Kendin Yap Hexapod: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu talimatta size bluetooth, uzaktan kumandalı Hexapod oluşturmak için adım adım kılavuz vereceğim.

Birincisi, bu büyük bir hexapod ve onu hareket ettirmek için 12 güçlü Servo motora (MG995) ihtiyacınız olacak ve bu miktarda PWM sinyalini (her motoru kontrol etmek için) işlemenin en kolay yolu bir Arduino Mega 2560 kullanmaktır. 3D yazıcılar ve WaterFlow kesme makinesi gibi bazı ekstra ekipmanların kullanıldığına dikkat edilmelidir. Şimdi kullanılan tüm malzemeleri ve bu robotlardan birini oluşturmak için ihtiyaç duyacağınız adımları bulacaksınız.

Adım 1: İhtiyacınız Olan Şeyler

Teçhizat

Havya, 3D baskı makinesi, su jeti kesim makinesi.

Malzeme

• PLA 3D baskı filamenti
• silikon,
• çelik pedal
• M3X20 vidalar
• M3X10 vidalar
• M3 fındık
• M3 pullar
• 623zz bilyalı rulmanlar
• CAD Yazılımı

Bileşenler

• (12)Servo motorlar MG995
• (2) 9V piller
• (1) 6V, 7Amp pil
• GoPro kamera
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) Oyun çubukları
• (2) HC-05 Bluetooth Modülü
• (1) 10K Potansiyometre

2. Adım: Mekanik ve İhtiyacınız Olan Parçaları Tasarlama

Mekanik tasarım

Mekanik tasarım, bacak başına kullanılacak servo motor sayısından başlar. Bu projede bacak başına 2 servo kullanılmasına karar verildi, böylece daha fazla serbestlik derecesi verildi ve doğallığı dikkat çekici hale getirildi. Her türlü mekanizma, makine veya robotta ne kadar serbestlik derecesine sahipseniz, hareketlerinizin ve eylemlerinizin doğallığının o kadar fazla olduğunu belirtmek açıktır. Bu proje için plan, gereksinimler ve sınırlamalar dahilinde, ayak başına 2 adet olmak üzere 12 aktüatör kullanılacaktır. Bahsedildiği gibi, servo motorlar bacakların ana bileşenleri olacak, diyelim ki bunlar robotun eklemlerini temsil eden noktalar. Makineye hangi farklı hareketlerin tetiklendiği, birlikte hareket etmesini sağlayan hareketi simüle edecek. Daha önce bahsedilen servo motorların boyutlarına dayalı olarak, bu tip aktüatörün takıldığı bir mahfaza tasarlanmıştır. Bunun boyutları, bir bütün olarak bacağı oluşturacak olan destek elemanları ve konektörler için bir sabitleme sistemi tasarlamak için referans noktaları sağlar. Servo motorlardan biri dikey, diğeri yatay olarak konumlandırılmıştır, bunun nedeni esas olarak şaftının döneceği ve vidalandığı elemanı harekete geçireceği ve böylece yürümesi için gerekli olan x veya y hareketini geliştireceği yöndür. hekzapod. Şekillere ve resimlere baktığınızda robotun ana kaidesine yani plakalarına monte edildikleri noktaları görebilirsiniz. Servo motora dik konumda bakarsanız her iki plaka arasında olduğunu göreceksiniz. Biri üst kısma, diğeri alt kısma vidalanır. Buradan itibaren, konektörler ve çubuklar, ayağın bir parçası olarak 4 farklı konektör tipinin çalıştığı yatay bir konumda ikinci servo motorun desteğini kolaylaştıracaktır. Bunlar, bu elemanın kaldırılmasını ve hareketini simüle eden ve etkinleştiren mekanik harekete izin verir; Bu, bacağın üzerinde durduğu ve robotun neredeyse tüm ağırlığını bıraktığı en büyük bileşeni tutan bu iki çubuğu içerir.

Daha önce de belirtildiği gibi, tasarımınızı tanımlayan sınırlamalar vardır. Makinenizin çalışması için mekanik, ekonomik veya diğer herhangi bir temel kaynak olsun, farklı türlerde olabilirler. Bu mekanik elemanlar; bu durumda servo motorlar, robotun boyutlarını oluşturdu. Bu kılavuzda önerilen tasarımın bu boyutlarda olmasının nedeni budur, çünkü bunlar esas olarak daha sonra büyük bir pilin eklendiği seçilen aktüatörler ve kontrolörden başlar.

Mekanik tasarımın önerildiği gibi kopyalanacak şekilde tanımlanmadığını söylemek önemlidir. Bu, ana elemanların, çubukların ve / veya konektörlerin stres ve yorulma simülasyonları yoluyla bile optimize edilebilir. Seçilen üretim yöntemini, eklemeli üretimi göz önünde bulundurarak, yüklerinize ve uygulamanıza en uygun katıyı tasarlamak, simüle etmek ve yazdırmaktan en iyi şekilde yararlanabilirsiniz. İhtiyacınız olan şey için her zaman destek, bağlantı elemanları ve yatakların temel unsurlarını göz önünde bulundurun. Bu, mekanizmada oynadıkları role göre. Bu yüzden bu elemanların özelliklerini düşünmelisiniz ki ayağın diğer parçaları ile birlikte uygun yere sahip olsunlar.

