هيكسابود: 14 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

أنا مهتم منذ عدة سنوات باللعب وإنشاء الروبوتات وقد ألهمني الكثير من Zenta ، ستجد هنا قناته على Youtube https://www.youtube.com/channel/UCmCZ-oLEnCgmBs_T وموقعه على الويب

يمكنك العثور على الكثير من المجموعات من قبل العديد من البائعين المختلفين على الإنترنت ، لكنها مكلفة للغاية ، تصل إلى 1.500 دولار + مقابل 4 DoF hexapod ، والأطقم من الصين ليست ذات جودة جيدة. لذلك ، قررت إنشاء سداسي الأرجل في طريقي. مستوحى من Zenta hexapod Phoenix ، ستجده في قناته على Youtube (ومجموعة أدوات يمكنك العثور عليها https://www.lynxmotion.com/c-117-phoenix.aspx ، لقد بدأت في إنشاء خاصتي من الصفر.

للإنشاء إذا حددت الأهداف / المتطلبات التالية من أجلي:

1.) استمتع كثيرًا وتعلم أشياء جديدة.

2.) تصميم مدفوع بالتكلفة (اللعنة ، أفسدتني شركتي تمامًا)

3.) أجزاء مصنوعة من رقائق الخشب (لأنه من الأسهل بالنسبة لمعظم الناس وأنا أيضًا قطع الخشب)

4.) استخدام الأدوات المجانية المتاحة (البرمجيات)

إذن ، ما الذي استخدمته حتى الآن؟

أ) SketchUp ، للتصميم الميكانيكي.

ب) رقائق خشب الزان 4 مم و 6 مم (1/4 بوصة).

ج) Arduino Uno و Mega و IDE.

د) أجهزة رقمية قياسية (موجودة في أمازون بسعر جيد).

ه) Dosuki و Bandsaw ، آلة حفر ، ورق صنفرة وملف.

الخطوة 1: بناء الأرجل والأقواس المؤازرة

في البداية كنت أقوم ببعض الأبحاث على الإنترنت لاكتشاف كيفية عمل روبوت ، لكنني لم أكن ناجحًا جدًا في العثور على معلومات جيدة حول كيفية القيام بالتصميم الميكانيكي. لذلك كنت أعاني كثيرًا وأخيراً قررت استخدام SketchUp.

بعد بضع ساعات من التعلم عن طريق العمل باستخدام SketchUp ، انتهيت من تصميمي الأول للساقين. تم تحسين عظم الفخذ لحجم الأبواق المؤازرة التي أستخدمها. كما اكتشفت ، يبدو أن القطر الأصلي يبلغ حوالي 1 بوصة ، لكن أبواق المؤازرة يبلغ قطرها 21 ملم.

لم يكن عمل نسخة مطبوعة بالمقياس الصحيح يعمل بشكل صحيح مع SketchUp على جهاز الكمبيوتر الخاص بي ، لذلك قمت بحفظها كملف PDF ، وقمت بعمل نسخة مطبوعة بنسبة 100٪ ، وقمت ببعض القياسات وأخيراً طبعت مرة أخرى باستخدام عامل القياس الصحيح.

في المحاولة الأولى ، كنت أقوم فقط بإنشاء الفنون للرجلين. لهذا قمت بتكديس لوحين ، ولصقها (لورق الحائط) المطبوع عليها وقص الأجزاء باستخدام منشار يدوي نموذجي.

المواد المستخدمة: رقائق خشب الزان 6 مم (1/2 بوصة)

بعد ذلك أجريت بعض التجارب ، ولم أقم بتوثيقها وقمت ببعض التحسينات. كما ترون ، فإن عظم القصبة كبير الحجم وكذلك عظم الفخذ.

لتركيب الأبواق المؤازرة من خلال عظم الفخذ ، يجب قطع 2 مم من المادة. يمكن القيام بذلك بطرق مختلفة. مع جهاز توجيه أو مع مثقاب Forstner. كان قطر Forstner 200 مم فقط ، لذلك كان علي أن أقوم ببعض ما بعد الحرب يدويًا باستخدام إزميل.

الخطوة 2: تحسين عظم الفخذ والساق

لقد غيرت التصميم قليلاً.

1.) قصبة الساق تقوم الآن بتركيب المؤازرة التي أستخدمها بشكل أفضل.

2.) عظم الفخذ الآن أصغر قليلاً (حوالي 3 بوصات من المحور إلى المحور) وملائم لأبواق المؤازرة (قطر 21 مم).

