Servo bāzes četrkājains staigulītis: 12 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Izveidojiet savu (nevajadzīgi tehnisku) servomotoru vadāmu četrkāju staigātāju robotu! Pirmkārt, brīdinājums: Šis robots būtībā ir klasiskā BEAM četrkājainā staigulīša mikrokontrollera-smadzeņu versija. BEAM 4 kāju var būt vieglāk izveidot, ja vēl neesat iestatījis mikrokontrolleru programmēšanu un vienkārši vēlaties izveidot staigulīti. No otras puses, ja sākat darbu ar mikroprocesoru programmēšanu un jums ir pāris servo riņķojot, tas ir jūsu ideālais projekts! Jūs varat spēlēt ar staigulīšu mehāniķiem, neuztraucoties par satraucošā BEAM mikrokodolu pielāgošanu. Tātad, lai gan tas īsti nav BEAM bots, šādas divas tīmekļa vietnes ir lieliski resursi jebkuram četrkājainajam staigātājam: Bram van Zoelen 4-kāju staigātāja apmācībā ir labs pārskats par mehāniku un teoriju. Es noņēmu savu kāju dizainu Chiu-Yuan Fang staigātāju vietne ir diezgan laba arī BEAM materiāliem un dažiem progresīvākiem staigulīšu dizainiem. Vai lasīšana pabeigta? Vai esat gatavs celtniecībai?

1. darbība: apkopojiet detaļas, izmēriet, plānojiet mazliet

Četru kāju servowalker izgatavošana ir diezgan vienkārša, ņemot vērā detaļas. Būtībā jums ir nepieciešami divi motori, kājas, akumulators, kaut kas, lai motori kustētos uz priekšu un atpakaļ, un rāmis, lai tos visus turētu. Daļu saraksts: 2x torņa hobiji TS-53 Servos20in smaga vara stieple: 12 collas priekšējām kājām, 8 collas aizmugurē. Man bija 10 mērinstruments. 12-gabarītam vajadzētu strādāt, bet es domāju. Akumulators ir 3,6 V NiMH, kas tiešsaistē tika pārdots par lētu cenu. Mikrokontrollera smadzenes ir AVR ATMega 8. Rāmis ir Sintra, kas ir ļoti foršs. Tā ir plastmasas putuplasta plāksne, kas saliekas, karsējot to verdošā ūdenī. Jūs varat to sagriezt, urbt, matēt ar nazi un pēc tam saliekt pēc formas. Es ieguvu raktuvi Solarbotics. Citas detaļas: Izurbta projekta plāksne shēmai Atvienojamas galvenes (vīrieši un sievietes) servo un akumulatora savienojumiem 28 kontaktu ligzda ATMega Super-duper līme Lodāmurs un lodēšana, stieple Dažas sīkas skrūves motoru turēšanai onDrillMatte nazis Šeit jūs redzat, kā es izmērīju detaļas, izveidoju rāmja skici un pēc tam satveru lineālu, lai izveidotu papīra veidni. Es izmantoju veidni kā ceļvedi, lai ar pildspalvu atzīmētu vietas, kur Sintrā urbt caurumus.

2. solis: izveidojiet rāmi, uzstādiet motorus

Vispirms es izurbju caurumus abu motoru izgriezumu stūros, pēc tam ar matētu nazi iegriezu gar lineāla malu no cauruma līdz caurumam. Lai nokļūtu Sintrā, ar nazi ir nepieciešamas 20 pases. Es kļuvu slinks un noklikšķināju pēc apmēram 1/2 ceļa griešanas.

Pēc caurumu izgriešanas es testēju motorus, lai redzētu, kā tas darbojas. (Nedaudz par platu, bet es saņēmu pareizo garumu.)

3. solis: salieciet rāmi, pievienojiet motorus

Diemžēl man nebija pietiekami daudz roku, lai nofotografētu sevi, saliekot Sintru, bet lūk, kā tas gāja uz leju:

1) Uz plīts uzvārīts neliels ūdens katls 2) Sintra vienu minūti vai divas zem ūdens turēta ar koka karoti (Sintra peld) 3) Izvilka to ārā un ar karstām dūraiņām un kaut ko līdzenu turēja to saliektu taisnā leņķī, līdz atdzesēts. Klasiskajam "Miller" staigulīša dizainam jūs vēlaties apmēram 30 grādu leņķi uz priekšējām kājām. Izurbti skrūvju caurumi un ieskrūvēti motori.

4. solis: piestipriniet kājas pie zvaigznītes servodzinēju ragiem

Es izgriezu 12 collu un 8 collu biezu vara stiepļu sekciju ar skārda uzgaļiem, lai izveidotu attiecīgi priekšējās un aizmugurējās kājas. Tad es saliecu tos leņķī, lai piestiprinātu pie servo ragiem.

Klasisks BEAM triks, kad jāpiestiprina lietas, ir sasaistīt tās ar savienojuma stieples stiepli. Šajā gadījumā es atvienoju kādu savienojuma vadu, izbraucu to caur ragiem un ap kājām un daudz savērpju. Daži cilvēki šajā brīdī pielodē vadu. Manējais joprojām cieši turas bez. Jūtieties brīvi nogriezt lieko un saliekt savītās detaļas uz leju.

5. solis: piestipriniet kājas pie ķermeņa, salieciet tās pareizi

Pieskrūvējiet servo zvaigznes (ar kājām) atpakaļ uz motoriem, pēc tam salieciet.

Simetrija šeit ir galvenā. Ieteikums, lai malas būtu vienmērīgas, ir vienlaikus saliekties tikai vienā virzienā, lai būtu vieglāk to noapaļot, ja vienā vai otrā pusē darāt pārāk daudz. Tas nozīmē, ka es esmu saliekusi un atkārtoti saliekusi raktuves tagad, un jūs varat atsākt no taisnas, ja vēlāk nokļūstat pārāk tālu no ceļa, pēc tam, kad to esat pārāk daudz reižu noregulējis. Vara šādā veidā ir lielisks. Apskatiet manis uzskaitītās tīmekļa lapas, lai iegūtu papildu padomus šeit, vai vienkārši atlaidiet to. Es nedomāju, ka tas viss tiešām ir tik kritiski, vismaz attiecībā uz to, lai to ietu kājām. Jūs to noregulēsit vēlāk. Vienīgais kritiskais punkts ir panākt, lai smaguma centrs būtu pietiekami vidū, lai tas staigātu pareizi. Ideālā gadījumā, kad viena priekšējā kāja atrodas gaisā, pagriežot aizmugurējās kājas, bots tiks uzlikts uz priekšu uz augstās/priekšējās kājas, kas pēc tam veiks iešanu. Jūs redzēsit, ko es domāju, nākamajā vai divos videoklipos.

6. solis: smadzenes

Prāta dēlis ir diezgan vienkāršs, tāpēc jums būs jāpiedod mana ieskicētā shēma. Tā kā tas izmanto servos, nav nepieciešami sarežģīti motoru draiveri vai tas, kas jums ir. Vienkārši pievienojiet +3,6 voltus un zemi (tieši no akumulatora), lai darbinātu motorus, un nospiediet tos ar impulsa platuma modulētu signālu no mikrokontrollera, lai pateiktu, kur doties. (Skatiet wikipedia servo lapu, ja neesat sācis izmantot servomotorus.) Es izgriezu gabalu izurbtu tukšu PCB materiālu un uz tā salīmētas galvenes. Divas 3 kontaktu galvenes servoiekārtām, viena 2 kontaktu galvene akumulatoram, viena 5 kontaktu galvene manam AVR programmētājam (kas man kādreiz jāizveido kā pamācība) un 28 kontaktu ligzda ATMega 8 mikroshēmai. Kad visas ligzdas un galvenes bija pielīmētas, es tās pielodēju. Lielākā daļa elektroinstalācijas atrodas dēļa apakšpusē. Tas tiešām ir tikai daži vadi.

7. darbība: ieprogrammējiet mikroshēmu

Programmēšanu var veikt ar tik sarežģītu iestatīšanu, kāda jums ir. Es pats esmu tikai (attēlā) geto programmētājs-tikai daži vadi, kas pielodēti pie paralēlā porta kontaktdakšas. Šajā pamācībā ir sīki aprakstīts programmētājs un programmatūra, kas nepieciešama, lai viss darbotos. Ne! Ne! Neizmantojiet šo programmēšanas kabeli kopā ar ierīcēm, kuru spriegums ir tuvu 5v. Spriegums var vadīt kabeli un apcept datora paralēlo portu, sabojājot datoru. Elegantākiem dizainiem ir ierobežojoši rezistori un/vai diodes. Šim projektam geto ir labi. Bortā ir tikai 3,6 voltu akumulators. Bet esiet uzmanīgi. Kods, ko izmantoju, ir pievienots šeit. Pārsvarā tas ir pārmērīgi, lai tikai divi motori šūpotos uz priekšu un atpakaļ, bet man bija jautri. Tā būtība ir tāda, ka servos ir nepieciešami impulsi ik pēc 20 ms. Pulsa garums norāda servo, kur pagriezt kājas. Aptuveni 1,5 ms ir ap centru, un diapazons ir aptuveni no 1 ms līdz 2 ms. Kods izmanto iebūvēto 16 bitu impulsu ģeneratoru gan signāla impulsam, gan 20 ms aizkavei, un nodrošina mikrosekundes izšķirtspēju pie akciju ātruma. Servo izšķirtspēja ir kaut kur tuvu 5-10 mikrosekundēm, tāpēc pietiek ar 16 bitiem. Vai ir nepieciešams norādījums par mikrokontrolleru programmēšanu? Man būs jāķeras pie tā. Ļaujiet man zināt komentāros.

8. solis: Pirmie mazuļa soļi

Priekšējās kājas šūpojās apmēram 40 grādus jebkurā virzienā, bet aizmugurējās - apmēram 20 grādus. Skatiet pirmo videoklipu, lai redzētu gaitas piemēru no apakšas.

(Ievērojiet jauko pāris sekunžu aizkavi, kad es nospiežu atiestatīšanas pogu. Tas ir ļoti ērti, pārprogrammējot to, lai ar ieslēgtu strāvu pāris sekundes sēdētu. Tāpat ir ērti centrēt kājas, kad esat pabeidzis spēlē, un jūs vienkārši vēlaties, lai tas pieceltos.) Tas gāja ar pirmo mēģinājumu! Skaties 2. video. Videoklipā skatieties, kā priekšējā kāja paceļas uz augšu, un tad pagriežas aizmugurējās kājas, lai tā nokristu uz priekšu. Tā staigā! Spēlējiet ar savu smaguma centru un kāju izliekumiem, līdz iegūstat šo kustību. Es pamanīju, ka tas daudz pagriežas uz vienu pusi, lai gan biju diezgan pārliecināts, ka motorus esmu centrējis mehāniski un kodā. Izrādījās, ka asas malas dēļ vienā no pēdām. Tāpēc es uztaisīju robo zābaciņus. Vai nav nekā, ko termiski sarūkošās caurules nevar izdarīt ?!

9. solis: pielāgošana

Tātad iet labi. Es joprojām spēlēju ar gaitu, kāju formu un laiku, lai redzētu, cik ātri es varu panākt, lai tā iet taisnā līnijā un cik augstu es varu uzkāpt.

Kāpšanai izšķiroša nozīme ir priekšējās kājas saliekšanai tieši pirms pēdām - tas palīdz tai nepieķerties malām. Tā vietā kāja uzbrauc pāri šķērslim, ja tas atsitās zem "ceļa". Es mēģināju likt pēdām trāpīt aptuveni tādā pašā 30 grādu leņķī kā rāmis. Tātad, cik augstu tas var uzkāpt?

10. solis: Cik augstu tas var uzkāpt?

Pašlaik apmēram 1 collu, kas pārspēj lielāko daļu vienkāršo riteņu robotu, ko esmu izgatavojis, tāpēc es nesūdzos. Noskatieties video, lai redzētu to darbībā. Tas nekad ne tikai lēciens taisni. Paies pāris mēģinājumi pacelt un pacelt abas priekšējās kājas. Godīgi sakot, tas vairāk nekā viss izskatās kā vilces problēma. Vai arī smaguma centrs var būt nedaudz augsts priekšējo kāju šūpošanai. Jūs varat redzēt, ka tas gandrīz to zaudē, jo priekšējā kāja pacēla ķermeni gaisā. Mājiens par gaidāmajām lietām…

11. solis: Ko tad nevar uzkāpt?

Līdz šim man nav izdevies to droši apgūt franču virtuves mākslā (2. sējums). Šķiet, ka 1 1/2 collas ir pašreizējais ierobežojums, cik augstu tas var iet. Varbūt priekšējās kājas rotācijas samazināšana palīdzēs? Varbūt nedaudz nolaižot ķermeni uz zemes? Skatīties video. Liecinieks sakāves agonijai. Sasodīts, Jūlija Čaild!