"Miles" Quadruped Spider Robot: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Baserat på Arduino Nano är Miles en spindelrobot som använder sina fyra ben för att gå och manövrera. Den använder 8 SG90 / MG90 Servomotorer som ställdon för benen, består av en anpassad kretskort som är gjord för att driva och styra servon och Arduino Nano. PCB har dedikerade platser för IMU -modul, Bluetooth -modul och till och med IR -sensorarray för att göra roboten autonom. Kroppen är gjord av laserskurna 3 mm akrylark, kan också skrivas ut i 3D. Det är ett fantastiskt projekt för entusiaster att utforska invers kinematik inom robotik.

Koden och biblioteken, Gerber -filer och STL/step -filer för projektet kommer att göras tillgängliga på begäran. Miles finns också som Kit, DM för detaljer.

Detta projekt är inspirerat av mePed (www.meped.io) och använder en uppgraderad kod inspirerad av det.

Tillbehör

Komponenter som behövs:

Valfria är markerade som ~

• Miles PCB (1)
• Miles mekaniska kroppsdelar
• SG90/MG90 servomotorer (12)
• Aduino Nano (1)
• LM7805 Spänningsregulator (6)
• Skjutbrytare (1)
• 0.33uF elektrolytisk kåpa (2)
• 0.1uF elektrolytisk kåpa (1)
• 3,08 mm 2 -stifts Pheonix -kontakt (1)
• 2 -polig Relimate -kontakt (1) ~
• 10 -stifts Relimate -kontakt (1) ~
• 4 tum Relimate -kontakt (1) ~
• Manliga huvudstiften för servokontakter

Steg 1: Designa schemat och PCB

Jag designar mina PCB i Altium -programvara (för att ladda ner klicka här). 12 SG90/MG90-servon kan förbruka upp till 4-5 ampere om alla fungerar samtidigt, så konstruktionen kräver högre strömutgångskapacitet. Jag har använt 7805 spänningsregulator för att driva servon, men den kan mata ut max 1 Amp ström. För att lösa detta problem är 6 LM7805 IC parallellt anslutna för att öka strömutgången.

Schematics och Gerber hittar du här.

Funktioner i denna design inkluderar:

• MPU6050/9250 används för vinkelmätning
• Upp till 6 Amp strömutgång
• Isolerad Servo strömförsörjning
• HCsr04 Ultraljuds sensorutgång
• Periferiutrustning för Bluetooth och I2C tillhandahålls också.
• Alla analoga stift finns på en Relimate -kontakt för sensorer och ställdon
• 12 servoutgångar
• Strömindikering LED

Specifikationer för kretskort:

• Storleken på kretskortet är 77 x 94 mm
• 2 lager FR4
• 1,6 mm

Steg 2: Lödning av komponenterna och överföring av koden

Löd komponenterna i stigande ordning efter komponenternas höjder, börja med SMD -komponenter först.

Det finns bara ett SMD -motstånd i denna design. Lägg till hona för hona för Arduino och LM7805 så att den kan bytas ut om det behövs. Lödhane för huvudlister för servokontakter och andra komponenter på plats.

Designen har separat 5V för servon och Arduino. Kontrollera om det finns shorts med jord på alla enskilda kraftskenor, dvs Arduino 5V -utgång, Servo VCC -utgång och ingång 12V Phoenix.

När kretskortet är kontrollerat för shorts är Arduino redo att programmeras. Testkoden finns på min github (Klicka här). Ladda upp testkoden och montera hela roboten.

Steg 3: Montering av laserskuren kropp:

Det finns totalt 26 delar i designen som kan 3D -printas eller laserskäras av 2 mm akrylark. Jag har använt röda och blåa 2 mm akrylark för att ge roboten ett Spiderman -utseende.

Kroppen består av flera länkar som kan fixeras med M2- och M3 -mutterbultar. Servon fixeras med M2 mutterbultar. Var noga med att lägga till batterierna och kretskortet i huvudkroppen innan du fixerar den övre höljet.

Nödvändiga filer finns på min github (Klicka här)

Steg 4: Anslut allt och testa roboten:

Avsluta nu med att ansluta servon i följande ordning:

(D2) Fram vänster svängningsservo

(D3) Fram vänster lyftservo

(D4) Bak Vänster Pivot Servo

(D5) Bak vänster lyftservo

(D6) Bak Höger Pivot Servo

(D7) Bak höger lyftservo

(D8) Fram Höger Pivot Servo

(D9) Fram höger lyftservo

Starta roboten med skjutreglaget!

Steg 5: Framtida förbättringar:

Omvänd kinematik:

Den nuvarande koden använder ett positionellt tillvägagångssätt där vi tillhandahåller de vinklar som servon ska flytta till för att uppnå viss rörelse. Omvänd kinematik kommer att ge roboten ett mer sofistikerat tillvägagångssätt vid promenader.

Bluetooth -appkontroll:

UART-kontakten på kretskortet gör att användaren kan ansluta en bluetooth-modul som HC-05 för att trådlöst styra roboten med en smartphone.