كنت أستخدم 6 ألواح من الخشب الرقائقي 6 مم ولصقها معًا بشريط مزدوج الجوانب. إذا لم يكن هذا قوياً بما يكفي ، يمكنك حفر ثقب في جميع الألواح واستخدام برغي لإصلاحها معًا. ثم يتم قطع الأجزاء دفعة واحدة بالمنشار الحزامي. إذا كنت قويًا بما يكفي ، يمكنك أيضًا استخدام بانوراما:-)

الخطوة 3: تصميم القوس المؤازر

حان الوقت الآن لتصميم قوس المؤازرة. تم تصميم هذا بشدة فيما يتعلق بالمؤازرة المستخدمة التي استخدمتها. جميع الأجزاء مصنوعة من رقائق خشب الزان 6 مم مرة أخرى انظر الخطوة التالية.

الخطوة 4: قص وتركيب بين قوسين مؤازر

مرة أخرى ، قمت بقص ستة أجزاء في نفس الوقت على المنشار الحزامي. الطريقة هي نفسها كما كانت من قبل.

1.) باستخدام شريط مزدوج الجوانب ، للصق الألواح معًا.

2.) مسامير للحصول على مزيد من الاستقرار أثناء القطع (غير موضح هنا).

ثم استخدمت بعضًا من غراء الحرف النموذجي لإلصاقها معًا واثنين من البراغي SPAX (لم يتم تطبيقها بعد في الصورة).

بالمقارنة مع hexapod الأصلي ، فأنا لا أستخدم محامل كروية حتى الآن ، وبدلاً من ذلك ، أستخدم فقط مسامير 3 مم وغسالات وصواميل ذاتية التثبيت في وقت لاحق لتجميع الأرجل مع الهيكل / الهيكل.

الخطوة 5: تجميع الساقين والاختبار

في أول صورتين تشاهد النسخة الأولى من الساق. بعد ذلك ، سترى مقارنة بين الأجزاء القديمة والجديدة ومقارنة الأجزاء الجديدة (الإصدار الثاني) بالأصل (الصورة في الخلفية).

أخيرًا ، ستجري أول اختبار للحركة.

الخطوة السادسة: بناء وتجميع الجسم

الجسد الذي حاولت إعادة بنائه من الصور. كمرجع لقد استخدمت بوق المؤازرة ، الذي افترضت أن قطره 1 ". لذلك ، يصبح الجانب الأمامي بعرض 4.5" و 6.5 ". للطول الذي افترضته 7". في وقت لاحق اشتريت مجموعة أدوات الجسم الأصلية وقارنتها. كنت أقترب جدًا من الأصل. أخيرًا ، قمت بعمل نسخة ثالثة ، وهي نسخة 1: 1 من الأصل.

طقم الجسم الأول الذي صنعته من الخشب الرقائقي 6 مم ، هنا ترى الإصدار الثاني مصنوع من الخشب الرقائقي 4 مم ، والذي اكتشفت أنه قوي وصلب بدرجة كافية. مختلفًا عن المجموعة الأصلية ، كنت أقوم بتركيب بوق المؤازرة في الأعلى ، على التوالي. من خلال المادة (يمكنك رؤية ذلك أيضًا باستخدام عظم الفخذ). والسبب هو أنني لست في حالة مزاجية لشراء أبواق ألومنيوم باهظة الثمن ، وبدلاً من ذلك أريد استخدام الأبواق البلاستيكية التي توصل بالفعل. سبب آخر هو أنني أقترب من المؤازرة ، لذا فإن القوى الهائلة أقل. هذا يجعل الاتصال أكثر استقرارًا.

بالمناسبة ، من الجيد أحيانًا أن يكون لديك غانيش على متن الطائرة. شكرا لصديقي تيجاس:-)

الخطوة 7: الاختبارات الإلكترونية الأولى

يتم تجميع كل الفنون معًا الآن. حسنًا ، أعلم أنه لا يبدو جميلًا جدًا ، لكنني في الواقع أجرب كثيرًا. في الفيديو ، يمكنك مشاهدة تشغيل بعض التسلسلات البسيطة المحددة مسبقًا ، في الواقع لم يتم تنفيذ أي علم حركي معكوس. المشية المحددة مسبقًا لا تعمل بشكل صحيح لأنها مصممة لـ 2 DoF.

في هذا المثال ، أستخدم وحدة التحكم المؤازرة SSC-32U من Lynxmotion ، ستجدها هنا:

منذ بضعة أيام كنت أستخدم أيضًا وحدة تحكم PWM أخرى (وحدة تحكم Adafruit 16 قناة PWM ، https://www.adafruit.com/product/815) ، لكن SCC لديها بالفعل بعض الميزات الرائعة ، مثل إبطاء الماكينات.

