DIY Hexapod: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

I denne instruksen vil jeg gi deg en trinnvis veiledning for å lage en Bluetooth, fjernstyrt Hexapod.

Først og fremst er dette en stor sekskant, og for å flytte den trenger du 12 sterke servomotorer (MG995) og for å håndtere denne mengden PWM -signaler (for å kontrollere hver motor) er den enkleste måten å gjøre det ved å bruke en Arduino Mega 2560. Det må bemerkes at noe ekstra utstyr ble brukt, som 3D -skrivere og WaterFlow skjæremaskin. Nå finner du alt materialet som brukes og trinnene du trenger for å bygge en av disse robotene.

Trinn 1: Hva du trenger

Utstyr

Loddejern, 3D -utskriftsmaskin, vannstråleskapemaskin.

Materiale

• PLA 3D -filament
• silisium,
• stål pedacer
• M3X20 skruer
• M3X10 skruer
• M3 nøtter
• M3 skiver
• 623zz kulelager
• CAD -programvare

Komponenter

• (12) Servomotorer MG995
• (2) 9V batterier
• (1) 6V, 7Amps batteri
• GoPro kamera
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) Joysticks
• (2) HC-05 Bluetooth-modul
• (1) 10K potensiometer

Trinn 2: Mekanikk og utforming av delene du trenger

Mekanisk design

Den mekaniske konstruksjonen starter fra antall servomotorer som skal brukes per ben. I dette prosjektet ble det besluttet å bruke 2 servoer per ben, noe som gir det et større antall frihetsgrader og gjør dets naturlighet bemerkelsesverdig. Det er klart å nevne at i alle typer mekanismer, maskiner eller roboter jo flere grader av frihet du har, jo større er naturligheten i dine bevegelser og handlinger. Innenfor planen for dette prosjektet, krav og begrensninger, er det 12 aktuatorer som skal brukes, 2 per etappe. Som nevnt vil servomotorene være hovedkomponentene i beina, la oss si at de er de punktene som representerer leddene i roboten. Med hvilke forskjellige bevegelser til maskinen utløses som sammen vil simulere bevegelsen som får den til å gå. Basert på dimensjonene til de tidligere nevnte servomotorer, er det utformet et foringsrør der denne typen aktuator er montert. Dimensjonene til denne gir referansepunkter for å designe et festesystem, for støtteelementene og kontaktene for det som skal utgjøre beinet som helhet. En av servomotorene er plassert vertikalt og den andre horisontalt, dette er hovedsakelig på grunn av retningen som akselen vil rotere og aktivere elementet den er skrudd til og dermed utvikle bevegelsen i x eller y, nødvendig for å gå av heksapoden. Når du ser på figurene og bildene, kan du se punktene der de er satt sammen til hovedbaserte, som er platene, til roboten. Hvis du ser på servomotoren i oppreist posisjon, vil du se at den er mellom begge platene. Den ene er skrudd i den øvre delen og den andre i den nedre. Derfra vil kontakter og stenger lette støtten til den andre servomotoren i en horisontal posisjon, hvorfra fire forskjellige typer kontakter fungerer som en del av beinet. Disse tillater mekanisk bevegelse som simulerer og aktiverer løft og bevegelse av dette elementet; som inkluderer disse to stengene som holder den største komponenten av beinet, som den hviler på og etterlater nesten hele vekten til roboten.

Som nevnt tidligere er det begrensninger som definerer designet ditt. De kan være forskjellige typer mekaniske, økonomiske eller andre viktige ressurser for driften av maskinen. Disse mekaniske elementene; i dette tilfellet etablerte servomotorene robotens dimensjoner. Dette er grunnen til at designet som er foreslått i denne håndboken er av slike dimensjoner, siden de hovedsakelig starter fra de valgte aktuatorene og kontrolleren, som et stort batteri ble lagt til senere.

Det er viktig å si at den mekaniske konstruksjonen ikke er definert for å replikeres slik den er foreslått. Dette kan til og med optimaliseres gjennom simuleringer av stress og tretthet av hovedelementene, stengene og / eller kontaktene. Når du tar hensyn til den valgte produksjonsmetoden, additiv produksjon, kan du få mest mulig ut av å designe, simulere og skrive ut det faste stoffet som passer best for belastninger og applikasjoner. Vurderer alltid de grunnleggende elementene i støtte, fester og lagre, for det du trenger. Dette i henhold til rollen de spiller i mekanismen. Så du bør tenke på spesifikasjonene til disse elementene slik at de har riktig sted sammen med de andre delene av beinet.

