Walker 4 ποδιών με βάση το Servo: 12 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Φτιάξτε το δικό σας (άσκοπα τεχνολογικό) ρομπότ με 4 πόδια ποδηλάτη! Το BEAM 4-legger μπορεί να είναι πιο εύκολο για εσάς εάν δεν είστε ήδη προετοιμασμένοι για προγραμματισμό μικροελεγκτών και θέλετε απλώς να δημιουργήσετε έναν περιπατητή. Από την άλλη πλευρά, εάν ξεκινάτε με προγραμματισμό μικροεπεξεργαστών και έχετε δύο σερβομηχανήματα ξεκινάει, εδώ είναι το ιδανικό σας έργο! Μπορείτε να παίξετε με τους μηχανικούς των περιπατητών χωρίς να χρειάζεται να ανησυχείτε για το πολύπλοκο αναλογικό μικροκλίμα του BEAM. Έτσι, παρόλο που αυτό δεν είναι πραγματικά ένα bot BEAM, οι ακόλουθες δύο ιστοσελίδες είναι εξαιρετικοί πόροι για κάθε περιπατητή με 4 πόδια: Το σεμινάριο των 4 ποδιών του Bram van Zoelen έχει μια καλή επισκόπηση της μηχανικής και της θεωρίας. Έβγαλα το σχέδιο του ποδιού μου ιστοσελίδα. Ο ιστότοπος περιπάτου του Chiu-Yuan Fang είναι επίσης πολύ καλός για πράγματα BEAM και μερικά πιο προηγμένα σχέδια περιπατητών. Έγινε ανάγνωση; Είστε έτοιμοι να χτίσετε;

Βήμα 1: Συγκεντρώστε μέρη, μετρήστε, προγραμματίστε λίγο

Το να φτιάξεις έναν τετράποδο σερβιτόρο είναι αρκετά απλό, ως προς τα μέρη. Βασικά, χρειάζεστε δύο κινητήρες, πόδια, μια μπαταρία, κάτι για να κάνετε τους κινητήρες να πηγαίνουν μπρος-πίσω και ένα πλαίσιο για να τα κρατάει όλα. Λίστα μερών: 2x Tower Hobbies TS-53 Servos20 σε σύρμα βαρέος χαλκού: 12in για τα μπροστινά πόδια, 8in για πίσω. Είχα 10 μετρητές. Το 12άρι πρέπει να λειτουργεί, αλλά υποθέτω. Η μπαταρία είναι ένα NiMH 3,6v που πωλούσε φθηνά στο διαδίκτυο. Ο εγκέφαλος του μικροελεγκτή είναι AVR ATMega 8. Το πλαίσιο είναι Sintra, το οποίο είναι πολύ καλό. Είναι ένα πλαστικό αφρώδες υλικό που λυγίζει όταν το ζεσταίνετε σε βραστό νερό. Μπορείτε να το κόψετε, να το τρυπήσετε, να το κάνετε ματ-μαχαίρι και στη συνέχεια να το λυγίσετε ώστε να έχει σχήμα. Πήρα το δικό μου στο Solarbotics. Άλλα μέρη: Διάτρητη πλακέτα έργου για το κύκλωμα Κεφαλίδες απενεργοποίησης (αρσενικές και θηλυκές) για συνδέσεις σερβο και μπαταρίας Μια υποδοχή 28 ακίδων για την ATMega Κόλλα Super-duper Συγκολλητικό σίδερο και σύρμα Μερικά μικροσκοπικά μπουλόνια για να συγκρατούν τους κινητήρες μαχαίρι onDrillMatteΕδώ, με βλέπετε να μετράω τα μέρη, να κάνω ένα σκίτσο για το πλαίσιο και μετά να πιάνω έναν χάρακα για να φτιάξω ένα χάρτινο πρότυπο. Χρησιμοποίησα το πρότυπο ως οδηγό για να σημειώσω με ένα στυλό όπου θα ανοίξω τρύπες στο Sintra.

Βήμα 2: Δημιουργία πλαισίου, Fit Motors

Πρώτα άνοιξα τρύπες στις γωνίες των δύο κοπών του κινητήρα, και έπειτα σημείωσα στην άκρη ενός χάρακα από τρύπα σε τρύπα με ένα ματ μαχαίρι. Χρειάζονται περίπου 20 περάσματα με το μαχαίρι για να περάσετε από το Sintra. Έγινα τεμπέλης και το έκοψα αφού έκοψα περίπου το 1/2.

Αφού έκοψα τις τρύπες, προσαρμόζω δοκιμαστικά τους κινητήρες για να δω πώς λειτουργεί. (Λίγο πολύ φαρδύ, αλλά πήρα το μήκος ακριβώς.)

Βήμα 3: Bend Frame, Attach Motors

Δυστυχώς, δεν είχα αρκετά χέρια για να φωτογραφίσω τον εαυτό μου να λυγίζει το Sintra, αλλά δείτε πώς κατέβηκε:

1) Βρασμένο μικρό δοχείο με νερό στη σόμπα 2) Κρατήθηκε το Sintra κάτω από το νερό για ένα ή δύο λεπτά με ένα ξύλινο κουτάλι (το Sintra επιπλέει) 3) Το έβγαλε έξω και με καυτά γάντια και κάτι επίπεδο, το κράτησε στη σωστή γωνία μέχρι να ψύχεται. Για τον κλασικό σχεδιασμό περιπατητών "Miller", θέλετε γωνία περίπου 30 μοιρών στα μπροστινά πόδια. Τρυπήσατε βίδες και βιδώσατε τους κινητήρες.

Βήμα 4: Συνδέστε τα πόδια σε σερβοκινητήρες σε σχήμα αστεριού

Έκοψα ένα χοντρό χάλκινο τμήμα 12 "και 8" με τσίμπες για να φτιάξω το μπροστινό και το πίσω πόδι, αντίστοιχα. Στη συνέχεια, τα έσκυψα υπό γωνία για να προσαρτηθούν στα σερβοκόρνα.

Ένα κλασικό κόλπο BEAM όταν πρέπει να στερεώσετε τα πράγματα είναι να τα δέσετε με σύρμα σύρματος. Σε αυτή την περίπτωση, έβγαλα λίγο καλώδιο σύνδεσης, το πέρασα μέσα από τα κέρατα και γύρω από τα πόδια και το έστριψα πολύ. Μερικοί άνθρωποι συγκολλούν το σύρμα στερεά σε αυτό το σημείο. Το δικό μου κρατιέται ακόμα σφιχτά χωρίς. Μη διστάσετε να κόψετε την περίσσεια και να λυγίσετε τα στριμμένα μέρη προς τα κάτω.

Βήμα 5: Συνδέστε τα πόδια στο σώμα, λυγίστε τα σωστά

Βιδώστε τα σερβο αστέρια (με τα πόδια ανοιχτά) πίσω στους κινητήρες και, στη συνέχεια, λυγίστε.

Η συμμετρία είναι το κλειδί εδώ. Μια συμβουλή για να κρατήσετε τις πλευρές ίσες είναι να λυγίζετε μόνο προς μία κατεύθυνση κάθε φορά, έτσι ώστε να είναι ευκολότερο να το κοιτάξετε αν κάνετε πάρα πολύ από τη μία ή την άλλη πλευρά. Τούτου λεχθέντος, έχω λυγίσει και ξανασκυρώσει το δικό μου πολλές φορές τώρα, και μπορείτε να ξεκινήσετε ξανά από ευθεία, αν απομακρυνθείτε πολύ από τον δρόμο αργότερα, αφού το τροποποιήσετε πάρα πολλές φορές. Ο χαλκός είναι υπέροχος έτσι. Ρίξτε μια ματιά στις ιστοσελίδες που απαρίθμησα για περισσότερες συμβουλές εδώ, ή απλώς προωθήστε τις. Δεν νομίζω ότι είναι πραγματικά τόσο κρίσιμο, τουλάχιστον όσον αφορά το να περπατήσετε. Θα το συντονίσετε αργότερα. Το μόνο κρίσιμο κομμάτι είναι να αποκτήσετε το κέντρο βάρους αρκετά στη μέση, έτσι ώστε να περπατά σωστά. Στην ιδανική περίπτωση, όταν το ένα μπροστινό πόδι βρίσκεται στον αέρα, τα πίσω πόδια γυρνώντας θα ανατρέψουν το ρομπότ προς τα εμπρός στο ψηλό/εμπρός μπροστινό πόδι, το οποίο στη συνέχεια θα κάνει το περπάτημα. Θα δείτε τι εννοώ σε ένα ή δύο βίντεο που έρχονται.

Βήμα 6: Εγκέφαλοι

Το brainboard είναι αρκετά απλό, οπότε θα πρέπει να με συγχωρήσετε το σχηματικό μου διάγραμμα κυκλώματος. Λόγω του ότι χρησιμοποιεί servos, δεν χρειάζεται περίπλοκα προγράμματα οδήγησης ή τι έχετε. Απλώς συνδέστε +3,6 βολτ και γειώστε (κατευθείαν από την μπαταρία) για να λειτουργήσετε τους κινητήρες και χτυπήστε τους με ένα διαμορφωμένο σήμα πλάτους παλμού από τον μικροελεγκτή για να τους πείτε πού να πάνε. (Δείτε τη σερβο σελίδα της wikipedia εάν είστε νέοι στη χρήση σερβοκινητήρων.) Έκοψα ένα κομμάτι κενών αντικειμένων pcb και υπερ-κολλημένες κεφαλίδες σε αυτό. Δύο κεφαλίδες 3 ακίδων για τα servos, μία κεφαλίδα 2 ακίδων για την μπαταρία, μία κεφαλίδα 5 ακίδων για τον προγραμματιστή μου AVR (την οποία θα έπρεπε να κάνω ως οδηγό κάποια μέρα) και την υποδοχή 28 ακίδων για το τσιπ ATMega 8. Μόλις κολλήσουν όλες οι πρίζες και οι κεφαλίδες, τις κόλλησα. Το μεγαλύτερο μέρος της καλωδίωσης βρίσκεται στην κάτω πλευρά του πίνακα. Είναι πραγματικά μόνο μερικά καλώδια.

Βήμα 7: Προγραμματίστε το τσιπ

Ο προγραμματισμός μπορεί να γίνει με τόσο περίπλοκη εγκατάσταση όπως έχετε. Ο εαυτός μου, αυτός είναι απλώς ο (εικονιζόμενος) προγραμματιστής γκέτο-μερικά καλώδια συγκολλημένα σε ένα βύσμα παράλληλης θύρας. Αυτό το διδακτικό αναφέρει λεπτομερώς τον προγραμματιστή και το λογισμικό που χρειάζεστε για να λειτουργούν όλα. Μην! Μην! Μην χρησιμοποιείτε αυτό το καλώδιο προγραμματισμού με συσκευές που πλησιάζουν ακόμη και σε τάσεις άνω των 5v. Η τάση μπορεί να ανεβεί το καλώδιο και να τσιγαριστεί η παράλληλη θύρα του υπολογιστή σας, καταστρέφοντας τον υπολογιστή σας. Τα πιο κομψά σχέδια έχουν περιοριστικές αντιστάσεις και/ή διόδους. Για αυτό το έργο, το γκέτο είναι εντάξει. Είναι μόνο μια μπαταρία 3,6v επί του σκάφους. Αλλά προσέξτε. Ο κώδικας που χρησιμοποιώ επισυνάπτεται εδώ. Συνήθως, είναι υπερβολικό το να κάνεις δύο κινητήρες να γυρίζουν μπρος -πίσω, αλλά διασκέδαζα. Η ουσία είναι ότι τα servos χρειάζονται παλμούς κάθε 20ms περίπου. Το μήκος του παλμού λέει στον σερβο που πρέπει να γυρίσει τα πόδια. 1,5ms είναι γύρω από το κέντρο και το εύρος είναι από 1ms έως 2ms περίπου. Ο κώδικας χρησιμοποιεί την ενσωματωμένη γεννήτρια παλμών 16-bit τόσο για τον παλμό σήματος όσο και για την καθυστέρηση 20ms, και δίνει ανάλυση μικροδευτερολέπτου στην ταχύτητα αποθέματος. Η ανάλυση του σερβο είναι κάπου κοντά στα 5-10 μικροδευτερόλεπτα, οπότε τα 16-bit είναι αρκετά. Χρειάζεται να υπάρχει ένας μικροελεγκτής-προγραμματισμός με δυνατότητα διδασκαλίας; Θα πρέπει να ασχοληθώ με αυτό. Επιτρέψτε μου να μάθω στα σχόλια.

Βήμα 8: Τα πρώτα βήματα του μωρού

Πήρα τα μπροστινά πόδια να ταλαντεύονται περίπου 40 μοίρες με κάθε τρόπο και τα πίσω πόδια περίπου 20 μοίρες. Δείτε το πρώτο βίντεο για ένα παράδειγμα βάδισης από κάτω.

(Σημειώστε την ωραία καθυστέρηση δύο δευτερολέπτων όταν πατάω το κουμπί επαναφοράς. Πολύ βολικό όταν τον ξαναπρογραμματίζετε για να μείνει ακίνητος για μερικά δευτερόλεπτα με την ενεργοποίηση. Επίσης, είναι βολικό να κεντράρετε τα πόδια όταν τελειώσετε παίζετε και απλά θέλετε να σηκωθεί.) Περπάτησε στην πρώτη προσπάθεια! Δείτε το 2ο βίντεο. Στο βίντεο, παρακολουθήστε τον τρόπο με τον οποίο σηκώνεται το μπροστινό πόδι και, στη συνέχεια, τα πίσω πόδια γυρίζουν για να πέσει προς τα εμπρός στο μπροστινό πόδι. Αυτό είναι το περπάτημα! Παίξτε με το κέντρο βάρους και τις κάμψεις των ποδιών σας μέχρι να επιτύχετε αυτήν την κίνηση. Παρατήρησα ότι γύριζε πολύ προς τη μία πλευρά, παρόλο που ήμουν αρκετά σίγουρος ότι είχα κεντράρει τους κινητήρες μηχανικά και στον κώδικα. Αποδείχθηκε ότι οφείλεται σε μια αιχμηρή άκρη στο ένα από τα πόδια. Έφτιαξα, λοιπόν, ρόμπο-μποτάκια. Δεν υπάρχει τίποτα που να μην μπορεί να κάνει ο σωλήνας συρρίκνωσης θερμότητας;!

Βήμα 9: Τροποποίηση

Οπότε περπατάει εντάξει. Παίζω ακόμα με το βάδισμα και το σχήμα των ποδιών και το χρονοδιάγραμμα για να δω πόσο γρήγορα μπορώ να το κάνω να πάει σε ευθεία γραμμή και πόσο ψηλά μπορώ να το κάνω να σκαρφαλώσει.

Για αναρρίχηση, το μπροστινό πόδι λυγίζει ακριβώς πριν από τα πόδια είναι ζωτικής σημασίας - το βοηθά να μην κολλήσει στις άκρες. Αντ 'αυτού, το πόδι ανεβαίνει πάνω από το εμπόδιο αν χτυπήσει κάτω από το "γόνατο". Προσπάθησα να κάνω τα πόδια να χτυπήσουν στην ίδια περίπου γωνία 30 μοιρών με το πλαίσιο. Πόσο ψηλά λοιπόν μπορεί να ανέβει;

Βήμα 10: Πόσο ψηλά μπορεί να ανέβει;

Μόλις περίπου 1 ίντσα αυτή τη στιγμή, η οποία χτυπά τα περισσότερα απλά ρομπότ με τροχούς που έχω φτιάξει, οπότε δεν παραπονιέμαι. Δείτε το βίντεο για να το δείτε σε δράση. Δεν πηγαίνει ποτέ απλώς από πάνω. Θα χρειαστούν μερικές προσπάθειες για να ανεβάσουν και τα δύο μπροστινά πόδια ξανά και ξανά. Ειλικρινά, μοιάζει με θέμα έλξης περισσότερο από οτιδήποτε άλλο. Or το κέντρο βάρους μπορεί να είναι λίγο ψηλό για τη μεγάλη κούνια του μπροστινού ποδιού. Μπορείτε να το δείτε σχεδόν να το χάνει καθώς το μπροστινό πόδι ώθησε το σώμα στον αέρα. Μια υπόδειξη για τα πράγματα που έρχονται…

Βήμα 11: Τι δεν μπορεί να ανέβει;

Μέχρι στιγμής, δεν μπόρεσα να το μάθω αξιόπιστα στην τέχνη της γαλλικής μαγειρικής (τόμος 2). Φαίνεται ότι 1 1/2 ίντσες είναι το τρέχον όριο στο πόσο ψηλά μπορεί να φτάσει. Reducingσως η μείωση της περιστροφής του μπροστινού ποδιού να βοηθήσει; Maybeσως να χαμηλώσει λίγο το σώμα στο έδαφος; Δες το βίντεο. Μάρτυρας της αγωνίας της ήττας. Φτου σου Julia Child!