Hexa-pod: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτό είναι ένα εξάποδο, είναι ένα ρομπότ μικρού μεγέθους που έχει μικρά μέρη κατασκευασμένα με τον 3D εκτυπωτή χρησιμοποιώντας νάιλον νήμα.

Είναι εύκολο να ελέγξετε και να παίξετε τη λειτουργία του. Η κίνηση είναι:

Προς τα εμπρός

Οπισθοδρομικός

Δεξιά στροφή

Αριστερή στροφή

Δεξιά Εμπρός

Αριστερά μπροστά

δεξιά προς τα πίσω

αριστερά προς τα πίσω

Ο σχεδιασμός που χρησιμοποιείται για το σώμα του εξάποδου είναι ορθογώνιος. Το ορθογώνιο σχήμα του σώματος με έξι πόδια να έχουν τρεις βαθμούς ελευθερίας σε κάθε πόδι είναι η ειδικότητά του. Αυτός ο σχεδιασμός επαναλαμβάνει τη δυναμική κίνηση των εντόμων με έξι πόδια. Ο σχεδιασμός Hexapod είναι η αναβαθμισμένη έκδοση του προηγούμενου hexapod του έργου μου (instructables.com/id/HEXAPOD-2/) που είχα κάνει νωρίς πριν από 2 χρόνια με τη βοήθεια ο πλαστικός χάρακας. μέσα σε αυτά τα δύο χρόνια, καθώς ήμουν φοιτητής μηχανικής, έμαθα να χρησιμοποιώ διαφορετικά προγράμματα και λογισμικά. (όπως proteus και CAD) που με βοηθά να κάνω αυτό το εξάποδο μέχρι αυτό. Αναβαθμίζω αυτό το εξάποδο από το πρώτο σε αυτό αντικαθιστώντας όλα τα μέρη του σώματος.

Βήμα 1: Εργαλεία και υλικά

Για να φτιάξω αυτό το εξάποδο είχα χρησιμοποιήσει μερικά βασικά εργαλεία και αναφέρονται ως:

1. Εκτυπωτής 3D: Ο τρισδιάστατος εκτυπωτής χρησιμοποιείται για την εκτύπωση όλων των τρισδιάστατων τμημάτων του εξάποδου.

2. Χάρτινη ταινία: Το χρησιμοποίησα για να δέσω το σύρμα στις αντίστοιχες θέσεις τους.

3. Θερμή κόλλα και κόλλα: Χρησιμοποιείται για την τοποθέτηση της βάσης εργαλείων που είναι σταθερή στα σημεία.

4. συγκολλητικό σίδερο: Χρησιμοποιείται για τη συγκόλληση της ανδρικής κεφαλίδας στον πίνακα pvc.

ΥΛΙΚΑ:

Έφερα όλο το ηλεκτρονικό εξάρτημα από το ηλεκτρονικό κατάστημα

και το ηλεκτρονικό στοιχείο είναι:

1. Arduino Uno

2. Servo μοτέρ SG90

3. Μονάδα Bluetooth hc-05

Arduino Uno: Καθώς είναι φθηνό και εύκολο στη χρήση και στο προηγούμενο hexapod είχα το ίδιο Arduino uno που ήταν προηγουμένως διαθέσιμο, έτσι χρησιμοποιώ Arduino αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε Arduino.

Servo Sg90: Είναι ένας ελαφρύς σερβοκινητήρας ελαφρού βάρους με καλή απόδοση που έχει (0-180) βαθμό λειτουργίας, αν και είχα χρησιμοποιήσει το servo sg90. Θα ήθελα να προτείνω τη χρήση servo mg90 επειδή μετά από αρκετή λειτουργία του σερβοκινητήρα sg90, η απόδοση μειώνεται καθώς τα πλαστικά εργαλεία σκίζονται.

Μονάδα Bluetooth (Hc-05): Είναι ανθεκτικό και έχει υψηλή ταχύτητα μετάδοσης με ρυθμό εκκίνησης 9600 και μπορεί να λειτουργήσει μέσω τάσης 3-5dc.

Πηγή ενέργειας: για την πηγή τροφοδοσίας έχω ευελιξία να χρησιμοποιώ διαφορετική πηγή ενέργειας. Καθώς το hexapod μπορεί να λειτουργήσει σε 5v dc, το hexapod μπορεί να τροφοδοτηθεί μέσω του power-bank καθώς και του γενικού φορτιστή κινητού ή μέσω της θύρας usb του φορητού υπολογιστή usb Λιμάνι.

Βήμα 2: Δημιουργία τρισδιάστατων τμημάτων

Καθώς υπάρχουν πολλές πλατφόρμες για 3d modules λογισμικό CAD και με οποιαδήποτε βασική πληροφορία και γνώση σχετικά με την εντολή, ο καθένας μπορεί να δημιουργήσει τις δικές του 3d ενότητες. Για το σχεδιασμό των τρισδιάστατων ενοτήτων χρησιμοποίησα μια διαδικτυακή πλατφόρμα (onshape.com)

Για το σχεδιασμό των τρισδιάστατων ενοτήτων, πρέπει πρώτα να δημιουργήσω έναν λογαριασμό και να συνδεθώ καθώς έχω δημιουργήσει έναν μαθητικό λογαριασμό, μπορώ να έχω πρόσβαση σε όλες τις δυνατότητες του onshape.

Για το σχεδιασμό των τρισδιάστατων ενοτήτων, έλαβα αναφορά σχεδίασης από αυτό του έργου που είναι διαθέσιμο σε αυτούς τους εκπαιδευτικούς ιστότοπους (https://www.instructables.com/id/DIY-Spider-RobotQuad-robot-Quadruped/). Πήρα αναφορά εκείνου του έργου για το σχεδιασμό του εξαρτήματος του εξάποδ μου, αλλά όλη η σχεδίαση γίνεται από μένα παρόμοια με αυτά.

Γενικά στο εξάποδό μου, αυτά είναι τα συστατικά που χρησιμοποιούνται

1. Άνω μέρος σώματος x1

2. Κάτω μέρος του σώματος x1

3. Αριστερά Coxa x 3

4. Σωστό Coxa x3

5. Μηρός x6

6. Αριστερή κνήμη x 3

7. Δεξιά κνήμη x3

8. Κάτοχος x12

Μπορείτε να κατεβάσετε τις τρισδιάστατες ενότητες μέσω αυτού του συνδέσμου:

drive.google.com/drive/folders/1YxSF3GjAt-…

ας ελέγξουμε τον σχεδιασμό των τρισδιάστατων ενοτήτων με αποσύνθεση:

Βήμα 3: Καλωδίωση και σύνδεση

Για την καλωδίωση του εξάποδου σχεδιάζω το διάγραμμα κυκλώματος στον πρωτείο και αναπτύσσω το κύκλωμα στον πίνακα μήτρας pvc όπως φαίνεται στις φωτογραφίες. Η σύνδεση του σερβοκινητήρα είναι κοινή όπως όπως

σερβο μοτέρ (1-7)

σερβο μοτέρ (2-3)

σερβο μοτέρ (5-6)

σερβο μοτέρ (8-9)

σερβο μοτέρ (11-12)

σερβο μοτέρ (14-15)

σερβο μοτέρ (17-18)

Servo μοτέρ (10-16)

Βήμα 4: Συναρμολόγηση και προσομοίωση στο Cad

Τώρα ας δούμε την προσομοίωση των ποδιών του εξάποδου πώς αποκτά τον τρεις βαθμούς ελευθερίας.

Ο πιο χρονοβόρος χρόνος του έργου είναι ο σχεδιασμός των τρισδιάστατων ενοτήτων των διαφορετικών τμημάτων και η εκτύπωσή τους καθώς και η προσομοίωση των κυκλωμάτων.

