جهاز مشي رباعي الأرجل مؤازر: 12 خطوة (بالصور)

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

قم ببناء روبوت مشي رباعي الأرجل يحركه محرك مؤازر خاص بك (بلا داعٍ للتكنولوجيا)! أولاً ، تحذير: هذا الروبوت هو في الأساس نسخة متحكم دقيق للدماغ الكلاسيكي BEAM 4-legged walker. قد يكون من الأسهل بالنسبة لك صنع BEAM 4-legger إذا لم تكن مُعدًا بالفعل لبرمجة وحدة التحكم الدقيقة وتريد فقط بناء جهاز مشي. من ناحية أخرى ، إذا كنت قد بدأت ببرمجة المعالجات الدقيقة ولديك عدة أجهزة في كل مكان ، هذا هو مشروعك المثالي! يمكنك اللعب بميكانيكا ووكر دون الحاجة إلى القلق بشأن التغيير والتبديل الدقيق للميكرو BEAM التناظري. لذلك ، على الرغم من أن هذا ليس روبوت BEAM حقًا ، فإن صفحتي الويب التاليتين تمثلان موارد رائعة لأي مشي رباعي الأرجل: يقدم برنامج Bram van Zoelen التعليمي للمشي رباعي الأرجل نظرة عامة جيدة على الميكانيكا والنظرية. يعد موقع ووكر تشيو يوان فانغ جيدًا أيضًا لأشياء BEAM وبعض تصميمات المشاية الأكثر تقدمًا. هل انتهيت من القراءة؟ جاهز للبناء؟

الخطوة 1: جمع الأجزاء والقياس والتخطيط قليلاً

إن صنع سيرفو ذو 4 أرجل أمر بسيط للغاية ، من حيث الحكمة. تحتاج في الأساس إلى محركين ، وساقين ، وبطارية ، وشيء يجعل المحركات تتحرك ذهابًا وإيابًا ، وإطارًا لتثبيتها جميعًا. قائمة الأجزاء: 2x Tower الهوايات TS-53 Servos20in سلك نحاسي ثقيل: 12 بوصة للأرجل الأمامية ، 8 بوصة للخلف. كان لدي قياس 10. يجب أن يعمل المقياس 12 ، لكني أخمن. البطارية هي 3.6 فولت NiMH التي تم بيعها بسعر رخيص عبر الإنترنت. إن دماغ المتحكم الدقيق هو AVR ATMega 8. الإطار هو Sintra ، وهو رائع للغاية. إنها لوح رغوي بلاستيكي ينحني عند تسخينه في الماء المغلي. يمكنك قصها ، وحفرها ، وسكينها غير اللامع ، ثم ثنيها لتشكيلها. حصلت على المنجم في Solarbotics. أجزاء أخرى: لوحة مشروع مثقوبة للدائرة رؤوس مفككة (ذكر وأنثى) لتوصيلات المؤازرة والبطارية مقبس 28 سنًا لغراء ATMega غراء فائق المخادع لحام الحديد والأسلاك بعض البراغي الصغيرة لتثبيت المحركات سكين onDrillMatte هنا ، تراني أقيس الأجزاء ، وأرسم رسمًا للإطار ، ثم أمسك بمسطرة لعمل قالب ورقي. لقد استخدمت القالب كدليل لوضع علامة بقلم حيث كنت أحفر ثقوبًا في سينترا.

الخطوة 2: بناء الإطار ، تناسب المحركات

أولاً ، قمت بحفر ثقوب على زوايا القواطع الحركية ، ثم سجلت على طول حافة المسطرة من ثقب إلى ثقب بسكين غير لامع. يستغرق الأمر 20 تمريرة بالسكين لعبور سينترا. أصبحت كسولًا وقطعته بعد قطع نصف الطريق تقريبًا.

بعد قطع الثقوب ، قمت باختبار المحركات لمجرد معرفة كيفية عملها. (عريض جدًا قليلاً ، لكن الطول مناسب تمامًا).

الخطوة 3: ثني الإطار ، إرفاق المحركات

لسوء الحظ ، لم يكن لدي ما يكفي من الأيدي لتصوير نفسي وأنا أحني سينترا ، ولكن إليكم كيفية حدوث ذلك:

1) وعاء ماء صغير مسلوق على الموقد 2) احفظ سينترا تحت الماء لمدة دقيقة أو دقيقتين بملعقة خشبية (تطفو سينترا) 3) اسحبه للخارج ، وبقفازات ساخنة وشيء مسطح ، أمسكه بالزاوية الصحيحة حتى مبردة. للحصول على تصميم مشاية "Miller" الكلاسيكي ، فأنت تريد زاوية 30 درجة تقريبًا على الأرجل الأمامية. حفر فتحات المسامير وتثبيتها على المحركات.

