Šestkotnik DIY: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

V tem navodilu vam bom dal navodila po korakih za ustvarjanje bluetooth daljinsko vodenega šestkotnika.

Prvič, to je velik šesteronožnik, za njegovo premikanje pa boste potrebovali 12 močnih servo motorjev (MG995), za obravnavo te količine signalov PWM (za nadzor vsakega motorja) pa je to najlažje z uporabo Arduino Mega 2560 Upoštevati je treba, da je bila uporabljena neka dodatna oprema, na primer 3D tiskalniki in rezalni stroj WaterFlow. Zdaj boste našli vse uporabljene materiale in korake, ki jih boste potrebovali za izdelavo enega od teh robotov.

Korak: Kaj boste potrebovali

Oprema

Spajkalnik, stroj za 3D tiskanje, stroj za rezanje z vodnim curkom.

Material

• PLA 3D tiskalna nit
• silicij,
• jekleni pedacer
• Vijaki M3X20
• Vijaki M3X10
• Matice M3
• Podložke M3
• 623zz kroglični ležaji
• CAD programska oprema

Sestavni deli

• (12) Servo motorji MG995
• (2) 9V baterije
• (1) 6V, 7Amps baterija
• GoPro kamera
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) Igralne palice
• (2) Modul Bluetooth HC-05
• (1) 10K potenciometer

2. korak: Mehanika in oblikovanje delov, ki jih potrebujete

Mehansko oblikovanje

Mehanska zasnova se začne s številom servomotorjev, ki jih je treba uporabiti na nogo. V tem projektu je bilo odločeno, da se uporabi 2 servomotorja na nogo, kar mu daje več stopnje svobode in naredi njegovo naravnost izjemno. Jasno je omeniti, da je v vseh vrstah mehanizmov, strojev ali robotov več svobode, večja je naravnost vaših gibov in dejanj. V načrtu tega projekta, zahtevah in omejitvah je treba uporabiti 12 aktuatorjev, po 2 na nogo. Kot že omenjeno, bodo servo motorji glavni sestavni del nog, recimo to so tiste točke, ki predstavljajo sklepe robota. S tem se sprožijo različni premiki stroja, ki skupaj simulirajo gibanje, zaradi katerega ta hodi. Na podlagi dimenzij prej omenjenih servomotorjev je zasnovano ohišje, v katerega je vgrajen ta tip pogona. Mere tega modela zagotavljajo referenčne točke za oblikovanje pritrdilnega sistema, za nosilne elemente in priključke, kar bo sestavljalo nogo kot celoto. Eden od servo motorjev je nameščen navpično, drugi pa vodoravno, kar je predvsem posledica smeri, v kateri se bo njegova gred vrtela in aktivirala element, na katerega je privit, in tako razvila gibanje v x ali y, kar je potrebno za hojo heksapod. Ko gledate figure in podobe, lahko vidite točke, kjer so sestavljene na glavni podlagi, to so plošče, robota. Če servomotor pogledate v pokončnem položaju, boste videli, da je med obema ploščama. Eden od njih je privit v zgornjem delu, drugi pa v spodnjem. Od tam bodo konektorji in palice olajšali podporo drugemu servomotorju v vodoravnem položaju, iz katerega delujejo 4 različne vrste priključkov kot del noge. Ti omogočajo mehansko gibanje, ki simulira in aktivira dviganje in premikanje tega elementa; ki vključuje ti dve palici, ki držita največjo komponento noge, na kateri počiva in pusti skoraj celotno težo robota.

Kot smo že omenili, obstajajo omejitve, ki določajo vašo zasnovo. Lahko so različnih vrst, mehanskih, ekonomskih ali drugih bistvenih virov za delovanje vašega stroja. Ti mehanski elementi; v tem primeru so servomotorji določili dimenzije robota. Zato je zasnova, predlagana v tem priročniku, takšnih dimenzij, saj izhajajo predvsem iz izbranih aktuatorjev in krmilnika, ki jim je bila kasneje dodana velika baterija.

Pomembno je povedati, da mehanska zasnova ni opredeljena za ponovitev, kot je predlagana. To je mogoče celo optimizirati s simulacijami napetosti in utrujenosti glavnih elementov, palic in / ali priključkov. Ob upoštevanju izbranega načina izdelave, aditivne proizvodnje lahko kar najbolje izkoristite oblikovanje, simulacijo in tiskanje trdnega materiala, ki najbolje ustreza vašim obremenitvam in uporabi. Vedno upoštevajte osnovne elemente podpore, pritrdilne elemente in ležaje, kar potrebujete. To glede na vlogo, ki jo imajo v mehanizmu. Zato bi morali razmisliti o specifikacijah teh elementov, tako da bodo imeli skupaj z drugimi deli noge ustrezno mesto.