Adım 3: Elektronik Tasarım

Robot için tasarlanmış 2 PCB.

1 robota monte edilecek ana kart, ikincisi ise uzaktan kumandadaki elektronikler içindir. PCB, Fritzing yazılımı kullanılarak tasarlandı ve ardından PCB gravürü için bir CNC Router kullanılarak işlendi.

Ana PCB, bluetooth modülünün yanı sıra Arduino Mega'yı da içeriyor, tüm servolar da bağlı ve doğrudan pilden gelen iki güç hattını 2 vidalı terminale kullanıyor.

Uzaktan kumanda PCB'si daha fazla bileşene sahiptir ancak daha kompakttır, Arduino Nano'nun montajından başlayarak, ona Hexapod'un yönünü ve hareketlerini kontrol etmek için iki joystick, uygun 220Ohm dirençli bir basma düğmesi, bir potansiyometre bağlanır robotun yüksekliğini ve bluetooth modülü HC05'i ayarlamak için. Kartın tamamına 9V pil ile güç verilir ve üzerindeki elemanlara Arduino kartının 5v Çıkışı kullanılarak güç sağlanır.

Tasarımdan sonra PCB, özel CNC PCB işleme aleti ile üretilebilir ve ardından tüm bileşenlerin panolara montajına geçebilirsiniz.

Adım 4: Adım 4: Montaj

Tüm basılı parçalar, vidalar ve rulmanlar ile robotu monte etmek için gerekli araçlara sahip olduktan sonra, dikey servoların tabanlarının bir üst plaka ve bir alt plaka ile monte edildiğini göz önünde bulundurarak ilgili parçaların montajına başlayabilirsiniz., 6 adet içlerinde servo motor bulunmaktadır. Şimdi, servo motorun şaftına bağlantı vidalanmıştır ve parça buna bağlanmıştır: "JuntaServos", muadili olarak her iki parça arasındaki dönüşü kolaylaştırmak için ilgili yatağına sahip olacaktır. Daha sonra, ikinci servoya, yatay servoya ve diğer 2 segmentle bağlantılı olan ilgili çubuk grubuna bağlanacak ve çelik uca doğrudan bir bağlantı oluşturulacaktır. Her ikisi de belirtilen vidalarla cıvatalanmıştır. Bacakla bitirmek için PLA'da basılmış uç basınç altında sokulur.

Robotu destekleyen ve harekete geçiren 6 ayağı monte etmek için bu işlem 6 kez tekrarlanmalıdır. Nihayet; kamerayı kullanıcının isteğine göre ayarlayarak üst plakaya yerleştirin.

Adım 5: Adım 5: Kodlama

Bu bölümde kodun nasıl çalıştığı biraz açıklanacaktır. ve iki parçaya bölünecek, uzaktan kumandanın kodu ve hexapod'un kodu.

Önce kontrolör. Joysticklerde bulunan potansiyometrelerin analog değerlerini okumak istiyorsanız, bu değerlerin filtrelenmesi ve sadece kodda belirtilen aralığın dışında değiştiğinde değerlerin elde edilmesi için yeterli olması önerilir. Bu olduğunda, değerlerden birinin bunu değiştirdiğini ve diğer bluetooth modülü onları aldığında bir şeyler yapabilmek için bluetooth üzerinden Arduino Serial.write işlevi kullanılarak bir karakter dizisi türü değeri gönderilir.

Artık Hexapod kodu da 2 parçaya bölünebilir.

İlk kısım bluetooth ile alınan mesajlara göre yapılacak fonksiyonların belirlendiği ve diğer kısım hexapod tarafından gerçekleştirilen ileri, geri, dönüş, diğerleri gibi fonksiyonları oluşturmak için gerekli olanın yapıldığı kısımdır. kodda yapmak istediğiniz şey hem bluetooth iletişiminin çalışması hem de servoların fonksiyonları ve her bir bacaktaki hareketleri için gerekli değişkenleri belirlemektir.

Serial.readBytesUntil işlevi, 6 olan tüm karakter dizisini elde etmek için kullanılır, tüm komutların 6 karakteri vardır, bu dikkate alınması çok önemli bir şeydir. Arduino forumlarında, mesajın doğru bir şekilde alınması için optimal parametrelerin nasıl seçileceğine dair referanslar bulabilirsiniz. Mesajın tamamı elde edildikten sonra, strcmp () işleviyle karşılaştırılır ve bir değişkene değer atayan if işlevleri kümesi daha sonra bir anahtar işlevinde bir hexapod'un işlevini atamak için kullanılır.

Bunlardan biri "POTVAL" komutu alındığında robotun yüksekliğini değiştiren, diğer bir işlev her bacağın göreceli yüksekliğini ve statik dönüşünü değiştiren, bu joystick ile elde edilen ve düğmeye basıldığında elde edilen ekstra işlevler vardır. kontrolde hexapod kodunda "BOTTON" komutu alınır ve hexapod'un hareket hızını değiştirir.

6. Adım: Test Etme

Aşağıdaki videoda, Hexapod'un zaman içinde nasıl geliştiği ve test ve sonucun nasıl olduğu gösterilmektedir.