DIY Hexapod: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

I denne instruktive vil jeg give dig trin for trin vejledning til at oprette en bluetooth, fjernbetjent Hexapod.

Først og fremmest er dette en stor sekskant, og for at flytte den skal du bruge 12 stærke servomotorer (MG995) og for at håndtere denne mængde PWM -signaler (for at styre hver motor) er den nemmeste måde at gøre det på ved hjælp af en Arduino Mega 2560 Det skal bemærkes, at der blev brugt noget ekstra udstyr, f.eks. 3D -printere og WaterFlow -skæremaskine. Nu finder du alle de anvendte materialer og de trin, du skal bruge for at bygge en af disse robotter.

Trin 1: Hvad skal du bruge

Udstyr

Loddejern, 3D -printer, vandstråleskæremaskine.

Materiale

• PLA 3D -printfilament
• silicium,
• stål pedacer
• M3X20 skruer
• M3X10 skruer
• M3 nødder
• M3 skiver
• 623zz kuglelejer
• CAD -software

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 potentiometer

Trin 2: Mekanik og design af de dele, du skal bruge

Mekanisk design

Det mekaniske design starter fra antallet af servomotorer, der skal bruges pr. Ben. I dette projekt blev det besluttet at bruge 2 servoer pr. Ben, hvilket gav det et større antal frihedsgrader og gjorde dets naturlighed bemærkelsesværdig. Det er klart at nævne, at i enhver form for mekanismer, maskiner eller robotter jo flere frihedsgrader du har, desto større er naturligheden i dine bevægelser og handlinger. Inden for planen for dette projekt, krav og begrænsninger, er der 12 aktuatorer, der skal bruges, 2 pr. Ben. Som nævnt vil servomotorer være hovedkomponenterne i benene, lad os sige, at det er de punkter, der repræsenterer leddene i robotten. Herved udløses forskellige bevægelser til maskinen, der tilsammen vil simulere bevægelsen, der får den til at gå. Baseret på dimensionerne på de tidligere nævnte servomotorer er der designet et hus, hvor denne type aktuator er monteret. Dimensionerne af denne giver referencepunkter til at designe et fastgørelsessystem til støtteelementerne og stikene til det, der skal udgøre benet som helhed. Den ene servomotor er placeret lodret og den anden vandret, dette skyldes hovedsageligt retningen i hvilken akslen vil rotere og aktivere det element, den er skruet til og dermed udvikle bevægelsen i x eller y, der er nødvendig for at gå hexapoden. Når man ser på figurerne og billederne, kan man se de punkter, hvor de er samlet til hovedbaserede, som er pladerne, af robotten. Hvis du tager et kig på servomotoren i opretstående position, vil du se, at den er mellem begge plader. Den ene er skruet i den øverste del og den anden i den nederste. Derfra vil stik og stænger lette støtten til den anden servomotor i en vandret position, hvorfra 4 forskellige typer stik fungerer som en del af benet. Disse tillader den mekaniske bevægelse, der simulerer og aktiverer løft og bevægelse af dette element; som omfatter disse to stænger, der rummer den største komponent af benet, som den hviler på og efterlader næsten hele robotens vægt.

Som nævnt før er der begrænsninger, der definerer dit design. De kan være forskellige typer, hvad enten de er mekaniske, økonomiske eller andre væsentlige ressourcer til driften af din maskine. Disse mekaniske elementer; i dette tilfælde etablerede servomotorer robotens dimensioner. Derfor er designet, der foreslås i denne manual, af sådanne dimensioner, da de hovedsageligt starter fra de udvalgte aktuatorer og controller, hvortil der senere blev tilføjet et stort batteri.

Det er vigtigt at sige, at det mekaniske design ikke er defineret til at replikeres, som det er foreslået. Dette kan endda optimeres gennem simuleringer af stress og træthed af hovedelementerne, stænger og / eller stik. Under hensyntagen til den valgte fremstillingsmetode, additiv fremstilling, kan du få mest muligt ud af at designe, simulere og udskrive det faste stof, der passer bedst til din belastning og applikation. Overvejer altid de grundlæggende elementer i støtte, fastgørelseselementer og lejer til det, du har brug for. Dette i henhold til den rolle, de spiller i mekanismen. Så du bør tænke over specifikationerne for disse elementer, så de har det passende sted sammen med de andre stykker af benet.

