համար (յուրաքանչյուր շարժիչը կառավարելու համար) դա անելու ամենահեշտ ձևը Arduino Mega 2560- ի օգտագործումն է: Պետք է նշել, որ օգտագործվել են լրացուցիչ սարքավորումներ, ինչպիսիք են 3D տպիչները և WaterFlow կտրող մեքենան: Այժմ դուք կգտնեք օգտագործված բոլոր նյութերը և այն քայլերը, որոնք ձեզ հարկավոր են այս ռոբոտներից մեկը կառուցելու համար:

Քայլ 1: Այն, ինչ ձեզ հարկավոր կլինի

Սարքավորումներ

Sոդման երկաթ, 3D տպագրական մեքենա, ջրային ռեակտիվ կտրող մեքենա:

Նյութական

• PLA 3D տպագրության թել
• սիլիցիում,
• պողպատե վարպետ
• M3X20 պտուտակներ
• M3X10 պտուտակներ
• M3 ընկույզ
• M3 լվացքի մեքենաներ
• 623zz գնդիկավոր առանցքակալներ
• CAD ծրագրակազմ

Բաղադրիչներ

• (12) Servo շարժիչներ MG995
• (2) 9 Վ մարտկոցներ
• (1) 6V, 7Amps մարտկոց
• GoPro տեսախցիկ
• Arduino MEGA
• Արդուինո ՆԱՆՈ
• (2) oyոյստիկներ
• (2) HC-05 Bluetooth մոդուլ
• (1) 10K պոտենցիոմետր

Քայլ 2: Մեխանիկա և անհրաժեշտ մասերի ձևավորում

Մեխանիկական դիզայն

Մեխանիկական դիզայնը սկսվում է մեկ ոտքի համար օգտագործվող սերվոմոտորների քանակից: Այս նախագծում որոշվեց օգտագործել 2 սերվո մեկ ոտքի համար ՝ դրան տալով ավելի մեծ թվով ազատության աստիճաններ և ուշագրավ դարձնելով նրա բնականությունը: Հասկանալի է նշել, որ ցանկացած տեսակի մեխանիզմներում, մեքենաներում կամ ռոբոտներում որքան ավելի շատ ազատության աստիճան ունեք, այնքան ավելի մեծ կլինի ձեր շարժումների և գործողությունների բնականությունը: Այս նախագծի, պահանջների և սահմանափակումների ծրագրի շրջանակներում պետք է օգտագործվի 12 շարժիչ ՝ 2 ոտքի համար: Ինչպես նշվեց, servos շարժիչները կլինեն ոտքերի հիմնական բաղադրիչները, ասենք դրանք այն կետերն են, որոնք ներկայացնում են ռոբոտի հոդերը: Որով են շարժվում դեպի մեքենան տարբեր շարժումներ, որոնք միասին կխորհրդանշեն այն քայլը, որը ստիպում է նրան քայլել: Նախկինում նշված սերվոմոտորների չափսերի հիման վրա նախատեսված է պատյան, որի մեջ տեղադրված է այս տիպի շարժիչ: Այս մեկի չափսերը ապահովում են ամրացման համակարգի նախագծման համար օժանդակ տարրերի և միակցիչների համար այն, ինչ կկազմի ոտքը որպես ամբողջություն: Սերվո շարժիչներից մեկը տեղադրված է ուղղահայաց, իսկ մյուսը `հորիզոնական, դա հիմնականում պայմանավորված է այն ուղղությամբ, որով նրա լիսեռը կշրջվի և կակտիվացնի այն տարրը, որով պտուտակված է, և այդպիսով զարգացնելու է շարժումը x կամ y- ով, որն անհրաժեշտ է քայլելու համար վեցանկյուն Երբ նայում եք պատկերներին և պատկերներին, կարող եք տեսնել այն կետերը, որտեղ դրանք հավաքվում են ռոբոտի հիմնական հիմքի վրա, որոնք ափսեներ են: Եթե նայեք սերվոմոտորին ուղղահայաց դիրքով, կտեսնեք, որ այն գտնվում է երկու թիթեղների միջև: Նրանցից մեկը պտտվում է վերին մասում, իսկ մյուսը `ստորին: Այնտեղից միակցիչները և ձողերը կհեշտացնեն հորիզոնական դիրքում գտնվող երկրորդ սերվոմոտորի աջակցությունը, որից 4 տարբեր տեսակի միակցիչներ աշխատում են որպես ոտքի մաս: Դրանք թույլ են տալիս մեխանիկական շարժում, որը նմանակում և ակտիվացնում է այս տարրի բարձրացումը և շարժումը. որը ներառում է այս երկու ձողերը, որոնք պահում են ոտքի ամենամեծ բաղադրիչը, որի վրա այն հենվում է և թողնում ռոբոտի գրեթե ամբողջ քաշը:

Ինչպես արդեն նշվեց, կան սահմանափակումներ, որոնք որոշում են ձեր դիզայնը: Նրանք կարող են լինել տարբեր տեսակներ ՝ մեխանիկական, տնտեսական կամ որևէ այլ էական ռեսուրս ձեր մեքենայի աշխատանքի համար: Այս մեխանիկական տարրերը; այս դեպքում սերվոմոտորները սահմանեցին ռոբոտի չափերը: Ահա թե ինչու այս ձեռնարկում առաջարկվող դիզայնը նման չափսերի է, քանի որ դրանք հիմնականում սկսվում են ընտրված գործարկիչներից և վերահսկիչից, որոնց հետագայում ավելացվել է մեծ մարտկոց:

Կարևոր է ասել, որ մեխանիկական դիզայնը սահմանված չէ կրկնվելու համար, ինչպես առաջարկվում է: Սա նույնիսկ կարող է օպտիմալացվել հիմնական տարրերի, ձողերի և (կամ) միակցիչների սթրեսի և հոգնածության մոդելավորման միջոցով: Հաշվի առնելով արտադրության ընտրված մեթոդը, հավելումների արտադրությունը, դուք կարող եք առավելագույնս օգտագործել այն պինդ նյութի նախագծման, մոդելավորման և տպման մեջ, որն առավելագույնս համապատասխանում է ձեր բեռներին և կիրառմանը: Միշտ հաշվի առնելով աջակցության, ամրացումների և առանցքակալների հիմնական տարրերը, այն, ինչի համար անհրաժեշտ եք: Սա ՝ ըստ մեխանիզմում նրանց ունեցած դերի: Այսպիսով, դուք պետք է մտածեք այս տարրերի բնութագրերի մասին, որպեսզի նրանք համապատասխան տեղ ունենան ոտքի մյուս կտորների հետ համատեղ:

Քայլ 3: Էլեկտրոնիկայի նախագծում

2 հատ PCB, որտեղ նախատեսված է ռոբոտի համար:

1 -ը հիմնական տախտակն է, որը տեղադրվելու է ռոբոտի մեջ, իսկ երկրորդը `հեռակառավարման վահանակի էլեկտրոնիկայի համար: PCB- ն նախագծվել է Fritzing ծրագրաշարի միջոցով, այնուհետև մշակվել է CNC երթուղիչով ՝ PCB փորագրման համար:

Հիմնական PCB- ն ներառում է Arduino Mega- ն, ինչպես նաև bluetooth մոդուլը, բոլոր սերվերը նույնպես միացված են և օգտագործում են հոսանքի երկու գիծ, որոնք ուղղակիորեն գալիս են մարտկոցից մինչև 2 պտուտակավոր տերմինալ:

Հեռակառավարման վահանակի PCB- ն ունի ավելի շատ բաղադրիչներ, բայց ավելի կոմպակտ է ՝ սկսած Arduino Nano- ի տեղադրումից, դրան միացված են երկու ջոյսթիքս ՝ Hexapod- ի ուղղությունն ու շարժումները վերահսկելու համար, մեկ կոճակ ՝ համապատասխան 220 Օմ ռեզիստորով, պոտենցիոմետր: ռոբոտի և նրա bluetooth մոդուլի HC05 մոդուլի բարձրությունը կարգավորելու համար: Ամբողջ տախտակը սնուցվում է 9 Վ մարտկոցի միջոցով, և դրա վրա գտնվող տարրերը սնուցվում են Arduino տախտակի 5 վ ելքով:

Դիզայնից հետո PCB- ն կարող է արտադրվել հատուկ CNC PCB հաստոցային գործիքի միջոցով, այնուհետև կարող եք անցնել տախտակների բոլոր բաղադրիչների տեղադրմանը:

Քայլ 4: Քայլ 4: Հավաքում

Բոլոր տպագիր մասերը, պտուտակները և առանցքակալները, ինչպես նաև ռոբոտը հավաքելու գործիքները ունենալուց հետո կարող եք սկսել համապատասխան մասերի հավաքումից ՝ հաշվի առնելով, որ ուղղահայաց սերվերի հիմքերը հավաքված են ՝ ունենալով վերին և ստորին ափսե:, Այս կտորներից 6 -ը `սերվոմոտորով` ներսում: Այժմ սերվոմոտորային լիսեռի կցորդիչը պտուտակված է, և դրան միացված է կտորը. «JuntaServos», որն իր զուգահեռում ունենալու էր իր համապատասխան կապը ՝ երկու մասերի միջև պտույտը հեշտացնելու համար: Այնուհետև այն միացված կլիներ երկրորդ սերվոյին ՝ հորիզոնական սերվոյին և դրա համապատասխան ձողերի հավաքածուին, որոնք կապվում են մյուս 2 հատվածների հետ ՝ անմիջականորեն ամրացնելով պողպատե ծայրը: Երկուսն էլ պտուտակված են նշված պտուտակներով: Ոտքով ավարտելու համար PLA- ում տպված հուշումը տեղադրվում է ճնշման ներքո:

Այս ընթացակարգը պետք է կրկնվել 6 անգամ ՝ ռոբոտին աջակցող և ակտիվացնող 6 ոտքերը հավաքելու համար: Վերջապես; տեղադրեք տեսախցիկը վերին ափսեի վրա ՝ այն հարմարեցնելով ըստ օգտագործողի ցանկության:

Քայլ 5: Քայլ 5: Կոդավորում

Այս բաժնում մի փոքր նկարագրված կլինի, թե ինչպես է աշխատում ծածկագիրը: և այն բաժանվելու է երկու մասի ՝ հեռակառավարման վահանակի և վեցանկյունի ծածկագրի:

Նախ `վերահսկիչը: Դուք ցանկանում եք կարդալ պոտենցիոմետրերի անալոգային արժեքները ջոյսթիքներում: Խորհուրդ է տրվում, որ այդ արժեքները զտվեն և համարժեք լինեն միայն այն արժեքներին ստանալու համար, երբ դրանք փոխվում են ծածկագրում սահմանված տիրույթից դուրս: Երբ դա տեղի ունենա, բնույթի զանգվածի տիպի արժեքն ուղարկվում է Arduino Serial.write գործառույթի միջոցով bluetooth- ով ՝ նշելու համար, որ արժեքներից մեկը փոխել է դա, որպեսզի կարողանա ինչ -որ բան անել, երբ մյուս Bluetooth մոդուլը դրանք ստանա:

Այժմ Hexapod ծածկագիրը նույնպես կարելի է բաժանել 2 մասի:

Առաջին մասն այն է, որտեղ նշվում են այն գործառույթները, որոնք կկատարվեն ըստ bluetooth- ի կողմից ստացված հաղորդագրությունների, իսկ մյուս մասն այն է, որտեղ անհրաժեշտ է արվել վեցանկյունի կողմից կատարվող գործառույթների ստեղծման համար, ինչպիսիք են ՝ քայլելը առաջ, հետընթաց, շրջվելը և այլն: բանը, որ ցանկանում եք անել ծածկագրում, նշանակում է անհրաժեշտ փոփոխականներ ինչպես bluetooth հաղորդակցության, այնպես էլ սերվերի գործառույթների և յուրաքանչյուր ոտքի շարժումների համար:

Serial.readBytesUntil գործառույթը օգտագործվում է նիշերի ամբողջ զանգվածը ստանալու համար, որը 6 է, բոլոր հրամաններն ունեն 6 նիշ, ինչը շատ կարևոր է հաշվի առնել: Arduino- ի ֆորումներում կարող եք գտնել տեղեկանքներ, թե ինչպես ընտրել օպտիմալ պարամետրերը, որպեսզի հաղորդագրությունը ճիշտ ստացվի: Ամբողջ հաղորդագրությունը ստանալուց հետո այն համեմատվում է strcmp () ֆունկցիայի հետ, և եթե մի փոփոխականի արժեքներ վերագրող գործառույթների մի շարք այնուհետև օգտագործվում է անջատիչի գործառույթում վեցանկյունի գործառույթը նշանակելու համար:

Կան լրացուցիչ գործառույթներ, որոնցից մեկը «POTVAL» հրամանը ստանալիս փոխում է ռոբոտի բարձրությունը, մեկ այլ գործառույթ փոխում է յուրաքանչյուր ոտքի հարաբերական բարձրությունը և դրա ստատիկ պտույտը, դա հասնում է ջոյսթիկի միջոցով, և երբ կոճակը սեղմվում է վերահսկողության մեջ «BOTTON» հրամանը ստացվում է վեցանկյուն կոդի մեջ և փոխում է վեցանկյունի շարժման արագությունը:

Քայլ 6: Փորձարկում

Հետևյալ տեսանյութում ցուցադրվում է, թե ինչպես է Hexapod- ը զարգացել ժամանակի ընթացքում և տեսնել փորձարկումը և վերջնական արդյունքը: