Kartonspinnekop (selfgemaak): 13 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Weereens hallo en welkom by my nuwe projek.

In hierdie instruksies het ek probeer om 'n eenvoudige Quadruped gemaak van materiaal vir almal toeganklik te maak. Ek weet dat u 'n 3D -drukker en miskien 'n CNC nodig het om 'n mooi eindproduk te kry, maar nie almal het een van hierdie spoggerige toestelle nie, so ek het probeer demonstreer dat u met eenvoudige materiaal nog 'n paar goeie dinge kan bou.

Soos voorheen genoem, sal ons probeer om 'n Quadruped te bou. Die raam van die Quadruped sal eenvoudig uit 'n gegolfde karton gemaak word, insluitend die raam, die femur en die tibia van elk van die vier bene.

Stap 1: Waarom Quadruped en hoe werk dit?

Ek moet sê dat robotte pret en interessant is. Ek het nog nooit 'n beenrobot gebou nie, en ek het gedink ek moet dit probeer.

Ek het besluit om eers 'n viervoetige te bou omdat ek nie genoeg servo's vir 'n hexapod gehad het nie. Ek het my gedink dat as u 'n viervoet kan bou, dit net 'n stap vorentoe is om 'n heksapod te bou. Aangesien dit my eerste projek van hierdie tipe is, het ek nie presies geweet wat om te verwag nie, en ek het gedink dat 4 bene makliker is as 6, maar soos ek later uitgevind het, is dit nie altyd waar nie.

Quadruped met slegs 4 bene om nie neer te val as een van die bene gelig is nie, moet die swaartepunt van die robot in die binnekant van die driehoek wat tussen die punte van die ander drie bene geskep word, verskuif word.

'N Baie goeie beskrywing van al hierdie prosesse wat u hier vind:

Elke been van die viervoeter het 3 gewrigte om die punt van die been in die ruimte te beheer. Die gewrigte sal dus wees:

- Coxa servo - tussen die raam en die femur

- Femur servo - beheer van die femur van die been

- Tibia servo - tussen die femur en tibia wat die tibia beheer

Om die hoek van elke servo vir die nodige ligging van die punt van die been te ken, gebruik ons iets wat inverse kinematika genoem word. U kan baie dokumentasie hieroor op die internet vind en hoe u die hoeke van die servo's kan bereken vir die verskillende ligging van die punt van die been. Maar in my geval het ek net die Arduino -kode wat deur RegisHsu geskep is, geneem (u kan sy gedetailleerde viervoudige instruksies vind as u dit soek) en ek het die afmetings van die robot en die robotpote verander om by my robot te pas en ook die program om 'n afstandsbediening te gebruik om die robot te beheer en dit is dit.

Stap 2: Waarom die gebruik van golfkarton vir die raam en bene?

In die eerste plek is dit wyd versprei, u kan dit oral kry en as u wil koop, is dit baie goedkoop. Golfkarton is 'n stewige, sterk en ligte materiaal wat uit drie lae bruin kraftpapier bestaan, en die meeste verpakkingskaste word daarvan gemaak. Dit is dus baie maklik om 'n paar te vind.

In my geval het ek 'n skoendoos gebruik wat ek gesny het en die raam daarvan gemaak het. Die karton wat deur my boks voorsien is, was 2 mm dik, so dit is baie dun. Vir elke deel van die raam moes ek drie identiese dele sny en dit met 'n dubbelband plak. So eintlik sal ons 3 rame moet maak om 'n karton van 6 mm dik aan die einde te hê.

Stap 3: Deel benodig:

Elektroniese onderdele benodig vir die Quadruped:

- Arduino Nano mikrobeheerder;

- Deek Robot Nano V03 Shield - nie noodsaaklik nie, maar dit sal die verbinding van alle servo's met die Nano Board baie makliker maak.

- 12 stuks Tower Pro Micro Servo 9g SG90 - 4 bene met 3 gewrigte elk;

- LED - vir lig (ek het 'n ou uitgebrande kleursensor gebruik)

- 1 x NRF24L01 -ontvanger

Elektroniese onderdele benodig vir die afstandsbediening

- Arduino Uno mikrobeheerder;

- 1 x NRF24L01 -ontvanger;

- joystick;

- LED;

- Verskeie weerstande;

- Druk knoppie;

- 'n Paar springdrade;

Vir die raam:

- Golfkartonblad

- Snyer

- Skroewedraaiers

- Dubbelbandband

- Driehoeke

- Heerser

- Potlood

Laat ons dus begin bou.

Stap 4: Stel die servo's op 90 grade

Voordat ek met die raamwerk begin bou het, moes ek al die servo's tot 90 grade sentreer, sodat dit makliker sal wees om dit later te plaas as die raam gereed is. Dus het ek eers die Arduino Nano wat bedoel is vir die Quadruped aan die Nano -skild geheg, en daarna die servo's aan die skild. Al wat u hoef te doen is om die kode op te laai en al die servo's word op 90 grade gesentreer.

Die kode kan gevind word in die laaste stap van die instruksies.

Stap 5: Bou die raam

Soos voorheen genoem, is die raam opgebou uit die gegolfde karton wat uit 'n skoenehouer voorsien word. Die sjabloon van die raam vind u op die aangehegte foto's saam met die afmetings van die raam.

Ek sny eers die kante van die kartondoos om die raam te maak. Ek het drie goeie stukke gekry waarvoor ek die oriëntasie van die gegolfde laag in ag geneem het, sodat 2 stukke 'n vertikale gegolfde laag en een horisontaal het.

Sodra die karton gereed was, teken ek die raamsjabloon op die kartondoos met die vertikale gegolfde medium. Om 'n sterker, stywer struktuur te kry, het ek drie stukke gesny om dit aan mekaar te plak om ekstra krag teen buiging te kry. Die boonste en onderste kartonblaaie het 'n vertikale gegolfde laag, terwyl die kartondoos 'n horisontale gegolfde laag is.

Voordat ek die drie raamstukke aan mekaar vasgeplak het, het ek die servomotorsarm voorberei en die posisie van elke coxa servomotor geteken vir toekomstige korrekte posisionering.

Noudat ek weet waar die coxa servo's geplaas moet word, het ek die drie stukke aan mekaar vasgeplak.

Nou is die raamwerk klaar.

Stap 6: Bevestig die Coxa Servos aan die raam

Om die servo's eers aan te heg, het ek 'n gat in die gemerkte posisie geslaan sodat die bevestigingsskroef vir die servo -arm kan gaan en die servo aan die raam vasgemaak.

Met behulp van die skroewe van die servomotors het ek die coxa servomotors se arms aan die raam vasgemaak. Die coxa bestaan uit twee servo's wat met dubbelband vasgeplak is en versterk word met 'n rekkie. Een servo word afwaarts gerig met die as in vertikale posisie en sal aan die raam geheg word, en die ander een sal met die as in horisontale posisie georiënteer word en aan die binnekant van die femur vasgemaak word.

Ten slotte word die borgskroef vasgeskroef om die coxa servo aan die raam vas te maak.

Stap 7: Bou die femur

Dieselfde kartonsnyprosedure is gebruik. Elke femur word gemaak uit drie kartonblaaie wat aan mekaar vasgeplak is. Die horisontale gegolfde laag word tussen die vertikale golfkartonblaaie vasgemaak.

Stap 8: Bou die Tibia

Vir die tibia dieselfde sny ek drie templates vir elke tibia, maar hierdie keer was die oriëntasie van die gegolfde laag vertikaal om 'n beter lengte -sterkte aan die tibia te gee.

Nadat elke drie sjablone gesny is, het ek dit aan mekaar vasgeplak en ook 'n gat vir die tibia -servo gemaak.

Ek het die servo in die tibia vasgemaak, en die arm van die servo is vasgemaak aan die servo met die bevestigingsskroef deur die gat in die femur om die femur met die tibia te verbind.

Stap 9: Alles saamvoeg

Noudat al die onderdele van die raam en bene geskep is, het ek hulle almal aanmekaar gekoppel sodat die samestelling soos 'n vierkant lyk.

Stap 10: Installeer die elektronika en stel die verbindings in

Eerstens moet die Arduino Nano saam met die Deek Robot Shield op die raam pas. Hiervoor het ek die skild geneem en die raam met 4 gate gestamp om die Deek Robot Shield aan die raam vas te maak met 4 boute en moere.

Nou "is die brein vas aan die liggaam": D. Daarna het ek al die servo's aan die Deek Nano Shield gekoppel.