3. korak: Oblikovanje elektronike

2 PCB -ja, kjer sta zasnovana za robota.

1 je glavna plošča, ki bo nameščena v robotu, druga pa za elektroniko v daljinskem upravljalniku. PCB je bil zasnovan z uporabo programske opreme Fritzing in nato obdelan s CNC usmerjevalnikom za graviranje na PCB.

Glavno tiskano vezje vključuje Arduino Mega in modul bluetooth, vsi servomotorji so povezani in uporabljajo dve napajalni liniji, ki prihajata neposredno iz baterije na 2 vijačna priključka.

PCB za daljinski upravljalnik ima več komponent, vendar je bolj kompakten, začenši z namestitvijo Arduino Nano, nanj sta povezana dva igralna palčka za nadzor smeri in gibanja Hexapoda, en gumb z ustreznim uporom 220 Ohmov, potenciometer za nastavitev višine robota in njegovega modula bluetooth HC05. Vsa plošča se napaja z 9V baterijo, elementi na njej pa se napajajo z izhodom 5v na plošči Arduino.

Po zasnovi lahko tiskano vezje izdelate s posebnim CNC obdelovalnim orodjem za PCB, nato pa lahko nadaljujete z nameščanjem vseh komponent v plošče.

4. korak: 4. korak: Sestavljanje

Ko so na voljo vsi natisnjeni deli, vijaki in ležaji ter orodja za sestavljanje robota, lahko začnete z montažo ustreznih delov, pri čemer upoštevajte, da so osnove navpičnih servomotorjev sestavljene z zgornjo in spodnjo ploščo, 6 od teh kosov s servomotorjem v njih. Sedaj je privita sklopka na gred servomotorja in nanjo je priključen kos: "JuntaServos", ki bi v svojem nasprotnem delu imel ustrezen ležaj za olajšanje vrtenja med obema deloma. Nato bi bil priključen na drugi servo, vodoravni servo in njegov ustrezen sklop palic, ki se povezujejo z drugimi 2 segmentoma, tako da se neposredno pritrdijo na jekleno konico. Oba privijte z navedenimi vijaki. Za zaključek z nogo se pod pritiskom vstavi konica, natisnjena v PLA.

Ta postopek je treba ponoviti 6 -krat, da sestavite 6 nog, ki podpirajo in aktivirajo robota. Končno; kamero postavite na zgornjo ploščo in jo prilagodite po želji uporabnika.

5. korak: 5. korak: Kodiranje

V tem razdelku bo opisano, kako deluje koda. in bo razdeljen na dva dela, kodo daljinskega upravljalnika in kodo šesteronožca.

Najprej krmilnik. Če želite prebrati analogne vrednosti potenciometrov v krmilnih palicah, je priporočljivo, da se te vrednosti filtrirajo in ustrezajo le, če se te vrednosti spremenijo izven območja, določenega v kodi. Ko se to zgodi, se s funkcijo Arduino Serial.write prek Bluetootha pošlje vrednost vrste matrike znakov, ki označuje, da je ena od vrednosti to spremenila, da lahko nekaj naredi, ko jih prejme drugi modul Bluetooth.

Zdaj lahko kodo Hexapod razdelimo tudi na dva dela.

Prvi del označuje funkcije, ki bodo izvedene v skladu s sporočili, ki jih prejme bluetooth, drugi del pa je tisto, kar je potrebno za ustvarjanje funkcij šesteronožca, kot so hoja naprej, nazaj, obračanje, druge stvar, ki jo želite narediti v kodi, je določiti potrebne spremenljivke za delovanje komunikacije bluetooth in funkcij servomotorjev ter njihovih gibov v vsaki nogi.

funkcija Serial.readBytesUntil se uporablja za pridobivanje celotnega niza znakov, kar je 6, vsi ukazi imajo 6 znakov, kar je zelo pomembno upoštevati. Na forumih Arduino lahko najdete reference o tem, kako izbrati optimalne parametre, da bo sporočilo pravilno sprejeto. Po prejemu celotnega sporočila se primerja s funkcijo strcmp (), nato pa se za dodelitev funkcije šesteronožca v stikalni funkciji uporabi niz funkcij if, ki dodeljujejo vrednosti spremenljivki.

Obstajajo dodatne funkcije, ena od njih ob prejemu ukaza "POTVAL" spremeni višino robota, druga funkcija spremeni relativno višino vsake noge in njeno statično vrtenje, to dosežemo z igralno palico in ko pritisnemo gumb pri krmiljenju se v kodi šesteronožca sprejme ukaz "BOTTON" in spremeni hitrost premikanja šesteronožca.

6. korak: Testiranje

V naslednjem videoposnetku je prikazano, kako se je Hexapod skozi čas razvijal, ter videti testiranje in končni rezultat.