DIY Hexapod: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

I denna instruerbara kommer jag att ge dig steg -för -steg -guiden för att skapa en bluetooth, fjärrstyrd Hexapod.

Först och främst är detta en stor hexapod, och för att flytta den behöver du 12 starka servomotorer (MG995) och för att hantera denna mängd PWM -signaler (för att styra varje motor) är det enklaste sättet att göra det med en Arduino Mega 2560 Det måste noteras att en del extrautrustning användes, som 3D -skrivare och WaterFlow -skärmaskin. Nu hittar du allt material som används och stegen du behöver för att bygga en av dessa robotar.

Steg 1: Vad du behöver

Utrustning

Lödkolv, 3D -utskriftsmaskin, skärmaskin för vattenstråle.

Material

• PLA 3D -utskriftstråd
• kisel,
• stål pedacer
• M3X20 skruvar
• M3X10 skruvar
• M3 nötter
• M3 brickor
• 623zz kullager
• CAD -programvara

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

Steg 2: Mekanik och design av de delar du behöver

Mekanisk design

Den mekaniska konstruktionen utgår från antalet servomotorer som ska användas per ben. I detta projekt beslutades att använda 2 servon per ben, vilket ger det ett större antal frihetsgrader och gör dess naturlighet anmärkningsvärd. Det är klart att nämna att i alla typer av mekanismer, maskiner eller robotar ju fler grader av frihet du har, desto större är det naturliga i dina rörelser och handlingar. Inom planen för detta projekt, krav och begränsningar, finns det 12 ställdon som ska användas, 2 per ben. Som nämnts kommer servomotorerna att vara huvudkomponenterna i benen, låt oss säga att de är de punkter som representerar robotens leder. Genom vilka olika rörelser till maskinen utlöses som tillsammans kommer att simulera rörelsen som får den att gå. Baserat på måtten på de tidigare nämnda servomotorerna är ett hölje utformat där denna typ av ställdon är monterad. Dimensionerna för denna ger referenspunkter för att utforma ett fästsystem, för stödelementen och kontakterna för det som kommer att utgöra benet som helhet. En av servomotorerna är placerade vertikalt och den andra horisontellt, detta beror huvudsakligen på i vilken riktning dess axel kommer att rotera och aktivera elementet som det är skruvat till och därmed utveckla rörelsen i x eller y, nödvändig för att gå av hexapoden. När du tittar på figurerna och bilderna kan du se punkterna där de monteras till huvudbaserade, som är plattorna, för roboten. Om du tittar på servomotorn i upprätt läge, ser du att den är mellan båda plattorna. En av dem skruvas i den övre delen och den andra i den nedre. Därifrån kommer kontakter och stänger att underlätta stödet för den andra servomotorn i horisontellt läge, från vilket fyra olika typer av kontakter fungerar som en del av benet. Dessa tillåter mekanisk rörelse som simulerar och aktiverar lyft och rörelse av detta element; som inkluderar dessa två staplar som rymmer den största delen av benet, på vilket det vilar och lämnar nästan hela vikten av roboten.

Som nämnts tidigare finns det begränsningar som definierar din design. De kan vara olika typer, oavsett om de är mekaniska, ekonomiska eller andra viktiga resurser för din maskin. Dessa mekaniska element; i detta fall fastställde servomotorerna robotens dimensioner. Det är därför designen som föreslås i denna handbok har sådana dimensioner, eftersom de huvudsakligen utgår från de utvalda ställdonen och styrenheterna, till vilka ett stort batteri tillsattes senare.

Det är viktigt att säga att den mekaniska konstruktionen inte är definierad att replikeras som den föreslås. Detta kan till och med optimeras genom simuleringar av stress och trötthet hos huvudelementen, stänger och / eller kontakter. Med hänsyn till den valda tillverkningsmetoden, additiv tillverkning, kan du få ut det mesta av att designa, simulera och skriva ut det material som bäst passar dina laster och applikationer. Tänk alltid på de grundläggande elementen i stöd, fästelement och lager för vad du behöver. Detta beroende på vilken roll de spelar i mekanismen. Så du bör tänka på specifikationerna för dessa element så att de har rätt plats tillsammans med de andra delarna av benet.

Steg 3: Designa elektronik

2 kretskort var konstruerade för roboten.