لذلك ، هذا كل شيء الآن. بعد ذلك ، لا بد لي من معرفة كيفية القيام بعمل الحركة العكسية (IK) ، ربما سأبرمج مشية بسيطة مثل وحدة التحكم SSC المحددة مسبقًا. لقد وجدت بالفعل مثالًا جاهزًا للاستخدام هنا https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts ، لكن لم يتم تشغيله بعد. ليس لدي فكرة عن السبب ، لكني أعمل على.

إذن ، إليك قائمة مهام قصيرة.

1.) برمجة مشية بسيطة مثل البناء في SSC.

2.) قم ببرمجة فئة / غلاف وحدة تحكم PS3 لـ Arduino Phoenix.

3.) احصل على الكود من KurtE run أو اكتب الكود الخاص بي.

تم العثور على الماكينات التي أستخدمها في Amazon https://www.amazon.de/dp/B01N68G6UH/ref=pe_3044161_189395811_TE_dp_1. السعر جيد جدًا ، لكن الجودة يمكن أن تكون أفضل بكثير.

الخطوة الثامنة: أول اختبار بسيط للمشية

كما ذكرت في الخطوة الأخيرة ، حاولت برمجة تسلسل المشي الخاص بي. هذه لعبة بسيطة جدًا ، مثل لعبة ميكانيكية ، وهي غير مُحسّنة للجسم الذي أستخدمه هنا. سيكون الجسم البسيط المستقيم أفضل بكثير.

لذا ، أتمنى لك الكثير من المرح. يجب أن أتعلم IK الآن ؛-)

ملاحظات: عندما تراقب الساقين بعناية ، سترى أن بعض الماكينات تتصرف بشكل غريب. ما أعنيه هو أنهم لا يتحركون بسلاسة دائمًا ، ربما يتعين علي استبدالهم بوحدات مؤازرة أخرى.

الخطوة 9: نقل وحدة تحكم PS3

هذا الصباح كنت أعمل على كتابة غلاف لرمز فينيكس. استغرق مني بضع ساعات ، حوالي 2-3 ، للقيام بذلك. لم يتم تصحيح الشفرة أخيرًا وأضفت بعض التصحيح الإضافي إلى وحدة التحكم. يعمل حتى الآن:-)

ولكن بالمناسبة ، عندما كنت أقوم بتشغيل رمز Phoenix ، يبدو أن جميع الماكينات تعمل معكوسًا (الاتجاه المعاكس).

عندما تريد التجربة بنفسك ، فأنت بحاجة إلى الكود من KurtE كأساس https://github.com/KurtE/Arduino_Phoenix_Parts. اتبع التعليمات الخاصة بتثبيت الكود. انسخ مجلد Phoenix_Input_PS إلى مجلد مكتبة Arduino (عادةً المجلد الفرعي لمجلد الرسم الخاص بك) ، والمجلد Phoenix_PS3_SSC32 إلى مجلد الرسم الخاص بك.

معلومات: إذا لم تكن لديك خبرة في استخدام Arduino والأدوات ولديك بعض المشاكل ، فيرجى الاتصال بمجتمع Arduino (www.arduino.cc). عندما تواجه مشكلة في رمز Phoenix من KurtE ، يرجى الاتصال به. شكرا.

تحذير: إن فهم الكود في رأيي ليس شيئًا للمبتدئين ، لذلك يجب أن تكون على دراية كبيرة بـ C / C ++ والبرمجة والخوارزمية. يحتوي الكود أيضًا على الكثير من التعليمات البرمجية المجمعة الشرطية ، التي يتم التحكم فيها بواسطة #defines ، مما يجعل من الصعب جدًا قراءتها وفهمها.

هاردوارليست:

• اردوينو ميجا 2560
• درع مضيف USB (لاردوينو)
• وحدة تحكم PS3
• وحدة تحكم مؤازرة LynxMotion SSC-32U
• بطارية 6 فولت (يرجى قراءة المتطلبات من جميع المخلفات الخطرة ، وإلا فقد تتلفها)
• Arduino IDE
• بعض كبلات ومفاتيح USB وأجزاء صغيرة أخرى حسب الحاجة.

إذا كنت ترغب في استخدام وحدة تحكم PS2 ، فستجد الكثير من المعلومات على الإنترنت حول كيفية الاتصال بـ Arduino.

لذا ، يرجى التحلي بالصبر. سوف أقوم بتحديث هذه الخطوة عندما يعمل البرنامج بشكل صحيح.

الخطوة 10: أول اختبار IK

لقد وجدت منفذًا مختلفًا لرمز Phoenix والذي يعمل بشكل أفضل (https://github.com/davidhend/Hexapod) ، ربما لدي مشكلة في التكوين مع الكود الآخر. يبدو أن الشفرة بها القليل من الأخطاء وأن المشية لا تبدو سلسة للغاية ، ولكن بالنسبة لي هذه خطوة كبيرة إلى الأمام.

