Atbilstoša humanoīda robota izgatavošana: 11 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Atjauninājums un lapa: 17.01.2021 Galva, seja u.c. - pievienota tīmekļa kameraTendoni un muskuļi - PTFE papildinājumiNervi un āda - vadoši gumijas rezultāti "Kas tas ir par attēlu?"

Tā ir daļa no robotizēta ķermeņa - īpaši mugurkaula, plecu, roku un roku prototipa. Manai radīšanai būs vajadzīgs ķermenis, un tas ir šis projekts.

Es strādāju pie vispārējās inteliģences - mana komanda īsumā izmanto terminu “mašīnu neirozinātne”, MiNT. Es ceru, ka vienas vai vairāku struktūru veidošana palīdzēs iedvesmot mani uz priekšu programmēšanā.

"Izstrādāts" - jā, šis robotu korpuss ir roku darbs. 3D druka, ja vēlaties. Man ir gan FDM, gan sveķu printeri, bet es dodu priekšroku roku darbiem, lai izstrādātu šādu prototipu. "Atbilst" - tas nozīmē tikai elastīgu. Ideja ir tāda, ka ķermenis ir pietiekami elastīgs, lai būtu drošs cilvēkiem, tas nozīmē, ka tas, visticamāk, noliecas ap cilvēku vai atlec, nevis saspiež vai sasmalcina vai nodara nopietnu kaitējumu. Atbilstoša robotika ir svarīga attīstības joma, lai mūsu nākotnes draugi un kolēģi (vai kalpi) būtu drošībā. Robots - pats par sevi saprotams. Šī piezīmju grāmatiņa neiedziļinās MiNT, bet, ja vēlaties uzzināt vairāk vai piedalīties bezpeļņas darbā, sazinieties ar mani. Tas ir tikai tas, uz ko es eju. Pat pēc tam, kad prāts ir pabeigts, es joprojām plānoju četrkājainu dizainu, vienkārši stabilitātes labad.

1. solis: kauli

PVC

Tas ir lieliski piemērots robotikai līdz cilvēka izmēram un svaram. Tas ir viegls, izturīgs, spēcīgs un viegli izgatavojams. Tas ir lēts.

Turklāt tas izskatās kā kauls, ja jūs to tiecaties.

Plašais piederumu klāsts ļauj viegli un ātri prototipēt pieticīgi sarežģītus dizainus. Cauruļu un veidgabalu dobais interjers atvieglo vadu slēpšanu.

Ar nelielu uzsildīšanu (karstuma pistole vai deglis [ātrs, bet sarežģīts]), PVC pietiekami mīkstinās, lai deformētos, pārveidotos un saglabātu savu jauno formu, ja tas tiek turēts tādā formā, līdz tas atdziest.

Vienkārši pārliecinieties, ka izmantojat labu ventilāciju. Neelpojiet tvaikus! Degot PVC izdala bīstamas gāzes!

PEX - 1/4 collas

Mazākiem kauliem, piemēram, apakšdelmiem, esmu izmantojis šo mīkstāko cauruli.

Manā pirmās rokas dizainā pirkstu kauliem tika izmantots PEX, bet šai mazākajai mašīnai man vajadzēja mazākus pirkstu kaulus.

Kafijas maisītāji

Es gribētu spēcīgāku materiālu, bet pagaidām tas darbojas labi.

Kad viens nav pietiekami stiprs, es uzskatu, ka karstā līmēšana 3 kaudzē, šķiet, darbojas.

Metāli

Es neesmu īsti sācis meklēt metāla risinājumus, bet tagad, atklājot alumīnija lodēšanas vienkāršību ar vienkāršu degli, es uzskatu, ka alumīnijs varētu būt risinājums, kuru vērts aplūkot nākotnē. Patiesā atslēga būs ērtu piederumu un materiālu pieejamība, kuru funkcionēšanai nepieciešama minimāla amatniecība. Es esmu pārliecināts, ka tas ir tur, bet cik tas maksās un vai tas ir tā vērts? Vai mums vajadzētu pat apskatīt visu metālu skeletu? Vai ir vērts apsvērt citus metālus un sakausējumus un kādiem pielietojumiem?

2. darbība: muskuļi un cīpslas

17.01.2021: bija jāpievieno PTFE/teflona caurules, lai palīdzētu vadīt dažas cīpslas ap aparatūru, kuras tās iestrēdza iedarbināšanas laikā. Pašlaik pirksti strādā aptuveni 75%, bet tiem ir nepieciešams atgriešanās atsperes veids papildinājuma. Es plānoju silikona gumiju, papildus ādas pārklājumam.

-

Pašlaik vienīgie “muskuļi”, kas pašlaik ir piestiprināti, ir daži SG90 servopārvadi, kas tiek turēti ar rāvējslēdzēju palīdzību. Pagaidām esmu pievienojis MG996R augšdelmiem un pleciem, bet nezinu, vai ar to pietiks. nē. Šķiet, ka rāvējslēdzēji tur apakšdelma SG90 vietā un, šķiet, pieļauj gandrīz 180 grādu rotāciju, pamatojoties uz pašreizējo plaukstas locītavas konfigurāciju. Plaukstas locītavai noteikti būs jāmainās, bet pagaidām tā vismaz tur roku rokā. Pašlaik es izmantoju elastīgo pavedienu cīpslām, nevis makšķerēšanas līniju, jo lielāka virsma uz cīpslu apvalkiem nenēsājas kā makšķeraukla. Pirms pārāk ilga laika pievienošu vairāk servo pārējiem savienojumiem. Augšdelms ir vienkāršs, bet pleci ir izaicinoši. Mugurkaula servi gandrīz noteikti būs sakopoti gūžas zonā. Piezīmes. Izmantojiet šos lielos lētus servus gurniem. MG996r pleciem vai apakšdelmiem? - darīts, mēs redzēsim, kā tas notiks … Muskuļu iespējas: EM lineārais izpildmehānisms PEANO HASSEL izpildmehānisms

PEANO HASSEL izpildmehānismus nav tik grūti izgatavot, taču man nav laba risinājuma tiem nepieciešamajam augstspriegumam, un es neesmu pārliecināts, kā tos novērst. Pretējā gadījumā es labprātāk izmantotu šo tehnoloģiju muskuļu kontrolei. Varbūt vēlākā atkārtojumā.

Var būt nepieciešama atspere uz pirkstiem, bet cīpslas var gan vilkt, gan spiest - nedaudz vienalga.

3. solis: Mugurkauls

PVC cauruļu adapteri, kas ir sakrauti, kalpo kā skriemeļi. To turēšana kopā, līdz man ir izpildmehānismi un cīpslas, bija problēma, taču daži radoši izkārtoti elastīga pavediena garumi, kas vītņoti uz leju disku iekšpusē, to atrisināja, diskus turot kaudzē. Pamatnei izmantojiet visu, ko vēlaties. Attēlā esošās detaļas man jau bija salīmējušas kopā no kāda agrāka robota, un es tās atkal izmantoju, jo tās jau bija pieejamas. Diski var būt nevajadzīgi lieli, bet pagaidām viss ir kārtībā. Pārmērīgā telpa atstāj daudz vietas, lai caur tām vadītu vadu. Jautājumi: Pašreizējais mugurkauls rada zināmu troksni, kad tas pārvietojas, un nav tik gluds, kā es vēlētos. Tie varētu būt 3D drukāšanas vērti, bet es nevēlos šī būve.

4. solis: Rumpis / Ribcage / Pleci

Sākotnēji es uzbūvēju rievu konstrukciju no mazākām PVC detaļām, bet tā vispār nebija elastīga, kas ir slikta lieta. Tā kā man tas šobrīd nav īpaši vajadzīgs, es šo daļu izlaidu. šobrīd sākotnēji bija tikai mugurkaula augšdaļa, lai piestiprinātu elastīgo pavedienu pavedienu, kas satur diskus, bet tas labi darbojās plecu risinājumam, tāpēc tas paliek tāds, kāds tas ir šobrīd. Pleci bija patiesa problēma. Es turpināju iztēloties universālo locītavu un mēģināju izmantot pieejamu eņģu ierīci, kas ir saderīga ar PVC caurulēm, taču tai nebija pietiekami plaša kustību amplitūda, kas nepieciešama plecam. Tad es kaut kur tiešsaistē uzdūros pozējamajam PVC skeleta-manekena projektam, kurā bumbas daļai tika izmantota golfa bumba. no lodīšu un kontaktligzdu locītavām - problēma (gandrīz) atrisināta! Tā vietā, lai iespiestu golfa bumbiņas, kā to darīja cits projekts, es vienkārši turēju tās ar elastīgām lentēm - īpaši matu lentēm, kas man bija palikušas no cita projekta. atstāja vienu jautājumu. Kopš golfa bumbiņas nav piestiprinātas ideālā konfigurācijā (vēlāk es izdomāšu labāku), tās var iestrēgt, pagriežot pārāk tālu uz priekšu vai atpakaļ. Rezerves "skriemeļu" (caurules adaptera stiprinājuma) novietošana pāri krusta plecu ligzdai montāža ierobežoja pleca kaula stāvokli tā, lai novērstu pārmērīgu pārvietošanos par nopietnu problēmu. Jautājums (-i): - kur novietot plecu servos? Tas pats jautājums kaklam. Varētu būt nepieciešams lielāks rumpja komplekts tikai muskuļu uzņemšanai.

5. darbība: rokas un elkoņi

Manuprāt, augšdelmi ir 1/2 collu PVC, ar golfa bumbiņu, kas piestiprināta pie taisnas caurules armatūras. Cīņas ir PEX un ļoti īpaša iemesla dēļ. Es gribēju līdzināties cilvēka apakšdelma konfigurācijai, abiem kauliem rotējot viens otram.. Es izmēģināju dažus dažādus risinājumus, bet galu galā es tikai izveidoju armatūru augšdelma galam, lai apakšdelma kaulus varētu pieskrūvēt kā eņģes locītavu elkoņā. Par laimi, šķiet, ka tas atstāj plaukstas locītavu ar aptuveni 90 grādu pagriezienu jo abi kauli ir nostiprināti tikai pie elkoņa, un plaukstas locītava var saliekties. Tā kā rokas dizains ir nedaudz pārāk elastīgs, šķiet, ka tas galvenokārt kompensē apakšdelma rotācijas zudumu. Atkal, tas nav ideāli, bet darbojas pietiekami labi.

6. solis: rokas

Locītavas

Savu pirmo pārāk lielu prototipa roku es izstrādāju savienojuma risinājumu: skrūves ar skrūvēm, kas savienotas caur aci ar uzgriezni un īsu skrūvi un kaut kā piestiprinātas pie "kaula". Pašlaik stiprinājuma risinājums ir karsta līme-es gribētu kaut kas labāks, bet vēl neko neesat atrisinājis. Šo roku veidošanas laikā es atklāju, ka ir lietderīgi izmantot 2 skrūves katrā kaula galā, lai skrūve negrieztos un neizvilktu pirkstu. Pirkstu locītava Rev. A: Tā vietā, lai iegūtu parastās skrūves un uzgriežņus, es atklāju, ka es varētu iegūt 1/4 collas platas Čikāgas skrūves, kas izskatās daudz labāk un nodrošina vienmērīgāku savienojuma formu. Es vēlos iegūt 1/8 collas, bet vēl neesmu atradis nevienu.

Problēma: Čikāgas skrūvēm ir vajadzīgas 5 mm izmēra acis - tas ir „vārpstas” izmērs - un parastās skrūves ir 4 mm. Man manuāli jāizstiepj acis. Es izmantoju konusveida nelielu perforatoru, kas bija kārtībā, bet es labprātāk atrastu vienotas 5 mm skrūves.

Kauli

Lai izstrādātu ļoti mazas rokas, man ir vajadzīgs ļoti mazs kaulu materiāls.

Kafijas maisītāji nav pietiekami izturīgi, bet pagaidām darīs.

Cīpslas

Katram pirkstam ir 1 un galu galā var būt 2 cīpslas. Īpaši pirkstu cīpslām ir nepieciešams maršrutēšanas apvalks, kas tos notur vietās. Es tikko karsti pielīmēju vairāk kafijas maisītāja salmu - mazliet pārmērīgi uz līmes, lai pārliecinātos, ka tas tur Sākotnēji es mēģināju zvejas stiepli, bet tas uzreiz tika iegriezts apvalkā, tāpēc es izmēģināju 1,75 mm elastīgu kvēldiegu, un tas, šķiet, darbojas labi. Piezīme. Es labāk izvēlētos PTFE cauruļu segmentus, kas man ir, cīpslu novirzīšanai. Tomēr PTFE, iespējams, nesaista ar karstu līmi. Man laikam būs jāeksperimentē. Iespējams, varēs izmantot mazu zipti, lai noturētu ptfe caurules.

7. solis: galva, seja utt

1/17: Pašlaik vienkārša, vecāka, USB tīmekļa kamera ar mikrofonu pašlaik kalpo kā galvas vietturis. Es vēl neesmu īstenojis jebkāda veida redzējumu, tomēr attālināta piekļuve kamerai nav izaicinājums. Lai gan tas nav vēlamo iezīmi gala projektā, es šobrīd varu redzēt * caur * kameru - un varētu saņemt arī audio, ja izmantoju piekļuves metodi, kas to padarīja iespējamu. Sākotnējā monokulārā dizaina plānošana - binokulārās redzes papildināšana jautājums, ko es varu risināt pēc tam, kad redzes garozā būs paveikts pamatdarbs. Balss izvade, protams, būs standarta skaļrunis. Viss, kas ir progresīvāks, būs jāgaida. Mutes muskuļu kontrole un daži sejas vaibsti izteiksmei nebūtu grūti īstenojami. Smadzenes, iespējams, neietilps galvā, ja vien es to visu nevarēšu izdarīt no dažiem aveņu pīrāgiem. smadzenes, tai nepieciešama aizsardzība, īpaši atmiņai. Kaut kas līdzīgs melnās kastes sistēmai.

8. darbība: nervi un āda

17.01.2021 - Es mēģināju izgatavot vadošu silikona gumiju, iekļaujot oglekļa pulveri. Man vajadzēja ņemt vērā Džeimsa Hobsona padomu (izlasiet zemāk esošo Hackaday rakstu); viņam lielākoties bija taisnība. Ņemiet vērā, ka es * dabūju *, ka gumija ir vadoša, bet man bija jāizmanto tik daudz oglekļa pulvera, ka, žāvējot gumiju, tā bija drupināta. Nav noderīga šai lietojumprogrammai, cik es varu pateikt. Man būs jāiegādājas oglekļa pavediens, lai to izmēģinātu, kā tika ieteikts, vai varbūt ar platīnu izārstēts silikons.

-Patiesībā vēl neesat veicis nekādu darbu pie šīs daļas, tikai veiciet izpēti. Es vēlos uz spiedienu jutīgu ādas slāni, nevis tikai uz skārienjutīgu. Elektriskā lauka tomogrāfija izskatījās kā daudzsološs risinājums pieskārienam, bet, šķiet, nepiedāvā spiediena sajūtu. domāju, kā būtu, ja es nolasītu signālu caur gumijas pretestības slāni kopā ar vairākiem sensora punktiem? Vai es varu iegūt pienācīgu cilvēka nervu pieskāriena un spiediena sajūtas tuvinājumu? Citi silikona lietotāji apstiprina, ka pretestības lasīšana caur gumiju var uztvert spiedienu, tāpēc es ceru, ka tas ir labs risinājums. Plānojiet mēģināt to izdarīt, izmantojot Arduino Nano vai Micro - iespējams 1 uz ekstremitāšu, pēc tam novirziet izejas signālu no turienes uz smadzenēm. Lai sajustu siltumu un citas lietas, man nav ne jausmas, bet tas rada mazāk bažu nekā daudz biežāk sastopamās pieskāriena un spiediena sajūtas, kas ķermenim jāsniedz. smadzenes. Ciktāl tas attiecas uz aizsargājošiem / mīkstiem ādas slāņiem, es to apsvēru vairākos plastmasas / gumijas pielietojumos, bet šobrīd labākais izskatās kā silikona gumija ar, iespējams, stingrāku ārējo virsmu.

Silikona pašsaplūstoša lente

Mēģināju to izmantot uz rokas prototipa. Negāja tik labi. Galvenais jautājums ir tāds, ka man bija jāpieliek pārāk liels spiediens, aktivizējot lenti, un galu galā nedaudz pagriežot pirkstus. Turklāt tas bija pārāk izturīgs, lai ļautu pirkstiem brīvi saliekties. Varbūt, ja es vienkārši neiesaiņoju locītavas un negaidu, kamēr es atradīšu spēcīgu pirkstu kaulu materiālu… Izņemot šos faktorus, man GATAVĀ redzēt, ka virs rokas ir daļēji viendabīgs „ādas” slānis. tiešām viegli izgriezt. Izmēģiniet silikona santehniķu lenti? Redzēsim, ko tas dara.

Silīcija gumija

Sugru alternatīva Oogoo vai līdzīga izskatās daudzsološa. Lai iegūtu plānu iegremdēšanas gumiju, izmēģiniet šķidru silīcija gumiju - veidņu veidošanas veidu. Lai noteiktu pretestību, piedeva (ogleklis) var nebūt nepieciešama. Sprieguma noteikšanai / vadītspējas noteikšanai, pievienojot oglekli (ogleklis).

Piespiedu refleksus var izveidot, ieprogrammējot reakciju, kas koordinēta pieskārienam vai spiedienam, kas saistīts ar tuvumā esošajiem muskuļiem. Tas varētu būt noderīgi, lai palīdzētu iekārtai ātrāk uzzināt par tās ķermeni. T.i., ja nervi atbilst tuvumā esošajiem muskuļiem un automātiski iedarbojas, reaģējot uz slieksni, iekārta var iemācīties tos saistīt ātrāk.

Veiciet dažus pētījumus. Izlasiet šī raksta komentārus. https://hackaday.com/2016/01/07/conductive-silico… - Uzglabāšana.. Skatiet šo vietni, lai iegūtu informāciju par neizlietotās šķidrās gumijas uzglabāšanu… https://www.mositesrubber.com/technical/shipping-u …. Īsa versija - nesacietējušai gumijai jāpaliek nesacietējušai un izmantojamai, ja to uzglabā temperatūrā no 0 līdz 40 ° F līdz 6 mēnešiem.

9. solis: smadzenes / prāts

17.01.2021 - Es strādāju ar RPi3B+ kombinācijā ar Arduino Nano motora vadībai. Motora iedarbināšana ir bijusi veiksmīga. Esmu arī pārbaudījis un apstiprinājis saziņu starp Python skriptiem RPi un Arduino, atmetot vienkāršu ziņojumu uz priekšu un atpakaļ.

Labi, šī ir lielā svarīgā daļa. "Igor, atnes man smadzenes!" Manās mašīnās tiks izmantota vispārēja izlūkošanas tehnoloģija, kas tiek izstrādāta. Pagaidām nav zināms, cik ilgs laiks būs vajadzīgs, lai to pabeigtu, iespējams, dodieties ar kaut ko, kas darbojas vienā vai vairākos Raspberry Pi datoros. Kopumā es ieteiktu iepazīties ar un izmantojot robotu operētājsistēmu (ROS), kas darbosies Raspberry Pi datoros. Es vēl neesmu ieviesis ROS un strīdos par tā vērtību manām mašīnām.

10. solis: bāze / mobilitāte

Pašreizējais plāns: standarta Rocker -Bogie riteņu bāze - pēc prāta uzstādīšanas jāatjaunina uz četrkāju kāju sistēmu ar papildu pseido -divkāju konfigurāciju. Riteņi - modificēts plastmasas ritenis. Vienīgā reālā problēma ir tā uzstādīšana uz mazākas D vārpstas. Mēģiniet piepildīt rumbu ar sveķiem (vai kaut ko līdzīgu), pēc tam urbt jaunu mazāku rumbu un iestatīt skrūvju caurumu?

11. darbība. Jauda, uzlāde +

Drīzumā sākotnējās vadlīnijas man bija par projektēšanas prasībām, kuras šis projekts ir paredzēts, lai apmierinātu vienkārši teikto “izmantojiet zāles pļāvēja akumulatoru”, taču šīs vadlīnijas tika izdotas vismaz pirms 2015. gada. Šobrīd varētu būt tikpat rentabli izmantot vieglāka svara risinājumu. Izmaksu efektivitāte ir augstākā prioritāte pēc “atbilst prasībām”, tāpēc izmaksas, iespējams, būs viens no lielākajiem apsvērumiem.