Die verbinding van die servo's is baie maklik, aangesien die skild spesiaal drie penne (Signal, VCC, GND) vir elke Arduino Nano digitale en analoge pen gebou het, wat 'n perfekte en maklike verbinding van die mikroservo's moontlik maak. Normaalweg benodig ons 'n motorbestuurder om servo's met Arduino te bestuur omdat dit nie die versterkers kan hanteer wat die motors benodig nie, maar in my geval is dit nie geldig nie, want die 9g mikro -servo's is klein genoeg om Arduino Nano dit te hanteer.

Die bene -servo's word soos volg verbind:

Been 1: (linkerbeen vorentoe)

Coxa - Arduino Nano Digital Pin 4

Femur - Arduino Nano Digital Pin 2

Tibia - Arduino Nano Digital Pin 3

Been 2: (linker linkerbeen)

Coxa - Arduino Nano analoog pen A3

Femur - Arduino Nano analoog pen A5

Tibia - Arduino Nano analoog pen A4

Been 3: (Voor regterbeen)

Coxa - Arduino Nano analoog pen 10

Femur - Arduino Nano analoog pen 8

Tibia - Arduino Nano analoog pen 9

Been 4: (agter regterbeen)

Coxa - Arduino Nano Digital Pin A1

Femur - Arduino Nano Digital Pin A0

Tibia - Arduino Nano Digital Pin A2

Aansluiting van die LED vir lig effek

Ek het gedink dit sal lekker wees om 'n bietjie lig op die quadruped te plaas, en ek het 'n ou kleursensor wat nie meer werk nie (ek kon dit uitbrand: D), maar die LED's werk nog steeds, aangesien hulle vier LED's aan het 'n klein bordjie en hulle is baie helder. Ek het besluit om die kleursensor te gebruik om die viervoetige ligte effek te gee. Omdat dit ook vier is, laat dit 'n bietjie nader aan 'n spinnekop lyk.

Ek het die VCC van die kleursensor dus gekoppel aan die Arduino Nano Pin D5 en die GND van die sensor aan die GND van die Arduino Nano. Aangesien die klein bord al 'n paar weerstande het wat vir die LED gebruik word, hoef ek nie 'n ander weerstand met die LED in serie te plaas nie. Al die ander penne sal nie gebruik word nie, aangesien die sensor uitgebrand is en ek net die LED's van die klein bord gebruik.

Aansluitings vir NRF24L01 -module.

- GND van die module gaan na die GND van die Arduino Nano Shield

- VCC gaan na die Arduino Nano 3V3 -pen. Wees versigtig om die VCC nie aan die 5V van die broodbord te koppel nie, aangesien u die risiko loop om die NRF24L01 -module te vernietig

- CSN -pen gaan na die Arduino Nano D7;

- CE -pen gaan na die Arduino Nano D6;

- SCK -pen gaan na die Arduino Nano D13;

- MOSI -pen gaan na die Arduino Nano D11;

- MISO -pen gaan na die Arduino Nano D12;

- IRQ -pen sal nie gekoppel word nie. Wees versigtig as u 'n ander bord gebruik as Arduino Nano of Arduino Uno, die SCK-, MOSI- en MISO -penne sal anders wees.

- U moet ook die RF24 -biblioteek vir hierdie module aflaai. U kan dit op die volgende webwerf vind:

As 'n kragtoevoer vir die spinnekop gebruik ek 'n muuradapter 5V (1A). Ek het geen batterye beskikbaar nie, en dit was my enigste muuradapter wat ek dink sal beter wees as 'n sterker een van ten minste 2A, maar ek het nie een nie, so ek moes die enigste een wat ek het, gebruik. Dit sal baie aangenamer wees as u 'n li-po-battery gebruik, sodat die robot gratis kan wees, sonder dat daar 'n kabel is.

Om 'n meer stabiele kragtoevoer op die bord te hê, het ek 'n 10microF -kapasitator tussen 5V- en GND -penne van die Deek Robot Nano Shield aangebring, want ek het opgemerk dat wanneer alle servo's onder laai die Arduino Nano net weer begin, terwyl die byvoeging van die kondensator het die probleem opgelos.

