Un Walker cu 4 picioare bazat pe servo: 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Construiți-vă propriul robot de mers cu 4 picioare servomotor (inutil) tehnologic! Mai întâi, un avertisment: Acest bot este practic o versiune de microcontroler-creier a clasicului Walker cu patru picioare BEAM. BEAM 4-legger poate fi mai ușor de realizat dacă nu sunteți deja configurat pentru programarea microcontrolerului și doriți doar să construiți un walker. Pe de altă parte, dacă începeți cu programarea microprocesorului și aveți câteva servere lovind, iată proiectul ideal! Puteți să vă jucați cu mecanica Walker-ului fără să vă faceți griji în legătură cu modificările de microcore analogice BEAM. Deci, deși acest lucru nu este într-adevăr un bot BEAM, următoarele două pagini web sunt resurse excelente pentru orice walker cu 4 picioare: Tutorialul cu 4 picioare al lui Bram van Zoelen are o imagine de ansamblu bună asupra mecanicii și teoriei. Site-ul web al site-ului Walker Chiu-Yuan Fang este destul de bun pentru lucrurile BEAM și câteva modele de walker mai avansate. Ați terminat de citit? Sunteți gata să construiți?

Pasul 1: Strângeți părți, măsurați, planificați un bit

Realizarea unui servowalker cu 4 picioare este destul de simplă, în funcție de părți. Practic, aveți nevoie de două motoare, picioare, o baterie, ceva pentru a face motoarele să meargă înainte și înapoi și un cadru care să le țină pe toate. pentru spate. Aveam calibru 10. Calibru 12 ar trebui să funcționeze, dar presupun. Bateria este un NiMH de 3.6v care se vândea ieftin online. Creierul microcontrolerului este un AVR ATMega 8. Cadrul este Sintra, care este cool. Este un panou de plastic care se îndoaie când îl încălzești în apă clocotită. Puteți să-l tăiați, să-l găuriți, să-l cuțitați și apoi să-l îndoiți pentru a-l forma. Mi-am luat-o la Solarbotics. Alte părți: placă de proiect forată pentru circuit Anteturi de deconectare (masculin și feminin) pentru conexiunile servo și baterie O priză cu 28 de pini pentru lipiciul ATMegaSuper-duper Fier de lipit și lipit, sârmă Unele șuruburi mici pentru a ține motoarele cuțit onDrillMatte Aici, mă vedeți măsurând piesele, făcând o schiță pentru cadru și apoi apucând o riglă pentru a face un șablon de hârtie. Am folosit șablonul ca ghid pentru a marca cu un stilou unde aș face găuri în Sintra.

Pasul 2: Construiți cadrul, montați motoarele

Mai întâi am făcut găuri pe colțurile celor două decupaje ale motorului, apoi am marcat de-a lungul marginii unei rigle din gaură în gaură cu un cuțit mat. Este nevoie de 20 de treceri cu cuțitul pentru a ajunge prin Sintra. Am devenit leneș și l-am rupt după ce am tăiat aproximativ 1/2.

După ce am tăiat găurile, testez motoarele doar pentru a vedea cum funcționează. (Un pic prea larg, dar am lungimea exactă.)

Pasul 3: Îndoiți cadrul, atașați motoarele

Din păcate, nu am avut mâini suficiente ca să mă fotografiez îndoind Sintra, dar iată cum a coborât:

1) Oală mică de apă fiartă pe aragaz 2) Sintra ținut sub apă timp de un minut sau două cu o lingură de lemn (Sintra plutește) răcit. Pentru designul clasic „Miller”, doriți aproximativ un unghi de 30 de grade pe picioarele din față. S-au făcut găuri de șurub și s-au înșurubat motoarele.

Pasul 4: Atașați picioarele la coarnele servomotorului în formă de stea

Am tăiat o secțiune de 12 "și 8" de sârmă de cupru groasă cu șanțuri pentru a face picioarele din față și respectiv din spate. Apoi le-am îndoit într-un unghi pentru a le atașa la coarnele servo.

Un truc clasic BEAM atunci când trebuie să atașați lucruri este să le legați cu sârmă de sârmă. În acest caz, am dezbrăcat niște sârme de conectare, l-am trecut prin coarne și în jurul picioarelor și l-am răsucit mult. Unii oameni lipesc firul solid în acest moment. Al meu încă se ține strâns fără. Simțiți-vă liber să tăiați excesul și să îndoiți părțile răsucite în jos.

Pasul 5: Atașați picioarele la corp, îndoiți-le corect

Înșurubați stelele servo (cu picioarele puse) înapoi pe motoare, apoi îndoiți-vă.

Simetria este esențială aici. Un sfat pentru a menține părțile uniforme este să vă îndoiți într-o singură direcție la un moment dat, astfel încât să fie mai ușor să-l priviți dacă faceți prea mult pe o parte sau pe cealaltă. Acestea fiind spuse, le-am îndoit și re-îndoit pe ale mele de multe ori acum și puteți relua din nou din dreapta dacă vă îndepărtați prea mult de pista mai târziu, după ce ați modificat-o de prea multe ori. Cuprul este grozav așa. Aruncați o privire la paginile web pe care le-am enumerat pentru mai multe sfaturi aici sau pur și simplu. Nu cred că este chiar atât de critic, cel puțin în ceea ce privește mersul pe jos. O veți regla mai târziu. Singurul bit critic este să obții centrul de greutate suficient în mijloc, astfel încât să meargă corect. În mod ideal, atunci când un picior din față este în aer, picioarele din spate rotind vor înclina botul înainte pe piciorul din față înalt / înainte, care va face apoi mersul. Veți vedea ce vreau să spun într-un videoclip sau două care vor apărea.