1 är huvudkortet som kommer att monteras i roboten och det andra är för elektroniken i fjärrkontrollen. Kretskortet designades med Fritzing -programvaran och bearbetades sedan med en CNC -router för PCB -gravering.

Det huvudsakliga kretskortet inkluderar Arduino Mega samt bluetooth -modulen. Alla servon är också anslutna och använder två kraftlinjer som kommer direkt från batteriet till 2 skruvplintar.

Fjärrkontrollens kretskort har fler komponenter men är mer kompakt, från och med monteringen av Arduino Nano, till den är ansluten de två joystickarna för att styra Hexapods riktning och rörelser, en tryckknapp med sitt lämpliga 220Ohm -motstånd, en potentiometer för att justera höjden på roboten och dess bluetooth -modul HC05. Hela kortet drivs med ett 9V -batteri och elementen på det drivs med Arduino -kortets 5v -utgång.

Efter designen kan kretskortet tillverkas med det speciella CNC -kretskortsbearbetningsverktyget och sedan kan du fortsätta att installera alla komponenter i brädorna.

Steg 4: Steg 4: Montering

Efter att ha alla tryckta delar, skruvar och lager tillgängliga samt verktygen för att montera roboten kan du börja med montering av motsvarande delar, med tanke på att baserna på de vertikala servon är monterade med en övre platta och en nedre, 6 av dessa bitar med en servomotor inuti dem. Nu är kopplingen till servomotorns axel skruvad och till detta är stycket anslutet: "JuntaServos" som i sin motsvarighet skulle ha motsvarande lager för att underlätta rotationen mellan båda delarna. Sedan skulle den anslutas till den andra servon, den horisontella servon och dess respektive uppsättning staplar som länkar till de andra två segmenten, vilket gör en direkt fastsättning till stålspetsen. Båda bultade med de angivna skruvarna. För att avsluta med benet sätts spetsen tryckt i PLA in under tryck.

Denna procedur måste upprepas 6 gånger för att montera de 6 benen som stöder och aktiverar roboten. Till sist; placera kameran på den övre plattan och justera den som användaren önskar.

Steg 5: Steg 5: Kodning

I det här avsnittet kommer det att beskrivas lite om hur koden fungerar. och det kommer att delas upp i två delar, koden för fjärrkontrollen och koden för hexapoden.

Först kontrollen. Du vill läsa de analoga värdena för potentiometrarna i joystickarna. Det rekommenderas att dessa värden filtreras och är tillräckliga för att endast få värdena när dessa ändras utanför det intervall som fastställs i koden. När detta händer skickas ett teckenuppsättningsvärde med Arduino Serial.write -funktionen via bluetooth för att indikera att ett av värdena har ändrat detta för att kunna göra något när den andra Bluetooth -modulen tar emot dem.

Nu kan Hexapod -koden också delas upp i 2 delar.

Den första delen är där de funktioner som kommer att göras enligt meddelandena som tas emot av bluetooth är avsedda och den andra delen är där det nödvändiga görs för att skapa de funktioner som utförs av hexapoden, till exempel att gå framåt, bakåt, vända, andra det du vill göra i koden är att ange de nödvändiga variablerna för driften av både Bluetooth -kommunikationen och servonas funktioner och deras rörelser i varje ben.

funktionen Serial.readBytesUntil används för att erhålla hela teckenuppsättningen, som är 6, alla kommandon har 6 tecken, det är något mycket viktigt att ta hänsyn till. I forumet för Arduino kan du hitta referenser om hur du väljer de optimala parametrarna så att meddelandet tas emot korrekt. Efter att ha fått hela meddelandet jämförs det med funktionen strcmp (), och en uppsättning om funktioner som tilldelar en variabel värden sedan används för att tilldela funktionen för en hexapod i en switchfunktion.

Det finns extra funktioner, som en av dem när du får kommandot "POTVAL" ändrar robotens höjd, en annan funktion ändrar den relativa höjden på varje ben och dess statiska rotation, detta uppnås med joysticken och när knappen trycks in i kontrollen mottas kommandot "BOTTON" i hexapodkoden och ändrar hexapodens rörelsehastighet.

Steg 6: Testning

I följande video visas hur Hexapod utvecklats över tiden och för att se testningen och slutresultatet.