الخطوة 4: قم بتوصيل الأرجل بأبواق محرك مؤازر على شكل نجمة

لقد قطعت قسمًا 12 "و 8" من الأسلاك النحاسية السميكة باستخدام قصدير لصنع الأرجل الأمامية والخلفية ، على التوالي. ثم ثنيتهم بزاوية لربطها بأبواق المؤازرة.

إن خدعة BEAM الكلاسيكية عندما تحتاج إلى إرفاق أشياء هي ربطها بسلك سلك ربط. في هذه الحالة ، قمت بتجريد بعض أسلاك التوصيل ، وقمت بتشغيلها عبر القرون وحول الساقين ، وقمت بلفها كثيرًا. بعض الناس يلحمون السلك صلبًا في هذه المرحلة. أنا لا تزال ممسكة بضيق بدون. لا تتردد في تقليم الزائدة وثني الأجزاء الملتوية لأسفل.

الخطوة 5: نعلق الساقين على الجسم ، ثنيها بشكل صحيح

قم بربط نجوم المؤازرة (مع الأرجل) مرة أخرى في المحركات ، ثم انحنى.

التماثل هو المفتاح هنا. نصيحة للحفاظ على الجوانب متساوية هي الانحناء في اتجاه واحد فقط في كل مرة ، بحيث يكون من السهل مقابلتك إذا كنت تفعل الكثير من جانب واحد أو آخر. بعد قولي هذا ، لقد ثنيتني وأعدت ثنيتي عدة مرات الآن ، ويمكنك إعادة البدء من جديد مرة أخرى إذا ابتعدت عن المسار الصحيح لاحقًا بعد التغيير والتبديل مرة أخرى عدة مرات. النحاس عظيم بهذه الطريقة. ألقِ نظرة على صفحات الويب التي أدرجتها للحصول على مزيد من النصائح هنا ، أو مجرد جناح. لا أعتقد أن الأمر بالغ الأهمية حقًا ، على الأقل من حيث جعله يسير على قدم وساق. سوف تقوم بضبطه لاحقًا. الشيء المهم الوحيد هو الحصول على مركز الجاذبية بدرجة كافية في المنتصف بحيث يمشي بشكل صحيح. من الناحية المثالية ، عندما تكون إحدى الأرجل الأمامية في الهواء ، فإن استدارة الأرجل الخلفية ستقلب الروبوت للأمام على الرجل الأمامية العالية / الأمامية ، والتي ستقوم بعد ذلك بالمشي. سترى ما أعنيه في مقطع فيديو أو مقطعين قادمًا.

الخطوة 6: العقول

لوحة الدماغ بسيطة للغاية ، لذا سيتعين عليك العفو عن مخطط الدائرة التخطيطي الخاص بي. ما عليك سوى توصيل +3.6 فولت والأرضي (مباشرة من البطارية) لتشغيل المحركات ، وضربهم بإشارة معدلة لعرض النبض من المتحكم الدقيق لإخبارهم إلى أين يذهبون. (انظر صفحة المؤازرة في ويكيبيديا إذا كنت جديدًا في استخدام المحركات المؤازرة). رأسان 3-pin للماكينة ، رأس 2-pin للبطارية ، رأس 5-pin لمبرمج AVR الخاص بي (والذي يجب أن أقوم بتوجيهه ليوم ما) ، ومقبس 28-pin لشريحة ATMega 8. بمجرد لصق جميع المقابس والرؤوس ، قمت بلحامها. يوجد معظم الأسلاك في الجانب السفلي من اللوحة. إنها في الحقيقة مجرد أسلاك قليلة.

الخطوة 7: برمجة الرقاقة

يمكن إجراء البرمجة باستخدام إعداد معقد كما هو الحال لديك. بنفسي ، هذا مجرد مبرمج غيتو (في الصورة) - فقط بعض الأسلاك ملحومة بمقبس منفذ متوازي. يوضح هذا التوجيه تفاصيل المبرمج والبرنامج الذي تحتاجه لتشغيله بالكامل. لاتفعل! لاتفعل! لا تستخدم كابل البرمجة هذا مع أي أجهزة تقترب من الفولتية فوق 5 فولت. يمكن أن يصل الجهد الكهربائي إلى الكبل ويقلي المنفذ المتوازي لجهاز الكمبيوتر الخاص بك ، مما يؤدي إلى تدمير جهاز الكمبيوتر الخاص بك. تحتوي التصميمات الأكثر أناقة على مقاومات و / أو ثنائيات محدودة. بالنسبة لهذا المشروع ، فإن الغيتو جيد. إنها بطارية 3.6 فولت فقط على متن الطائرة. لكن كن حذرًا ، الكود الذي أستخدمه مرفق هنا. في الغالب ، من المبالغة مجرد جعل محركين يتأرجحان ذهابًا وإيابًا ، لكنني كنت أستمتع ، ومضمون ذلك هو أن الماكينات تحتاج إلى نبضات كل 20 مللي ثانية أو نحو ذلك. يخبر طول النبضة المؤازرة عن مكان تدوير الساقين. 1.5 مللي ثانية حول المركز ، والمدى من 1 مللي ثانية إلى 2 مللي ثانية تقريبًا. يستخدم الكود مولد النبضات المدمج 16 بت لكل من نبضة الإشارة وتأخير 20 مللي ثانية ، ويعطي دقة ميكرو ثانية عند سرعة المخزون. دقة المؤازرة في مكان ما قريبة من 5-10 ميكروثانية ، لذا فإن 16 بت كبيرة. هل هناك حاجة إلى أن تكون برمجة متحكم قابلة للتوجيه؟ سآخذ للحصول على ذلك. اسمحوا لي أن نعرف في التعليقات.

الخطوة الثامنة: خطوات الطفل الأولى

لقد تأرجحت الأرجل الأمامية بحوالي 40 درجة في كلتا الحالتين ، والساقين الخلفية حوالي 20 درجة. شاهد الفيديو الأول للحصول على مثال للمشية من الأسفل.

(لاحظ التأخير اللطيف لثانيتين عندما أضغط على زر إعادة الضبط. مفيد جدًا عند إعادة برمجته ليظل ثابتًا لبضع ثوانٍ مع تشغيل الطاقة. أيضًا ، من الملائم توسيط الساقين عند الانتهاء تلعب وتريده فقط أن يقف.) سار في المحاولة الأولى! شاهد الفيديو الثاني. في الفيديو ، شاهد الطريقة التي ترفع بها الساق الأمامية ، ثم تستدير الأرجل الخلفية لتجعلها تسقط للأمام على الساق الأمامية. هذا يمشي! العب مع مركز الجاذبية وانحناءات ساقيك حتى تحصل على تلك الحركة. لقد لاحظت أنه كان يتجه إلى جانب واحد كثيرًا ، على الرغم من أنني كنت متأكدًا من أنني ركزت المحركات ميكانيكيًا وفي الكود. تبين أن ذلك يرجع إلى حافة حادة في إحدى القدمين. لذلك صنعت أحذية روبو. ألا يوجد شيء لا تستطيع أنابيب الانكماش الحراري فعله ؟!

الخطوة 9: التغيير والتبديل

لذلك تمشي على ما يرام. ما زلت ألعب بالمشي وشكل الساقين والتوقيت لمعرفة مدى السرعة التي يمكنني بها جعلها تسير في خط مستقيم ومدى ارتفاعها.

بالنسبة للتسلق ، فإن ثني الساق الأمامية قبل القدمين أمر بالغ الأهمية - فهو يساعدها على تجنب الوقوع في الحواف. وبدلاً من ذلك ، ترتفع الساق فوق العائق إذا اصطدمت أسفل "الركبة". حاولت أن أجعل القدمين تضربان بزاوية 30 درجة تقريبًا مثل الإطار. إذن إلى أي ارتفاع يمكن أن يتسلق؟

الخطوة 10: ما مدى ارتفاعها؟

حوالي بوصة واحدة فقط الآن ، والتي تتفوق على معظم الروبوتات ذات العجلات البسيطة التي صنعتها ، لذا فأنا لا أشكو. شاهد الفيديو لرؤيته أثناء العمل. لا تقفز أبدًا مباشرة. سوف يستغرق الأمر بضع محاولات لرفع الساقين الأماميتين مرارًا وتكرارًا. بصراحة ، يبدو الأمر وكأنه مشكلة جر أكثر من أي شيء آخر. أو قد يكون مركز الثقل مرتفعًا قليلاً بالنسبة لتأرجح الساق الأمامية الطويلة. يمكنك أن ترى أنه يفقده تقريبًا حيث دفعت الساق الأمامية الجسم لأعلى في الهواء. هناك تلميح من الأشياء القادمة…

الخطوة 11: إذن ما الذي لا يمكنه التسلق؟

حتى الآن ، لم أتمكن من إتقان فن الطبخ الفرنسي (المجلد 2) بشكل موثوق. يبدو أن 1 1/2 بوصة هو الحد الحالي لمدى ارتفاعه. ربما يساعد تقليل دوران الساق الأمامية؟ ربما ينزل الجسد على الأرض قليلاً؟ شاهد الفيديو. شاهد عذاب الهزيمة. اللعنة عليك جوليا تشايلد!