N Servo-gebaseerde viervoetige wandelaar: 12 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

Bou u eie (onnodig tegniese) servomotor-aangedrewe 4-been wandelrobot! Eerstens 'n waarskuwing: Hierdie bot is basies 'n mikrobeheerder-brein weergawe van die klassieke BEAM 4-been wandelaar. Die BEAM 4-legger is miskien makliker vir u as u nog nie 'n mikrobeheerderprogrammering het nie en net 'n rollator wil bou. Aan die ander kant, as u aan die gang is met mikroprosessorprogrammering en 'n paar servo's het rondskop, hier is jou ideale projek! U kan met die rolstoelmeganika speel sonder om bekommerd te wees oor die kieskeurige analoog BEAM -microcore -aanpassing. Alhoewel dit nie regtig 'n BEAM-bot is nie, is die volgende twee webblaaie uitstekende hulpbronne vir enige viervoetige wandelaar: Bram van Zoelen se vierbeenloper-tutoriaal het 'n goeie oorsig van die meganika en teorie. Die rolstoelwebwerf van Chiu-Yuan Fang is ook redelik goed vir BEAM-dinge en 'n paar meer gevorderde rolstoelontwerpe. Klaar gelees? Klaar om te bou?

Stap 1: Versamel onderdele, meet, beplan 'n bietjie

Om 'n viervoetige servowalker te maak, is redelik eenvoudig, onderdele. Eintlik benodig u twee motors, bene, 'n battery, iets om die motors heen en weer te laat gaan, en 'n raam om hulle almal te hou. Onderdele lys: 2x Tower Hobbies TS-53 Servos 20in swaar koperdraad: 12in vir voorpote, 8in vir agter. Ek het 'n 10-meter gehad. 12-meter behoort te werk, maar ek raai. Die battery is 'n 3,6V NiMH wat aanlyn goedkoop verkoop is. Die brein van die mikrobeheerder is 'n AVR ATMega 8. Die raam is Sintra, wat baie cool is. Dit is 'n plastiese skuimplank wat buig as jy dit in kookwater verhit. U kan dit sny, boor, met 'n mes mes en dit dan buig om dit te vorm. Ek het myne by Solarbotics gekry. Ander dele: Boorprojekbord vir die stroombaanKap-koppe (manlik en vroulik) vir die servo- en batteryaansluitings 'n 28-pen aansluiting vir die ATMegaSuper-duper gom Soldeerbout en soldeer, draad Enkele klein boutjies om die motors vas te hou onDrillMatte mes Hier sien jy hoe ek die dele afmeet, 'n skets vir die raam maak en dan 'n liniaal gryp om 'n papiersjabloon te maak. Ek het die sjabloon as 'n gids gebruik om met 'n pen te merk waar ek gate in die Sintra sou boor.

Stap 2: Bou raam, pas motors

Eers boor ek gate op die hoeke van die twee motoruitsparings, en dan langs die rand van 'n liniaal van gat tot gat met 'n mat mes. Dit neem ongeveer 20 passe met die mes om deur die Sintra te kom. Ek het lui geraak en dit geknip nadat ek ongeveer 1/2 deurgesny het.

Nadat ek die gate uitgesny het, het ek die motors getoets om te sien hoe dit werk. ('N Bietjie te breed, maar ek het die lengte reg gekry.)

Stap 3: Buig raam, heg motors aan

Ongelukkig het ek nie genoeg hande gehad om myself te fotografeer terwyl ek die Sintra buig nie, maar dit is hoe dit gegaan het:

1) Gekookte klein potjie water op stoof 2) Hou Sintra 'n minuut of twee onder water met 'n houtlepel (Sintra dryf) 3) Trek dit uit, en met warm handskoene en iets plat, hou dit in die regte hoek gebuig totdat dit afgekoel. Vir die klassieke rolstoelontwerp van "Miller", wil u ongeveer 'n hoek van 30 grade op die voorpote hê. Skroefgate geboor en die motors vasgebout.

Stap 4: Bevestig bene aan stervormige servomotorhorings

Ek het 'n 12 "en 8" dik koperdraad met blikkies gesny om onderskeidelik die voor- en agterpote te maak. Toe buig ek hulle skuins om aan die servohorings vas te maak.

'N Klassieke BEAM -truuk wanneer jy dinge moet heg, is om dit met 'n aansluitdraad vas te maak. In hierdie geval het ek 'n aansluitdraad gestroop, deur die horings en om die bene gehardloop en dit baie verdraai. Sommige mense soldeer die draad solied op hierdie punt. Myne hou nog styf vas sonder. Sny gerus die oortollige af en buig die gedraaide dele af.

Stap 5: Maak die bene aan die lyf vas, buig hulle reg

Skroef die servosters (met die bene aan) terug op die motors, en buig dan.

Simmetrie is hier die sleutel. 'N Wenk om die sye egalig te hou, is om slegs in een rigting op 'n slag te buig, sodat dit makliker is om dit te sien as jy te veel aan die een of ander kant doen. Dit gesê, ek het myne al baie keer gebuig en weer gebuig, en u kan weer reguit begin as u later te ver van die baan af kom nadat u dit een keer te veel aangepas het. Copper is so groot. Kyk na die webblaaie wat ek vir verdere wenke hier gelys het, of soek dit net. Ek dink nie dit is regtig so krities nie, ten minste om dit te laat loop. U pas dit later aan. Die enigste kritieke punt is om die swaartepunt genoeg in die middel te kry sodat dit reg kan loop. Ideaal gesproke, as een voorpoot in die lug is, sal die agterpote draai die bot vorentoe op die hoë/vorentoe voorpoot, wat dan sal loop. U sal sien wat ek bedoel in 'n video of twee wat verskyn.

Stap 6: Brein

Die breinbord is redelik eenvoudig, so jy sal my sketsmatige diagram moet vergewe, want dit gebruik servo's, en jy hoef nie ingewikkelde motorbestuurders of wat jy het nie. Sluit eenvoudig +3.6 volt en grond aan (reguit uit die battery) om die motors aan te dryf, en slaan hulle met 'n gemoduleerde sein met 'n polswydte van die mikrobeheerder om hulle te vertel waarheen hulle moet gaan. (Sien die wikipedia servo-bladsy as u nie nuut is om servomotors te gebruik nie.) Ek sny 'n stukkie geboorde leë PCB-materiaal op en plak kopstukke daarop vas. Twee 3-pins koppe vir die servo's, een 2-pen kop vir die battery, een 5-pen kop vir my AVR programmeerder (waarvoor ek eendag 'n instruksie moet maak) en die 28-pen aansluiting vir die ATMega 8 chip. Nadat al die voetstukke en kopstukke vasgeplak was, het ek dit vasgesoldeer. Die meeste bedrading is aan die onderkant van die bord. Dit is eintlik net 'n paar drade.

Stap 7: Programmeer die chip

U kan programmeer met 'n so gesofistikeerde opstelling as wat u het. Self, dit is net die (foto) ghetto-programmeerder-net 'n paar drade wat aan 'n parallelle poortprop gesoldeer is. Hierdie instruksies bevat 'n uiteensetting van die programmeerder en sagteware wat u benodig om alles aan die gang te kry. Moenie! Moenie! Moenie hierdie programmeerkabel gebruik met toestelle wat selfs naby spanning bo 5v kom nie. Die spanning kan die kabel laat opraak en die parallelle poort van u rekenaar braai, wat u rekenaar kan verwoes. Meer elegante ontwerpe het beperkende weerstande en/of diodes. Vir hierdie projek is ghetto goed. Dit is slegs 'n 3,6v battery aan boord. Maar wees versigtig. Die kode wat ek gebruik, is hier aangeheg. Meestal is dit te veel om net twee motors heen en weer te laat swaai, maar ek het dit baie geniet. Die kern daarvan is dat die servo's elke 20 ms polse benodig. Die lengte van die pols vertel die servo waarheen hy die bene moet draai. 1,5 ms is rondom die middel, en die reikafstand is ongeveer 1 ms tot 2 ms. Die kode gebruik die ingeboude 16-bis-pulsgenerator vir beide die seinpuls en die vertraging van 20 ms, en gee 'n mikrosekonde-resolusie teen die voorraadspoed. Die servo se resolusie is iewers naby 5-10 mikrosekondes, dus 16-bis is genoeg. Moet 'n mikrobeheerder-programmering opdrag gegee word? Ek sal daaroor moet aangaan. Laat weet my in die kommentaar.

Stap 8: Baba se eerste stappe

Ek het die voorpote ongeveer 40 grade geswaai en die agterpote ongeveer 20 grade. Sien die eerste video vir 'n voorbeeld van die gang van onder.

(Let op die goeie vertraging van 'n paar sekondes as ek op die reset-knoppie druk. Baie handig as ek dit herprogrammeer om dit 'n paar sekondes stil te laat sit terwyl dit aan is. Dit is ook gerieflik om die bene te sentreer wanneer u klaar is speel en jy wil net hê dit moet opstaan.) Dit het met die eerste probeerslag geloop! Sien die 2de video. Kyk in die video hoe die voorbeen opstaan, dan draai die agterpote sodat dit vorentoe op die voorbeen val. Dit loop! Speel met jou swaartepunt en beenbuigings totdat jy die beweging kry. Ek het opgemerk dat dit baie na die een kant draai, alhoewel ek redelik seker was dat ek die motors meganies en in die kode gesentreer het. Dit blyk te wees as gevolg van 'n skerp rand aan een van die voete. So ek het robo-booties gemaak. Is daar niks wat krimpbuise kan doen nie ?!

Stap 9: Aanpassing

So dit loop ok. Ek speel nog steeds met die gang en die vorm van die bene en die tydsberekening om te sien hoe vinnig ek dit in 'n reguit lyn kan laat loop en hoe hoog ek dit kan laat klim.

Om te klim, buig die voorpoot net voor die voete van kardinale belang is - dit help om nie aan die rande vas te hou nie. In plaas daarvan ry die been oor die hindernis as dit onder die "knie" slaan. Ek het probeer om die voete omtrent dieselfde hoek van 30 grade as die raam te laat slaan. So hoe hoog kan dit klim?

Stap 10: Hoe hoog kan dit klim?

Op die oomblik ongeveer 1 duim, wat die meeste eenvoudige wielrobotte wat ek gemaak het, oortref, so ek kla nie. Kyk na die video om dit in aksie te sien. Dit spring nooit net reguit nie. Dit neem 'n paar pogings om albei voorpote op en af te kry. Eerlik, dit lyk meer as enigiets na 'n trekkwessie. Of die swaartepunt kan 'n bietjie hoog wees vir die lang voorbeen -swaai. U kan sien dat dit dit amper verloor as die voorbeen die liggaam in die lug opdruk. 'N Wenk van dinge wat kom …

Stap 11: So, wat kan dit nie klim nie?

Tot dusver kon ek dit nie betroubaar onder die knie kry van die kuns van Franse kookkuns (deel 2) nie. Dit lyk asof 1 1/2 duim die huidige limiet is vir hoe hoog dit kan gaan. Miskien sal die vermindering van die voorbeenrotasie help? Miskien die liggaam effens op die grond laat sak? Kyk die video. Getuig van die pyn van nederlaag. Damn jy Julia Kind!