Oblikovanje skladnega humanoidnega robota: 11 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Posodobitev & stran: 17.1.2021 Glava, obraz itd. - dodana spletna kamera Tendoni in mišice - dodatki PTFE Živci in koža - prevodni rezultati iz gume "Kaj je to na sliki?"

To je del robotskega telesa - natančneje prototip hrbtenice, ramen, rok in rok. Moje ustvarjanje bo potrebovalo telo in za to gre pri tem projektu.

Delam na področju splošne inteligence - moja ekipa na kratko uporablja tehnologijo "strojna nevroznanost", MiNT. Upam, da mi bo izgradnja enega ali več teles pomagala navdihniti napredek pri programiranju. Kaj je v imenu

"Crafted" - ja, to robotsko ohišje je ročno izdelano. 3D tisk, če želite. Imam tako FDM tiskalnike kot tiskalnike za smolo, vendar imam raje ročno izdelavo za izdelavo takšnih prototipov. "Skladno" - pomeni le prilagodljivo. Zamisel je, da je telo dovolj prilagodljivo, da je varno za človeka, kar pomeni, da je bolj verjetno, da se upogne okoli človeka ali odbije, namesto da ga stisne ali zdrobi ali povzroči resno škodo. Skladna robotika je pomembno razvojno področje, s katerim bodo naši bodoči prijatelji in sodelavci (ali uslužbenci) varni v svoji bližini. Robot - samoumevno. Ta zvezek se ne bo poglobil v MiNT, če pa vas zanima več o tem ali sodelujete pri neprofitnem delu, me kontaktirajte. To je tisto, za kar grem. Tudi po tem, ko je um dokončan, še vedno načrtujem štirikotno zasnovo, preprosto za stabilnost.

Korak: Kosti

PVC

Odličen je za robotiko do velikosti človeka in teže. Je lahek, trpežen, močan in enostaven za izdelavo. Je poceni.

Poleg tega je videti kot kost, če to želite.

Široka paleta fitingov olajša hitro in enostavno izdelavo prototipov skromno zapletenih modelov. Votla notranjost cevi in fitingov olajša skrivanje žic.

Z nekaj segrevanja (toplotna pištola ali svetilka (hitro, vendar zapleteno)) se bo PVC dovolj zmehčal, da se bo upognil, preoblikoval in ohranil svojo novo obliko, če se bo v tej obliki ohladil.

Uporabite samo dobro prezračevanje. Ne vdihavajte hlapov! Izgorevanje PVC -ja sprošča nevarne pline!

PEX - 1/4 palca

Za manjše kosti, kot so podlakti, sem uporabil to mehkejšo cev.

Pri moji prvi roki sem uporabil PEX za kosti prstov, toda za ta manjši stroj sem potreboval manjše kosti prstov.

Mešalniki za kavo

Rad bi imel močnejši material, vendar zaenkrat deluje v redu.

Ko eden ni dovolj močan, se mi zdi, da vroče lepljenje 3 v kupu deluje.

Kovine

Nisem pravzaprav začel iskati kovinskih rešitev, toda zdaj, ko sem odkril preprostost "spajkanja" aluminija s samo baklo, se mi zdi, da je aluminij možnost, ki si jo je vredno ogledati v prihodnosti. Pravi ključ bo razpoložljivost priročnega okovja in materialov, ki za njihovo delovanje potrebujejo minimalno obrt. Prepričan sem, da je tam zunaj, toda koliko bo stalo in ali je vredno? Ali bi morali pogledati celo kovinsko okostje? Ali je vredno razmisliti o drugih kovinah in zlitinah in za kakšne aplikacije?

Korak: Mišice in kite

17.1.2021: Treba je bilo dodati PTFE/teflonske cevi, ki bodo pomagale usmeriti nekatere kite okoli strojne opreme, na katere so se med zagonom zataknile. Prsti delujejo približno 75%, vendar potrebujejo povratno vzmet dodatka. Poleg premaza za kožo nameravam uporabiti silikonsko gumo.

-

Trenutno so edine "mišice" trenutno pritrjene na nekaj servomotorjev SG90, ki so pritrjeni na zadrgo. Zaenkrat sem pritrdil MG996R za nadlaket in ramena, vendar ne vem, ali bo to dovolj oz. Zdi se, da zadrge držijo podlakti SG90 na mestu in se zdi, da omogočajo skoraj 180 stopinj vrtenja glede na trenutno konfiguracijo zapestnega sklepa. Zapestje se bo sčasoma zagotovo moralo spremeniti, vendar zaenkrat drži le roko na mestu. Trenutno uporabljam upogljivo nit za kite in ne za ribiško vrvico, ker se večja površina ne obrabi na tetivah tako kot ribiška žica. Predolgo bom dodal še servomotorje za druge sklepe. Nadlaket je preprost, vendar so ramena zahtevna. Servosledniki hrbtenice bodo skoraj zagotovo združeni v predelu bokov. Opombe: Uporabite tiste velike cenene servomotorje za boke. MG996r za ramena ali podlakti? - končano, bomo videli, kako bo šlo … Možnosti mišic: linearni aktuator EMPEANO HASSEL aktuator

Pogoni PEANO HASSEL niso tako težki za izdelavo, vendar nimam dobre rešitve za visoko napetost, ki jo potrebujejo, in ne vem, kako preprečiti njihovo puščanje. Sicer bi to tehniko raje uporabil za nadzor mišic. Mogoče v kasnejši ponovitvi.

Morda bi potreboval povratno vzmet na prstih, vendar bi kite lahko potegnile in potisnile - vseeno malo.

3. korak: Hrbtenica

PVC cevni adapterji, zloženi, služijo kot vretenca. Ohranjanje skupaj, dokler nimam nameščenih aktuatorjev in kite, je bil problem, vendar je nekaj ustvarjalne razporeditve dolžine fleksibilnih filamentov, ki so bili napeljani po notranjosti diskov, rešilo, tako da so bili diski zloženi. Za osnovo uporabite kar želite. Deli na sliki sem že imel zlepljene pri prejšnjem 'botu' in sem jih ponovno uporabil, ker so bili že na voljo.. Diski so lahko po nepotrebnem veliki, vendar je to zaenkrat v redu. Presežek prostora pušča dovolj prostora za žice. Težave: Trenutna hrbtenica med premikanjem povzroča nekaj hrupa in ni tako gladka, kot bi si želela. To je morda vredno 3D tiskanja, vendar raje ne ta zgradba.

4. korak: Torzo / Rebrcage / Ramena

Prvotno sem iz manjših delov iz pvc -ja zgradil prsni koš, vendar sploh ni bil prilagodljiv, kar je slabo. Ker ga trenutno ne potrebujem posebej, ta del preskočim. trenutno je bil prvotno le toper na hrbtenici za pritrditev upogljive nitke, ki drži diske skupaj, vendar se je dobro obnesel pri ramenski rešitvi, tako da zaenkrat ostaja. Pleče so bile resnična težava. poskušal uporabiti razpoložljivo tečajno napravo, združljivo s PVC cevmi, vendar ni imel dovolj obsega gibanja, potrebnega za ramo. Potem sem nekje na spletu naletel na možen projekt iz ogrodja iz PVC okostja, ki je za del žoge uporabil žogo za golf krogličnih in vtičnih spojev - problem (skoraj) rešen! Namesto da bi vlekel žogice za golf, kot je to storil drugi projekt, sem jih preprosto držal z elastičnimi trakovi - še posebej za lase, ki so mi ostali od drugega projekta. pustil eno številko. Od golfa kroglice niso pritrjene v idealni konfiguraciji (kasneje bom prišel do boljše), lahko se zataknejo preveč daleč naprej ali nazaj. namestitev je omejila položaj ramenske kosti na način, ki preprečuje, da bi potovanje postalo resna težava. Vprašanje (a): - kam postaviti servomotorje na rami? Isto vprašanje za vrat. Morda bi potrebovali večji sklop trupa samo za gostovanje mišic.

5. korak: Roke in komolci

Zgornje roke so po mojem mnenju 1/2in PVC, z žogo za golf, pritrjeno na ravno cevno okovje. Podlakti so iz PEX -a in iz zelo posebnega razloga. Želel sem posnemati konfiguracijo človeške podlakti z dvema kolesoma, ki se vrtita drug nad drugim. Poskusil sem nekaj različnih rešitev, vendar sem končal z izdelavo okovja za zgornji del roke, na katerega bi lahko pritrdili kosti podlakti kot tečajni spoj na komolcu. ker sta obe kosti pritrjeni le na komolcu, pri čemer se zapestna povezava lahko upogne. Ker je oblika roke nekoliko preveč prilagodljiva, se zdi, da večinoma nadomešča izgubo rotacije v podlakti. Spet ni popolna, vendar deluje dovolj dobro.

Korak 6: Roke

Spoji

Sklepno rešitev sem oblikoval v svoji prvi roki prototipa prevelike velikosti: vijaki za oko, ki so skozi oko povezani z matico in kratkim vijakom ter nekako pritrjeni na 'kost'. Trenutno je rešitev za pritrditev vroče lepilo-rad bi nekaj boljšega, vendar se še nisem nič odločil. V času gradnje teh rok sem ugotovil, da je koristno uporabiti 2 očesna vijaka na vsakem koncu vsake kosti, da se vijak ne vrti in prst izvleče Prstni spoj Rev. A: Namesto običajnih vijakov in matic sem ugotovil, da bi lahko dobil 1/4in široke čikaške vijake, ki izgledajo veliko bolje in dajejo enakomernejšo obliko sklepa. Želim si, da bi dobil 1/8in, vendar ga še nisem našel.

Težava: Čikaški vijaki potrebujejo očesa velikosti 5 mm - to je velikost 'gredi' - in navadni vijaki so videti 4 mm. Roko moram odpreti. Uporabil sem koničast majhen udarec, ki je bil v redu, vendar bi raje našel enotne 5 mm vijake.

Kosti

Za izdelavo zelo majhnih rok potrebujem zelo majhne kosti.

Mešalniki za kavo niso dovolj trdni, vendar bodo zaenkrat dovolj.

Tetive

Vsak prst ima 1 in ima lahko na koncu 2 kiti. Predvsem tetive prstov potrebujejo usmerjevalni plašč, ki jih drži na mestih. Pravkar sem vroče zlepil na več slame za mešalnik za kavo - malo pretirano na lepilu, da se prepriča, da drži Najprej sem poskusil z ribiško žico, ki pa se je takoj zarezala v plašč, zato sem poskusil z nitjo 1,75 mm in zdi se, da deluje v redu. Opomba: za usmerjanje tetiv bi raje uporabil segmente cevi PTFE, ki jih imam. PTFE pa se verjetno ne bo vezal z vročim lepilom. Mislim, da bom moral eksperimentirati. Morda bi lahko uporabili majhno zadrgo za pritrditev cevi PTFE na mestu.

7. korak: glava, obraz itd

1/17: Trenutno preprosta, starejša, spletna kamera USB z mikrofonom trenutno služi kot nadomestilo za glavo. Nisem še uresničil nobene vizije, vendar oddaljeni dostop do kamere ni izziv. Čeprav ni želeno lastnost v končnem projektu, trenutno lahko vidim * skozi * kamero - in bi lahko prejel tudi zvok, če bi uporabil metodo dostopa, ki je to omogočila. Načrtovanje začetne monokularne zasnove - obravnava binokularnega vida je dodaten Težave, s katerimi se lahko spopadem, ko vizualni korteks opravi svoje osnovno delo. Vokalni izhod bo seveda standardni zvočnik. Vse naprednejše bo moralo počakati. Nadzor mišic ust in nekaj obraznih potez za izražanje ne bi bilo težko izvesti. Možgan verjetno ne bo šel v glavo, razen če vse to zmorem iz nekaj malinovih pite. možgani se prilegajo, potrebujejo zaščito, zlasti spomin. Nekaj podobnega sistemu črne škatle.

8. korak: Živci in koža

17.1.2021 - Poskušal sem izdelati prevodno silikonsko gumo z vključitvijo ogljikovega prahu. Moral bi poslušati nasvet Jamesa Hobsona (preberite članek Hackaday spodaj); Večinoma je imel prav. Opomba, jaz sem * dobil *, da je bila guma prevodna, vendar sem moral uporabiti toliko ogljikovega prahu, da se je ob sušenju guma drobila na otip. Kolikor vem, za to aplikacijo ni uporabno. Moral bom dobiti karbonsko nit, kot je bilo priporočeno, ali morda silikon za strjevanje platine.

-Na tem področju še nisem opravil nobenega dela, samo raziskave. Želim si plast kože, občutljive na pritisk, ne le občutljive na dotik. Tomografija z električnim poljem je bila videti kot obetavna rešitev na dotik, vendar ne kaže občutka pritiska. pomislil sem, kaj pa, če preberem signal skozi uporno plast gume v kombinaciji z več točkami senzorja? Ali lahko dobim dostojen približek dotika človeškega živca in občutka pritiska? Drugi uporabniki silikona potrjujejo, da lahko odpornost pri branju skozi gumo zazna pritisk, zato upam, da je to dobra rešitev. 1 na ud, nato pa od tam usmerite izhodni signal v možgane. Za zaznavanje toplote in drugih stvari nimam pojma, vendar je to manj zaskrbljujoče kot veliko pogostejši občutki dotika in pritiska, ki jih mora telo zagotoviti Kar zadeva zaščitne / mehke plasti kože, sem razmišljal o več plastičnih / gumijastih aplikacijah, trenutno pa je najboljši videti kot silikonska guma z morda bolj trdo zunanjo površino.

Silikonski samolepilni trak

Poskusil sem uporabiti to na ročnem prototipu. Ni šlo tako dobro. Glavno vprašanje je, da sem moral med nanosom pritisniti na pritisk, ki je aktiviral trak, in na koncu sem nekoliko zvil prste. Poleg tega je bil preveč odporen, da bi prste lahko prosto upognil. Mogoče, če ne zavijem sklepov in počakam, da najdem močan prstni kostni material … Razen teh dejavnikov sem rad videl pol enakomerno plast "kože" nad roko. Na zgornji strani so bile stvari res enostavno odrezati. Poskusite silikonski vodovodni trak? Poglejmo, kaj te stvari počnejo.

Silikonska guma

Sugru alternativa Oogoo ali podobno izgleda obetavno. Za tanko potopno gumo poskusite s tekočo silicijevo gumo - takšno, ki izdeluje kalupe. Za odpornost na podlagi zaznavanja odpornosti morda ne bo potreben dodatek (ogljik). Za zaznavanje napetosti / zaznavanje prevodnosti z dodajanjem ogljika (posebej saj) lahko pomaga.

Prostovoljne reflekse bi lahko oblikovali s programiranjem odziva, usklajenega na dotik ali pritisk, povezan z bližnjimi mišicami. To bi lahko bilo koristno, da bi stroj hitreje izvedel o svojem telesu. Tj. Če živci ustrezajo bližnjim mišicam in se samodejno sprožijo kot odziv na prag, se lahko stroj hitreje nauči povezati.

Naredite nekaj raziskav. Preberite komentarje k temu članku. https://hackaday.com/2016/01/07/conductive-silico… - Shramba.. Za informacije o shranjevanju neuporabljene tekoče gume obiščite to spletno mesto… https://www.mositesrubber.com/technical/shipping-u …. Kratka različica - neobdelana guma mora ostati neočiščena in uporabna, če jo hranite pri temperaturi od 0 do 40 ° F do 6 mesecev.

9. korak: možgani / um

17.1.2021 - Delal sem z RPi3B+ v kombinaciji z Arduino Nano za krmiljenje motorja. Aktiviranje motorja je bilo uspešno. Preizkusil sem in potrdil tudi komunikacijo med skripti Python na RPi -ju in Arduinu, premetaval preprosto sporočilo naprej in nazaj.

V redu, to je velik pomemben del. "Igor, prinesi mi možgane!" Moji stroji bodo uporabljali tehnologijo splošne inteligence v razvoju. Zaenkrat se ne ve, koliko časa bo trajalo, da to zaključim, zato bi morda morali uporabiti nekaj, kar deluje na enem ali več računalnikih Raspberry Pi. Na splošno bi priporočal, da se seznanite z in uporabo robotskega operacijskega sistema (ROS) - ki bo deloval na računalnikih Raspberry Pi. ROS še nisem implementiral in razpravljam o njegovi vrednosti za moje stroje.

10. korak: Osnova / mobilnost

Kmalu prihaja Trenutni načrt: standardna kolesna osnova Rocker -Bogie - po namestitvi uma bo posodobljena na sistem štirikolesnih nog z neobvezno psevdo -dvonožno konfiguracijo. Kolesa - Spremenjeno uporabno plastično kolo. Edina resnična težava je, da ga namestite na manjšo gred D. Poskusite napolniti pesto s smolo (ali kaj podobnega), nato izvrtati novo manjše pesto in nastavljeno luknjo za vijak?

11. korak: Napajanje, polnjenje +

Prihaja kmaluOrginalna navodila, ki sem jih imela glede načrtovalskih zahtev, ki naj bi ta projekt izpolnil, preprosto povedano "uporabite baterijo kosilnice", vendar so bile te smernice izdane vsaj pred letom 2015. Morda bi bilo zdaj enako učinkovito uporabiti rešitev z manjšo težo. Stroškovna učinkovitost je najvišja prioriteta, potem ko "izpolnjuje zahteve", zato bodo stroški verjetno eden največjih vidikov.