Pasul 6: Creierele

Pachetul este destul de simplu, așa că va trebui să-mi iertați schema de schițe schițată. Deoarece folosește servomotoare, nu este nevoie de drivere complicate sau de ceea ce aveți. Pur și simplu conectați +3,6 volți și împământare (direct de la baterie) pentru a porni motoarele și loviți-le cu un semnal modulat în lățime de impuls de la microcontroler pentru a le spune unde să meargă. (Vedeți pagina servo wikipedia dacă sunteți nou la utilizarea servomotorelor.) Am tăiat o bucată de lucruri de PCB goale găurite și anteturi super-lipite pe ea. Două anteturi cu 3 pini pentru servomotoare, un antet cu 2 pini pentru baterie, un antet cu 5 pini pentru programatorul meu AVR (pe care ar trebui să-l fac instructabil pentru o zi) și mufa cu 28 de pini pentru cipul ATMega 8. Odată ce toate soclurile și anteturile au fost lipite, le-am lipit. Cea mai mare parte a cablajului se află pe partea inferioară a plăcii. Este într-adevăr doar câteva fire.

Pasul 7: Programați cipul

Programarea se poate face cu o configurație la fel de sofisticată pe cât o aveți. Eu însumi, acesta este doar programatorul ghetou (din imagine) - doar niște fire lipite pe o mufă de port paralel. Acest instructiv detaliază programatorul și software-ul de care aveți nevoie pentru ca totul să ruleze. Nu face! Nu face! Nu utilizați acest cablu de programare cu niciun dispozitiv care chiar se apropie de tensiuni peste 5v. Tensiunea poate rula cablul și poate prăji portul paralel al computerului, distrugându-vă computerul. Designurile mai elegante au rezistențe și / sau diode limitative. Pentru acest proiect, ghetoul este în regulă. Este doar o baterie de 3.6v la bord. Dar fii atent. Codul pe care îl folosesc este atașat aici. În cea mai mare parte, este exagerat doar pentru a obține două motoare care să se balanseze înainte și înapoi, dar mă distram. Lungimea pulsului indică servo-ului unde să întoarcă picioarele. 1,5 ms este în jurul centrului, iar intervalul este de la 1 ms la 2 ms aproximativ. Codul utilizează generatorul de impulsuri încorporat pe 16 biți atât pentru impulsul semnalului, cât și pentru întârzierea de 20 ms și oferă rezoluție de microsecundă la viteza de stocare. Rezoluția servo este undeva aproape de 5-10 microsecunde, deci 16 biți sunt destui. Trebuie să existe un programabil de microcontroler care poate fi instruit? Va trebui să mă ocup de asta. Anunță-mă în comentarii.

Pasul 8: primii pași ai bebelușului

Am picioarele din față oscilând cu aproximativ 40 de grade în ambele sensuri, iar picioarele din spate cu aproximativ 20 de grade. Vedeți primul videoclip pentru un exemplu al mersului de dedesubt.

(Rețineți întârzierea frumoasă de câteva secunde când apăs butonul de resetare. Foarte la îndemână când îl reprogramați pentru a-l rămâne liniștit câteva secunde cu alimentarea pornită. De asemenea, este convenabil să centrați picioarele când ați terminat jucând și vrei doar să se ridice.) A mers la prima încercare! Vezi al 2-lea videoclip. În vid, urmăriți modul în care piciorul din față se ridică, apoi picioarele din spate se răsucesc pentru a-l face să cadă înainte pe piciorul din față. Asta e mersul pe jos! Joacă-te cu centrul de greutate și cu picioarele îndoite până obții acea mișcare. Am observat că se întoarce foarte mult într-o parte, chiar dacă eram destul de sigură că aș fi centrat motoarele mecanic și în cod. S-a dovedit a fi din cauza unei margini ascuțite pe unul dintre picioare. Așa că am făcut roboți. Nu există nimic care să nu poată face tuburile termocontractabile ?!

Pasul 9: Tweaking

Deci merge bine. Încă mă joc cu mersul, forma picioarelor și momentul pentru a vedea cât de repede îl pot face să meargă în linie dreaptă și cât de sus îl pot face să urce.

Pentru urcare, îndoirea piciorului din față chiar înainte de picioare este crucială - îl ajută să nu se prindă de margini. În schimb, piciorul se ridică peste obstacol dacă lovește sub „genunchi”. Am încercat să fac picioarele să lovească cam la același unghi de 30 de grade cu cadrul. Deci, cât de sus poate urca?

Pasul 10: Deci, cât de sus poate urca?

Chiar acum aproximativ 1 inch, care bate mai mulți roboți cu roți simpli pe care i-am făcut, așa că nu mă plâng. Urmăriți videoclipul pentru a-l vedea în acțiune. Nu doar sări direct. Va fi nevoie de câteva încercări pentru a obține ambele picioare din față în sus și peste. Sincer, pare o problemă de tracțiune mai mult decât orice. Sau centrul de greutate poate fi puțin înalt pentru leagănul lung al piciorului din față. Puteți vedea că aproape îl pierde în timp ce piciorul din față a împins corpul în aer. O sugestie de lucruri viitoare …

Pasul 11: Deci, la ce nu se poate urca?

Până acum, nu am reușit să-l stăpânesc pe Arta Gătitului Francez (volumul 2) în mod fiabil. Se pare că 1 1/2 inch este limita actuală a cât de mare poate ajunge. Poate reducerea rotației piciorului din față va ajuta? Poate coborând puțin corpul la pământ? Priveste filmarea. Asistă la agonia înfrângerii. La naiba tu Julia Child!