Trinn 3: Design elektronikk

2 PCB er designet for roboten.

1 er hovedkortet som skal monteres i roboten, og det andre er for elektronikken i fjernkontrollen. Kretskortet ble designet ved hjelp av Fritzing -programvaren og deretter maskinert ved hjelp av en CNC -ruter for PCB -gravering.

Hovedkortet inkluderer Arduino Mega så vel som bluetooth -modulen. Alle servoene er også tilkoblet og bruker to strømlinjer som kommer direkte fra batteriet til 2 skrueterminaler.

Fjernkontrollens PCB har flere komponenter, men er mer kompakt, fra og med monteringen av Arduino Nano, den er koblet til de to styrespakene for å kontrollere retningen og bevegelsene til Hexapod, en trykknapp med den riktige 220Ohms -motstanden, et potensiometer for å justere høyden på roboten og dens Bluetooth -modul HC05. Hele kortet drives av et 9V batteri, og elementene på det drives med 5v utgang fra Arduino -kortet.

Etter designet kan PCB -en produseres med det spesielle CNC -PCB -maskinverktøyet, og deretter kan du fortsette å installere alle komponentene i platene.

Trinn 4: Trinn 4: Montering

Etter å ha alle de trykte delene, skruene og lagrene tilgjengelig samt verktøyene for å montere roboten, kan du starte med monteringen av de tilsvarende delene, med tanke på at basene til de vertikale servoene er montert med en øvre plate og en nedre, 6 av disse brikkene med en servomotor inni seg. Nå er koblingen til akselen på servomotoren skrudd og til dette er stykket koblet: "JuntaServos" som i motstykket ville ha sitt tilsvarende lager for å lette rotasjonen mellom begge deler. Deretter vil den bli koblet til den andre servoen, den horisontale servoen og dens respektive sett med stenger som kobler seg til de to andre segmentene, noe som gjør det direkte festet til stålspissen. Begge boltet med de angitte skruene. For å avslutte med beinet, settes spissen som er trykt i PLA inn under trykk.

Denne prosedyren må gjentas 6 ganger for å montere de 6 bena som støtter og aktiverer roboten. Endelig; plasser kameraet på den øvre platen, og juster det etter ønske fra brukeren.

Trinn 5: Trinn 5: Koding

I denne delen vil det bli beskrevet litt om hvordan koden fungerer. og den skal deles i to deler, koden til fjernkontrollen og koden til hexapoden.

Først kontrolleren. Du vil lese de analoge verdiene til potensiometrene i styrespakene. Det anbefales at disse verdiene filtreres og er tilstrekkelige for å bare oppnå verdiene når disse endres utenfor området som er angitt i koden. Når dette skjer, sendes en tegnmatrisetypeverdi ved hjelp av Arduino Serial.write -funksjonen via bluetooth for å indikere at en av verdiene har endret dette for å kunne gjøre noe når den andre bluetooth -modulen mottar dem.

Nå kan også Hexapod -koden deles i 2 deler.

Den første delen er hvor funksjonene som vil bli utført i henhold til meldingene mottatt av bluetooth er angitt, og den andre delen er der det nødvendige gjøres for å lage funksjonene som utføres av hexapoden, for eksempel å gå fremover, bakover, snu, andre Den første tingen du vil gjøre i koden, er å angi de nødvendige variablene for driften av både Bluetooth -kommunikasjonen og funksjonene til servoene og bevegelsene i hvert ben.

Serial.readBytesUntil -funksjonen brukes til å hente hele rekken med tegn, som er 6, alle kommandoer har 6 tegn, det er noe veldig viktig å ta hensyn til. I forumene til Arduino kan du finne referanser om hvordan du velger de optimale parameterne slik at meldingen mottas riktig. Etter å ha mottatt hele meldingen, blir den sammenlignet med strcmp () -funksjonen, og et sett med om funksjoner som tildeler verdier til en variabel deretter brukes til å tildele funksjonen til en hexapod i en switchfunksjon.

Det er ekstra funksjoner, som en av dem når du mottar kommandoen "POTVAL" endrer høyden på roboten, en annen funksjon endrer den relative høyden til hvert ben og dens statiske rotasjon, dette oppnås med joysticken, og når du trykker på knappen i kontrollen mottas "BOTTON" -kommandoen i hexapod -koden og endrer bevegelseshastigheten til hexapoden.

Trinn 6: Testing

I den følgende videoen er det vist hvordan Hexapod utviklet seg over tid og for å se testingen og sluttresultatet.