Stap 11: Bou die omslag

Omdat ek die omslag so lig as moontlik wou hê, het ek dit slegs uit 'n laag 2 mm golfkartonblad gemaak, omdat dit nie versterk hoef te word nie, aangesien geen vragte dit sal beïnvloed.

Ek het 'n karton in die vorm en afmetings gesny, soos u op die foto kan sien, en ek het dit aan die raam vasgemaak met dieselfde moere wat die Arduino Nano Shield onder die raam vasmaak. Aan die bokant sal die twee stukke aan mekaar vasgeplak word met dubbelband. Ek het probeer om al die drade binne te draai sodat die viervoetiges so goed as moontlik sal lyk.

Nou is die viervoetig klaar. Kom ons gaan na die afstandbeheer.

Stap 12: Afstandsbediening

Vir die afstandsbediening gebruik ek dieselfde afstandsbediening van my vorige Maverick -motor met 'n afstandbeheer, maar ek het slegs die grafiek uitgestrek, wat dit nie nodig het in hierdie projek nie. Maar net as u die gebou misgeloop het, het ek dit weer hier geskryf.

Terwyl ek vir die kontroleerder 'n Arduino Uno gebruik, het ek die Uno aan 'n broodbord vasgemaak met 'n paar rekkies om nie te beweeg nie.

- Arduino Uno sal deur 'n 9V -battery deur die domkrag voorsien word;

- Arduino Uno 5V -pen aan die 5V -spoor van die broodbord;

-Arduino Uno GND -pen aan die GND -spoor van die broodbord;

NRF24L01 Module.

- GND van die module gaan na die GND van die broodbordrail

- VCC gaan na die Arduino Uno 3V3 -pen. Wees versigtig om die VCC nie aan die 5V van die broodbord te koppel nie, aangesien u die risiko loop om die NRF24L01 -module te vernietig

- CSN -pen gaan na die Arduino Uno D8;

- CE -pen gaan na die Arduino Uno D7;

- SCK -pen gaan na die Arduino Uno D13;

- MOSI -pen gaan na die Arduino Uno D11;

- MISO -pen gaan na die Arduino Uno D12;

- IRQ -pen sal nie gekoppel word nie. Wees versigtig as u 'n ander bord gebruik as Arduino Nano of Arduino Uno, die SCK-, MOSI- en MISO -penne sal anders wees.

Joystick -module

- Die joystick -module bestaan uit 2 potensiometers, en dit is baie soortgelyk aan die verbindings;

- GND -pen aan die GND -rail van die broodbord;

- VCC -pen aan die 5V -spoor van die broodbord;

- VRX -pen na die Arduino Uno A3 -pen;

- VRY -pen aan die Arduino Uno A2 -pen;

LED

- Rooi LED sal in serie gekoppel word met 'n 330Ω weerstand aan Arduino Uno pin D4;

- Groen LED sal in serie met 'n 330Ω -weerstand gekoppel word aan die Arduino Uno pin D5;

Drukknoppies

- Een van die drukknoppies sal gebruik word om die viervoetige lig aan en uit te skakel, en die ander een sal nie gebruik word nie;

- Die LIGHT -drukknop word verbind met pen D2 van die Arduino Uno. Die knoppie moet met 'n 1k of 10k weerstand afgetrek word, die waarde is nie belangrik nie.

- Die oorblywende drukknop word verbind met pen D3 van die Arduino Uno. Net so moet die knoppie afgetrek word met 'n 1k of 10k weerstand. (dit word nie vir hierdie projek gebruik nie)

Dit is alles wat ons nou met al die elektriese onderdele verbind het.

Stap 13: Arduino IDE -kodes

Vir hierdie deel is daar min kode wat ek gebruik het.

Leg_Initialization - is gebruik om die servo's in 'n posisie van 90 grade te sentreer.

Spider_Test - is gebruik om die regte funksies te toets, soos om vorentoe, agtertoe te draai, om te draai

Spinnekop - om vir die Spinnekop gebruik te word

Spider -afstandsbediening - om gebruik te word vir die Spider -beheerder

Ek moet noem dat die kode vir Spider aangepas en aangepas is na die kode van RegisHsu [DIY] SPIDER ROBOT (QUAD ROBOT, QUADRUPED) en daarom wil ek RegisHsu bedank vir sy goeie werk.

Alles gesê, ek hoop dat u van my Spider gehou het.