„Pasidaryk pats“šešiakampis: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šioje pamokoje aš jums duosiu žingsnis po žingsnio vadovą, kaip sukurti „Bluetooth“nuotoliniu būdu valdomą „Hexapod“.

Visų pirma, tai yra didelis šešiakampis, ir norint jį perkelti, jums reikės 12 stiprių servo variklių (MG995), o norint valdyti tokį PWM signalų kiekį (valdyti kiekvieną variklį) lengviausias būdas tai padaryti yra naudojant „Arduino Mega 2560“Reikia pažymėti, kad buvo naudojama papildoma įranga, pavyzdžiui, 3D spausdintuvai ir „WaterFlow“pjovimo mašina. Dabar rasite visas naudojamas medžiagas ir veiksmus, kurių reikės norint sukurti vieną iš šių robotų.

1 žingsnis: ko jums reikės

Įranga

Lituoklis, 3D spausdinimo mašina, pjovimo vandens srove mašina.

Medžiaga

• PLA 3D spausdinimo siūlas
• silicio,
• plieno pedagogas
• M3X20 varžtai
• M3X10 varžtai
• M3 riešutai
• M3 poveržlės
• 623zz rutuliniai guoliai
• CAD programinė įranga

Komponentai

• (12) Servo varikliai MG995
• (2) 9V baterijos
• (1) 6V, 7Amp baterija
• „GoPro“fotoaparatas
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) vairasvirtės
• (2) „HC-05“„Bluetooth“modulis
• (1) 10K potenciometras

2 žingsnis: mechanika ir reikalingų dalių projektavimas

Mechaninis dizainas

Mechaninė konstrukcija prasideda nuo kiekvienai kojai naudojamų servomotorių skaičiaus. Šiame projekte buvo nuspręsta kiekvienai kojai naudoti po 2 servo sistemas, suteikiant jai daugiau laisvės laipsnių ir jos natūralumas yra puikus. Aišku paminėti, kad bet kokio tipo mechanizmuose, mašinose ar robotuose, kuo daugiau turite laisvės laipsnių, tuo didesnis jūsų judesių ir veiksmų natūralumas. Šio projekto plane, reikalavimuose ir apribojimuose numatyta naudoti 12 pavarų, po 2 kiekvienai kojai. Kaip minėta, servo varikliai bus pagrindiniai kojų komponentai, tarkime, kad tai yra taškai, vaizduojantys roboto sąnarius. Suaktyvinami skirtingi mašinos judesiai, kurie kartu imituos judesį, priverčiantį jį vaikščioti. Remiantis anksčiau minėtų servovariklių matmenimis, suprojektuotas korpusas, kuriame sumontuota tokio tipo pavara. Šio matmenys yra atskaitos taškai, skirti suprojektuoti tvirtinimo sistemą, skirtą atraminiams elementams ir jungtims, kurios sudarys visą koją. Vienas iš servo variklių yra pastatytas vertikaliai, o kitas - horizontaliai. Tai daugiausia lemia kryptis, kuria jo velenas suksis ir suaktyvins elementą, prie kurio jis yra prisukamas, ir taip sukurs judesį x arba y, būtinus vaikščiojant šešiakampis. Žvelgdami į figūras ir vaizdus, galite pamatyti taškus, kuriuose jie yra surinkti prie pagrindinės roboto plokštės. Jei pažvelgsite į variklį vertikalioje padėtyje, pamatysite, kad jis yra tarp abiejų plokščių. Vienas iš jų yra prisukamas viršutinėje dalyje, o kitas - apatinėje. Iš čia jungtys ir strypai palengvins antrojo variklio palaikymą horizontalioje padėtyje, iš kurio 4 skirtingos jungtys veikia kaip kojos dalis. Tai leidžia atlikti mechaninį judesį, kuris imituoja ir suaktyvina šio elemento kėlimą ir judėjimą; kuris apima šiuos du strypus, laikančius didžiausią kojos komponentą, ant kurio jis remiasi ir palieka beveik visą roboto svorį.

Kaip minėta anksčiau, jūsų dizainą apibrėžia tam tikri apribojimai. Jie gali būti įvairių tipų, nesvarbu, mechaniniai, ekonominiai ar bet kokie kiti esminiai jūsų mašinos veikimui reikalingi ištekliai. Šie mechaniniai elementai; šiuo atveju servovarikliai nustatė roboto matmenis. Štai kodėl šiame vadove siūloma konstrukcija yra tokių matmenų, nes jie daugiausia prasideda nuo pasirinktų pavarų ir valdiklio, prie kurio vėliau buvo pridėta didelė baterija.

Svarbu pasakyti, kad mechaninė konstrukcija nėra apibrėžta taip, kad būtų kartojama, kaip siūloma. Tai netgi galima optimizuoti imituojant pagrindinių elementų, strypų ir (arba) jungčių įtampą ir nuovargį. Atsižvelgdami į pasirinktą gamybos metodą, priedų gamybą, galite maksimaliai išnaudoti kurdami, imituodami ir spausdindami kietąsias medžiagas, kurios geriausiai atitinka jūsų apkrovas ir pritaikymą. Visada atsižvelkite į pagrindinius atramos elementus, tvirtinimo detales ir guolius. Tai priklauso nuo jų vaidmens mechanizme. Taigi turėtumėte pagalvoti apie šių elementų specifikacijas, kad jie turėtų tinkamą vietą kartu su kitais kojos gabalais.