Trin 3: Design af elektronik

2 PCB'er blev designet til robotten.

1 er hovedkortet, der monteres i robotten, og det andet er til elektronikken i fjernbetjeningen. PCB'et blev designet ved hjælp af Fritzing -softwaren og derefter bearbejdet ved hjælp af en CNC Router til PCB -gravering.

Hovedkortet indeholder Arduino Mega samt bluetooth -modulet, samtlige servoer er også forbundet og bruger to strømlinjer, der kommer direkte fra batteriet til 2 skrueterminaler.

Fjernbetjeningens printkort har flere komponenter, men er mere kompakt, startende med montering af Arduino Nano, til det er forbundet de to joysticks til at styre retningen og bevægelserne af Hexapod, en trykknap med den passende 220Ohms modstand, et potentiometer at justere robotens højde og dets bluetooth -modul HC05. Hele kortet drives af et 9V -batteri, og elementerne på det drives af 5v -output fra Arduino -kortet.

Efter designet kan printkortet fremstilles med det specielle CNC PCB -bearbejdningsværktøj, og derefter kan du fortsætte med at installere alle komponenterne i brædderne.

Trin 4: Trin 4: Samling

Efter at have alle de udskrevne dele, skruer og lejer til rådighed samt værktøjerne til at samle robotten, kan du starte med samlingen af de tilsvarende dele, i betragtning af at baserne på de lodrette servoer er samlet med en overplade og en nederste, 6 af disse stykker med en servomotor indeni. Nu er koblingen til servomotorens aksel skruet, og til dette er stykket forbundet: "JuntaServos", der i modstykket ville have sit tilsvarende leje for at lette rotationen mellem begge dele. Derefter ville den blive forbundet til den anden servo, den vandrette servo og dens respektive sæt af stænger, der forbinder med de to andre segmenter, hvilket gør en direkte fastgørelse til stålspidsen. Begge boltet med de angivne skruer. For at afslutte med benet indsættes spidsen trykt i PLA under tryk.

Denne procedure skal gentages 6 gange for at samle de 6 ben, der understøtter og aktiverer robotten. Endelig; placer kameraet på den øverste plade, og juster det som ønsket af brugeren.

Trin 5: Trin 5: Kodning

I dette afsnit vil det blive beskrevet lidt om, hvordan koden fungerer. og den vil blive delt i to dele, koden til fjernbetjeningen og koden til hexapoden.

Først controlleren. Du vil læse de analoge værdier for potentiometrene i joysticks. Det anbefales, at disse værdier filtreres og er tilstrækkelige til kun at opnå værdierne, når disse ændres uden for det område, der er fastlagt i koden. Når dette sker, sendes en værdi af en tegnsætningstype ved hjælp af Arduino Serial.write -funktionen via bluetooth for at indikere, at en af værdierne har ændret dette for at kunne gøre noget, når det andet bluetooth -modul modtager dem.

Nu kan Hexapod -koden også opdeles i 2 dele.

Den første del er, hvor de funktioner, der vil blive foretaget i henhold til meddelelserne modtaget af bluetooth, er angivet, og den anden del er, hvor det nødvendige gøres for at oprette de funktioner, der udføres af hexapoden, såsom at gå fremad, bagud, dreje, andre Den første ting, du vil gøre i koden, er at angive de nødvendige variabler for driften af både bluetooth -kommunikationen og servoernes funktioner og deres bevægelser i hvert ben.

funktionen Serial.readBytesUntil bruges til at hente hele rækken af tegn, som er 6, alle kommandoer har 6 tegn, det er noget meget vigtigt at tage højde for. I fora i Arduino kan du finde referencer om, hvordan du vælger de optimale parametre, så meddelelsen modtages korrekt. Efter at have modtaget hele meddelelsen, sammenlignes den med funktionen strcmp (), og et sæt hvis funktioner, der tildeler værdier til en variabel, derefter bruges til at tildele funktionen af en hexapod i en switchfunktion.

Der er ekstra funktioner, som en af dem når du modtager kommandoen "POTVAL" ændrer robotens højde, en anden funktion ændrer den relative højde på hvert ben og dets statiske rotation, dette opnås med joysticket, og når der trykkes på knappen i kontrollen modtages kommandoen "BOTTON" i hexapod -koden og ændrer hexapodens bevægelseshastighed.

Trin 6: Test

I den følgende video vises det, hvordan Hexapod udviklede sig over tid og for at se testen og slutresultatet.