Το πιο συνηθισμένο τεχνικό πρόβλημα που προέκυψε αυτό το έργο στην αρχή είναι η διαχείριση ισχύος και η διαχείριση βάρους για να ξεπεραστεί το πρόβλημα τροφοδοσίας, η παροχή ενέργειας στον σερβοκινητήρα συνδέω απευθείας τον βραχυκυκλωτήρα από κάτω από τη θύρα Arduino A/B. Επίσης, πήρα τροφοδοσία 5v dc από την πλακέτα Arduino, με την οποία η προσφορά σταφίδας αυξάνεται με την εναπομένουσα παροχή 5v, με την οποία παίρνω τα οφέλη όπως το εξάποδό μου μπορεί να λειτουργήσει χρησιμοποιώντας οποιονδήποτε συνηθισμένο φορτιστή κινητού, power-bank ή θύρα usb του φορητού υπολογιστή. Και για τη διατήρηση του βάρους και του κέντρου βάρους ομοιόμορφα, ακόμη και όταν τα πόδια του σηκώνονται στον αέρα, έχω προγραμματίσει το εξάποδο με τέτοιο τρόπο ώστε να επαναλαμβάνει την κίνηση έξι εντόμων ποδιών. Τα πρώτα τρία πόδια ανεβαίνουν και κινούνται, στη συνέχεια προσγειώνονται και μετά από αυτό, άλλα τρία πόδια σηκώνονται και κινούνται και στη συνέχεια προσγειώνονται με την οποία όλο το βάρος φτάνει στο κέντρο του σώματος.

Βήμα 5: Κωδικός Arduino και apk για κινητά

Μετά την εκτύπωση τρισδιάστατων ενοτήτων και τη συλλογή όλου του υλικού και τη συναρμολόγησή τους, προγραμματίζω το Arduino σύμφωνα με τις απαιτήσεις μας. Έχω κωδικοποιήσει το εξάποδο όπως επαναλαμβάνει την κίνηση του εντόμου καθώς κινείται προς τα εμπρός, προς τα πίσω, σε άνοδο, κατάπτωση και ούτω καθεξής.

Και για να δώσω την εντολή και τον έλεγχο του hexapod, ανέπτυξα τις εφαρμογές android ως απαιτήσεις και πρόγραμμα (κωδικοποίηση) που έχω κάνει στο Arduino. Για να δείξω το εξάποδό μου η λειτουργία της δυναμικής κίνησης εδώ είναι μια εικόνα των εφαρμογών μου. Αυτό το apk διαθέτει το κουμπί (κουμπί) και παρέχει τον ειδικό μεμονωμένο κωδικό για την εκτέλεση της συγκεκριμένης λειτουργίας.

Εδώ ο κωδικός:

Βήμα 6: Ολοκληρώθηκε

Αφού συναρμολογήσετε όλο το υλικό και τον προγραμματισμό εφαρμογών arduino και κινητών. τελικά αυτό το εξάποδο είναι έτοιμο να λειτουργήσει.

Είχα αναβαθμίσει αυτό το εξάποδο από το πρώτο μου εξάποδο σε αυτό, όπως φαίνεται στην εικόνα, το οποίο έχω κάνει χρησιμοποιώντας διαφορετικές γνώσεις που αποκτήθηκαν από τα μαθήματα μηχανικής μου, καθώς και με τη βοήθεια της διαφορετικής ανάρτησης που σχετίζεται με το εξάποδο σε αυτόν τον ιστότοπο

Καθώς αυτό το έργο είναι ένα από τα μεγάλα επιτεύγματα της καριέρας των μαθητών μου. Θα συνεχίσω να το αναβαθμίζω περαιτέρω και να κάνω άλλο έργο.

οπότε αν κάποιος έχει οποιαδήποτε ερώτηση σχετικά με το pod robot ή το έργο μου "hexapod", απλώς ρωτήστε το.

Εδώ είναι μια ματιά στο εξάποδ μου, όπου ο ανιψιός μου ελέγχει το εξάποδο και διασκεδάζει.