3 žingsnis: Elektronikos projektavimas

2 PCB, skirtos robotui.

1 yra pagrindinė plokštė, kuri bus sumontuota robote, o antroji - nuotolinio valdymo pulto elektronikai. PCB buvo sukurta naudojant „Fritzing“programinę įrangą, o po to apdirbta naudojant CNC maršrutizatorių PCB graviravimui.

Pagrindinėje PCB yra „Arduino Mega“, taip pat „Bluetooth“modulis, visi servai taip pat yra prijungti ir naudojant dvi maitinimo linijas, tiesiogiai gaunamas iš akumuliatoriaus į 2 varžtus.

Nuotolinio valdymo pulto PCB turi daugiau komponentų, tačiau yra kompaktiškesnis, pradedant nuo „Arduino Nano“montavimo, prie jo prijungtos dvi vairasvirtės, skirtos valdyti „Hexapod“kryptį ir judesius, vienas mygtukas su atitinkamu 220 omų rezistoriumi, potenciometras reguliuoti roboto ir jo „Bluetooth“modulio HC05 aukštį. Visa plokštė maitinama naudojant 9 V bateriją, o jos elementai maitinami naudojant „Arduino“plokštės 5 V išvestį.

Po projektavimo PCB gali būti pagamintas naudojant specialų CNC PCB apdirbimo įrankį ir tada galite tęsti visų komponentų montavimą plokštėse.

4 žingsnis: 4 žingsnis: surinkimas

Turėdami visas atspausdintas dalis, varžtus ir guolius, taip pat roboto surinkimo įrankius, galite pradėti nuo atitinkamų dalių surinkimo, atsižvelgiant į tai, kad vertikalių servo pagrindų dalys yra surenkamos su viršutine ir apatine plokštėmis., 6 iš šių dalių su servovarikliu viduje. Dabar mova prie servovariklio veleno yra prisukama ir prie to prijungiama detalė: „JuntaServos“, kuri savo priešingoje pusėje turi atitinkamą guolį, palengvinantį sukimąsi tarp abiejų dalių. Tada jis būtų prijungtas prie antrojo servo, horizontalaus servo ir atitinkamo strypų rinkinio, jungiančio su kitais 2 segmentais, tiesiogiai pritvirtinant prie plieno antgalio. Abu prisukami nurodytais varžtais. Norėdami užbaigti koją, PLA atspausdintas antgalis įkišamas spaudžiant.

Ši procedūra turi būti kartojama 6 kartus, kad būtų surinktos 6 kojos, palaikančios ir suaktyvinančios robotą. Pagaliau; padėkite fotoaparatą ant viršutinės plokštės ir sureguliuokite ją taip, kaip pageidauja vartotojas.

5 veiksmas: 5 žingsnis: kodavimas

Šiame skyriuje bus šiek tiek aprašyta, kaip veikia kodas. ir jis bus padalintas į dvi dalis - nuotolinio valdymo pulto ir šešiakampio kodą.

Pirmiausia valdiklis. Norite nuskaityti analogines potenciometrų vertes vairasvirtėse. Rekomenduojama, kad šios vertės būtų filtruojamos ir tinkamos tik tada, kai vertės pasikeičia už kodo nustatyto diapazono ribų. Kai tai atsitiks, naudojant „Arduino Serial.write“funkciją per „Bluetooth“siunčiama simbolių masyvo tipo reikšmė, nurodanti, kad viena iš reikšmių tai pakeitė, kad galėtų ką nors padaryti, kai kitas „Bluetooth“modulis jas gaus.

Dabar „Hexapod“kodą taip pat galima padalyti į 2 dalis.

Pirmoje dalyje yra nurodytos funkcijos, kurios bus atliekamos pagal „Bluetooth“ryšiu gautus pranešimus, o kita dalis - tai, kas būtina, kad būtų sukurtos šešiakampio atliekamos funkcijos, pvz., Ėjimas pirmyn, atgal, posūkis, kitos. Kodelyje norite nurodyti reikiamus kintamuosius, kad veiktų „Bluetooth“ryšys ir servo funkcijos bei jų judesiai kiekvienoje kojoje.

funkcija Serial.readBytesUntil naudojama norint gauti visą simbolių masyvą, kuris yra 6, visos komandos turi 6 simbolius, į tai labai svarbu atsižvelgti. „Arduino“forumuose galite rasti nuorodų, kaip pasirinkti optimalius parametrus, kad pranešimas būtų priimtas teisingai. Gavęs visą pranešimą, jis lyginamas su funkcija strcmp (), o funkcijų, priskirtų reikšmes kintamajam, rinkinys yra naudojamas šešiakampio funkcijai priskirti jungiklio funkcijoje.

Yra papildomų funkcijų, kurias viena iš jų, gavusi komandą „POTVAL“, pakeičia roboto aukštį, kita - santykinį kiekvienos kojos aukštį ir statinį sukimąsi, tai pasiekiama naudojant vairasvirtę ir paspaudus mygtuką valdiklyje „BOTTON“komanda gaunama šešiabriauniu kodu ir pakeičia šešiakampio judėjimo greitį.

6 žingsnis: bandymas

Šiame vaizdo įraše parodyta, kaip „Hexapod“vystėsi laikui bėgant, ir matomas bandymas bei galutinis rezultatas.