من فضلك ضع في اعتبارك أن الكود تجريبي بالفعل. يجب أن أقوم بتنظيف وتصحيح الكثير وسأنشر تحديثًا في الأيام القادمة. يعتمد منفذ PS3 على منفذ PS3 المنشور بالفعل ، وقد تخلصت من ملفات PS2 و XBee.

الخطوة 11: اختبار IK الثاني

كان الحل سهلاً للغاية. اضطررت إلى تصحيح بعض قيم التكوين وعكس جميع زوايا المؤازرة. الآن يعمل:-)

الخطوة 12: قصبة الساق وكوكسا EV3

لم أستطع المقاومة ، لذلك صنعت tibias و coxa (أقواس مؤازرة). هذه هي النسخة الثالثة التي صنعتها الآن. الأشكال الجديدة أكثر استدارة ولها مظهر عضوي / الكتروني أكثر.

إذن ، الوضع الفعلي هو. سداسي الأرجل يعمل ، لكن لا يزال لديه بعض المشاكل مع بعض الأشياء.

1.) لم يكتشف سبب تأخير BT بمقدار 2..3 ثانية.

2.) جودة المؤازرة رديئة.

الأشياء الذي ينبغي فعلها:

* يجب تحسين أسلاك الماكينات.

* تحتاج إلى حامل بطارية جيد.

* يجب أن تجد طريقة لتركيب الإلكترونيات.

* إعادة معايرة الماكينات.

* اضافة حساسات وجهاز مراقبة الجهد للبطارية.

الخطوة 13: عظم الفخذ على شكل أملس

منذ بضعة أيام ، صنعت بالفعل بعض عظمة الفخذ الجديدة لأنني لم أكن راضيًا تمامًا عن سابقتها. في الصورة الأولى سترى الاختلافات. يبلغ قطر القديم منها 21 ملم في النهايات ، ويبلغ قطر القطر الجديد 1 بوصة. لقد صنعت ثقوبًا في عظم الفخذ باستخدام آلة الطحن الخاصة بي باستخدام أداة مساعدة بسيطة ، كما ترون في الصور الثلاث التالية.

قبل القيام بالغرق في عظم الفخذ ، من المنطقي حفر جميع الثقوب ، وإلا فقد يصبح الأمر صعبًا. يناسب قرن المؤازرة جيدًا ، والخطوة التالية ، غير الموضحة هنا ، تعطي الحواف شكلًا دائريًا. لهذا استخدمت بت جهاز توجيه نصف قطرها 3 مم.

في الصورة الأخيرة سترى مقارنة بين القديم والجديد. لا أعرف ما هو رأيك ، لكني أحب الجديد أكثر من ذلك بكثير.

الخطوة 14: الخطوات النهائية

سأنهي هذا البرنامج التعليمي الآن ، وإلا ستصبح قصة لا نهاية لها:-).

في الفيديو ، سترى رمز Phoenix الخاص بـ KurtE يعمل مع بعض التعديلات التي أجريتها. لا يتحرك الروبوت بشكل مثالي ، آسف لذلك ، لكن الماكينات الرخيصة ذات جودة سيئة. لقد طلبت بعض الماكينات الأخرى ، لقد اختبرت للتو اثنين منهم بنتائج جيدة ، وما زلت أنتظر التسليم. لذا ، آسف لا أستطيع أن أوضح لك كيف يعمل الروبوت مع الماكينات الجديدة.

المنظر الخلفي: مستشعر تيار 20 أمبير ، يسار وعاء 10 ك. عندما يمشي الروبوت سوف يستهلك 5 أمبير بسهولة. على يمين وعاء 10 كيلوبايت ، سترى OLED 128x64 بكسل تعرض بعض معلومات الحالة.

المنظر الأمامي: مستشعر بسيط بالموجات فوق الصوتية HC-SR04 ، غير مدمج بعد في SW.

منظر الجانب الأيمن: مسرع MPU6050 وجيرو (6 محاور).

عرض الجانب الأيسر: مكبر الصوت بيزو.

يتم الآن تنفيذ التصميم الميكانيكي بشكل أو بآخر ، باستثناء الماكينات. لذا ، فإن المهام التالية ستكون دمج بعض أجهزة الاستشعار في SW. لهذا قمت بإنشاء حساب GitHub باستخدام SW الذي أستخدمه والذي يستند إلى لقطة من برنامج Phoenix SW الخاص بـ KurtE.

OLED:

جيثب الخاص بي: