BONES el robot humanoide: 11 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Feliç Halloween a tothom !!!

Per celebrar aquest any Halloween, vaig pensar que seria una bona idea construir un robot adequat per a l'ocasió.

Un Esquelet Humanoide que balla !!!

Sempre he volgut dissenyar i construir el meu propi robot humanoide, de manera que aquest va ser el projecte perfecte per a mi.

Després de dissenyar i construir BORIS the Biped (enllaç aquí), em vaig adonar que les seves cames eren la base perfecta per a l’Esquelet, així que uns minuts d’amputació més tard i un redisseny ràpid del tronc superior, va néixer BONES the Humanoid

Aquest serà el projecte perfecte per a aquells que estiguin interessats a aprendre a programar servos perquè el robot realitzi la rutina de ball que vulgueu.

BONES costa poc més de 150 dòlars per fabricar bateries i carregador inclosos

BONES es pot controlar amb el controlador Arduino imprès en 3D (enllaç aquí)

pot avançar, endarrere, esquerra, dreta, puntada dreta, puntada esquerra, ball 1, ball 2

o pot fer una dansa sense el controlador

Gaudeix de les instruccions de construcció !!!

Subministraments

Per construir aquest robot necessitareu:

Servo analògic de 12 graus genuí Tower Pro MG90S (enllaç aquí)

Podeu sortir barats des de la Xina en moltes coses, però els servos no n’hi ha cap. Després de provar diferents tipus de servos towerpro falsificats, especialment econòmics, vaig descobrir que els falsos barats són tan poc fiables i sovint es trenquen un dia després d’utilitzar-los, així que vaig decidir que els servos towerpro genuïns serien els millors.

1 x placa de control de servo sense fils Sunfounder (enllaç aquí)

No podeu trobar una placa de prototipatge millor que aquesta per al control de servo sense fils. Aquesta placa té un convertidor de potència de 5V 3A i 12 pins i pins d'entrada servo per a un mòdul sense fils nrf24L01 transceptor i Arduino NANO, tot en un paquet pur i condensat, així que ja no us preocupeu pels cables desordenats de tot el lloc.

• 1x Arduino NANO (enllaç aquí)
• 1 mòdul transceptor NRF24L01 (enllaç aquí) (no ho necessiteu si no feu servir el controlador)
• 2 bateries de ions Li 18650 de 3,7 V (enllaç aquí)
• 1x 18650 Suport de bateria (enllaç aquí) (aquestes bateries us proporcionen uns 30 minuts de durada, mentre que les millors us proporcionaran aproximadament 2 hores de durada)
• 1 carregador de bateria de ions Li (enllaç aquí)

Tots els productes electrònics també es poden trobar a Amazon si no es pot permetre el luxe d’esperar al lliurament, però seran una mica més cars.

CONTROLADOR:

Per controlar aquest robot manualment, necessitareu el controlador Arduino imprès en 3D (enllaç aquí)

El robot també pot ser purament autònom, de manera que el controlador no és obligatori.

PLÀSTICS:

Les peces es poden imprimir en PLA o PETG o ABS. !!

Tingueu en compte que un carret de 500 g és més que suficient per imprimir 1 robot.

IMPRESSORA 3D:

Plataforma de construcció mínima necessària: L150mm x W150mm x H100mm

Qualsevol impressora 3D ho farà. Personalment, vaig imprimir les parts del Creality Ender 3, que és una impressora 3D de baix cost de menys de 200 $. Les impressions van resultar perfectament.

Pas 1: Impressió 3D de les peces

Així que ara toca imprimir … Sí

Vaig dissenyar meticulosament totes les peces de BONES per imprimir-les en 3D sense necessitar materials de suport ni basses durant la impressió.

Totes les parts estan disponibles per descarregar a Pinshape (enllaç aquí) i MyMiniFactory (enllaç aquí)

S'han imprès totes les parts al Creality Ender 3

Material: PETG

Alçada de la capa: 0,3 mm

Emplenament: 15%

Diàmetre del broquet: 0,4 mm

La llista de peces per a BONES és la següent:

1x FONS DEL COS

1x COS MITJÀ

1x columna vertebral del cos

6x PINS QUADRATS DEL COS

1x MARC ELECTRONNIC

1x PIN QUADRAT ELECTRONNIC

1x FONS DE COSTA

1x RIB BOTTOM MIDDLE

1x RIB TOP MITJÀ

3X RIB TOP

4x PETIT VERTEBRE

1x GRAN VERTEBRE

1x CRANI FRONTAL

1x CRANI POSTERIOR

1x PIN SKULL SQUARE

1x ESPATLLA

1x ARM

1x AVANTBRAÇ

1x ESPATLLA (MIRALL)

1x BRAÇ (MIRALL)

1X AVANTBRAC (MIRALL)

4x PINS DEL BRAÇ CIRCULAR

2x PEUS

2x TURMELLS

2x POT 1

2x POT 2

2x MALETINS DE PISTÓ

2x FUNDES DE PISTÓ (Mirall)

4x SOSTENIDORS DE PISTONS

4x PISTONS

2x HIPS

8x PIN CIRCULAR L1

2x PIN CIRCULAR L2

2x PIN CIRCULAR L3

10x PIN CIRCULAR L4

13x CLIP QUADRAT

22x CLIP CIRCULAR

Cada part es pot imprimir en grup o individualment.

Per a la impressió de grup, només heu d’imprimir un de cada fitxer GROUP.stl, a part del grup LEG 1.stl, el fitxer i els fitxers GROUP CIRCULAR PIN.stl dels quals heu de triar un d’ells i tindreu el es requereix tot el conjunt de peces.

Seguiu els passos següents per imprimir tots els fitxers STL.

1. Comenceu imprimint els fitxers LEG 1.stl individualment, ja que són els més difícils d’imprimir, requereixen una vora d’uns 5 mm i una alçada de capa al voltant de la peça per evitar deformar-se si per alguna raó la vora no impedeix deformar la impressió del LEG 1 WITH BRIM fitxer.stl.
2. Imprimiu el PIN CIRCULAR INDIVIDUAL, 5 mm L1, el PIN CIRCULAR INDIVIDUAL, 75 mm L1 i el PIN CIRCULAR INDIVIDUAL, 1 mm L1, un cop imprès, proveu els pins dels forats del LEG 1.stl que heu imprès prèviament i seleccioneu el que s’adapti més bé sense estar estret per no poder passar pel forat Si és possible, utilitzeu el de.5mm com més ajustat, més ràpid caminarà el robot.
3. Imprimiu el fitxer GROUP SHOULDERS. STL, no oblideu imprimir-lo amb una vora de 8 mm de 2 capes d’alçada per assegurar-vos que s’imprimeix correctament.
4. Procediu a imprimir la resta de fitxers GROUP. STL

I aquí el tenim aproximadament 2 dies després d'imprimir, hauríeu de tenir totes les peces de plàstic de BONES.

Pas 2 completat !!!

Pas 2: Instal·lació d'Arduino

BONES utilitza la programació C per funcionar.

Per carregar programes a BONES, farem servir Arduino IDE juntament amb algunes biblioteques que cal instal·lar a Arduino IDE.

Instal·leu Arduino IDE a l'ordinador

ID Arduino (enllaç aquí)

Per instal·lar les biblioteques a Arduino IDE, heu de fer el següent amb totes les biblioteques dels enllaços següents

• Feu clic als enllaços següents (això us portarà a la pàgina GitHub de les biblioteques)
• Feu clic a Clona o Baixa
• Feu clic a Baixa ZIP (la baixada hauria d'iniciar-se al navegador web)
• Obriu la carpeta de la biblioteca descarregada
• Descomprimiu la carpeta de la biblioteca descarregada
• Copieu la carpeta de la biblioteca descomprimida
• Enganxeu la carpeta de la biblioteca descomprimida a la carpeta de la biblioteca Arduino (C: / Documents / Arduino / libraries)

Biblioteques:

Biblioteca Varspeedservo (enllaç aquí)

Biblioteca RF24 (enllaç aquí)

I aquí ho tenim, hauríeu d'estar tots a punt per assegurar-vos que heu configurat correctament Arduino IDE, seguiu els passos següents

• Baixeu-vos el codi Arduino desitjat a continuació (Robot Controller.ino o Robot Autonomous.ino)
• Obriu-lo a Arduino IDE
• Seleccioneu Eines:
• Selecciona el tauler:
• Seleccioneu Arduino Nano
• Seleccioneu Eines:
• Selecciona el processador:
• Seleccioneu ATmega328p (carregador d'arrencada antic)
• Feu clic al botó Verifica (botó Marca) a l'extrem superior esquerre d'Arduino IDE

Si tot va bé, hauríeu de rebre un missatge a la part inferior que digui Fet compilant.

I això és que ja heu completat el Pas 2 !!!

Pas 3: Programació d'OSOS

Ara és hora de carregar el codi al cervell de BONES, l'Arduino Nano.

• Connecteu l’Arduino Nano a l’ordinador mitjançant un cable USB
• Feu clic al botó de càrrega (botó de fletxa dreta)

Si tot va bé, hauríeu de rebre un missatge a la part inferior que digui Càrrega finalitzada.

I ja està per al pas 3.

Pas 4: Calibració dels servos de cames de BONES

Així que ara toca calibrar i començar a muntar els servos de pota a parts de BONES …

Tots els passos següents es mostren al vídeo Assembley anterior.

Peces electròniques necessàries:

• 1x Arduino Nano
• 1 transceptor NRF24LO1 (només si s'utilitza BONES amb controlador)
• 1 x placa de control de servo sense fils Sunfounder
• 12x Genuine TowerPro MG90S servos de 180 graus
• 1x Suport de bateria
• 2 bateries de ions Li 18650 de 3,7 V

Peces de plàstic necessàries:

• 4x Pistons
• 4x Suports de pistons
• 2x estoigs de pistons
• 2 casos de pistons (mirall)
• 2x malucs
• 1x cos inferior
• 1x cos mitjà
• 4x passadors quadrats del cos
• 4x Clips quadrats

Es necessiten cargols i servocornes:

• Cargols autonòmics de 12x de llargada
• 6x cargols curts per Servo Horns
• Servo Horns de 4x braç únic
• 2x Servo Horns de doble braç

Instruccions de muntatge dels pistons:

• Col·loqueu els 4 pistons als 4 suports de pistons
• Feu lliscar les 4 caixes del pistó sobre els suports del pistó tal com es mostra al vídeo Assembley anterior
• Col·loqueu els 4 pistons de manera que els forats dels pistons i els forats de les caixes del pistó estiguin alineats
• Introduïu els 4 servos pels orificis de les 4 fundes de pistó
• Fixeu els 4 servos al seu lloc amb 2 cargols llargs autoconstruïts per servo als 4 estoigs de pistons (no els torneu massa)

Instruccions de muntatge de malucs i cos:

• Inseriu els 2 servos a la part central del cos (assegureu-vos de col·locar-los de la manera correcta al voltant dels cables mirant cap a l'exterior)
• Fixeu els 2 servos al seu lloc amb 2 cargols llargs autocontres per servo a la part central del cos
• Inseriu els 2 malucs a la part inferior del cos
• Alineeu la part inferior del cos amb la part central del cos
• Assegureu la part inferior del cos a la part central del cos amb 6 passadors quadrats del cos (com es mostra al vídeo Assembley)
• Assegureu els passadors quadrats del cos amb 6 clips quadrats

Instruccions electròniques:

• Connecteu el transceptor Arduino i NRF24L01 (opcional) a la placa Servo Cotrol
• Connecteu els cables del suport de la bateria (de vermell a negatiu positiu a negatiu) a la placa de control del servo (assegureu-vos que les connexions siguin correctes)
• Connecteu els servos a les connexions 4, 5, 6, 7, 8 i 9 en qualsevol ordre que vulgueu (assegureu-vos d’obtenir les connexions de la manera correcta)
• Introduïu les bateries
• Premeu el botó de la placa de control de servo fins a la posició premuda
• Canvieu l'interruptor del suport de la bateria a la posició ON
• La Junta hauria d’il·luminar-se i els Servos haurien de passar a la seva posició inicial de 90 graus

Muntatge de les botzines del servo Instruccions:

• Una vegada que els Servos han assolit la seva posició inicial de 90 graus, introduïu els Servo Horns de braç únic als pistons amb un angle de 90 graus (+ - uns quants graus de desplaçament no és la fi del món) a tots els casos del pistó, tal com es mostra a la Assembley Video a dalt.
• Inseriu els Servo Horns de doble braç als malucs de manera que els dos servo braços estiguin alineats entre si. Com es mostra al vídeo Assembley anterior
• Assegureu tots els Servo Horns als Servos amb 1 cargol curt per Servo
• Canvieu l'interruptor del suport de la bateria a la posició OFF
• Desconnecteu els Servos de les connexions 4, 5, 6, 7, 8 i 9

I aquí ho tenim, tots els Servos de Cames estan calibrats i la resta del Robot està llest per ser muntat.

Pas 5: Muntatge de les potes de BONES

Tots els passos següents es mostren al vídeo Assembley anterior.

Peces de plàstic necessàries per a la cama esquerra:

• 1x peu esquerre
• 1x turmell
• 1x cama 1
• 1x cama 2
• 2x Pistons muntats
• 4x Pins circulars L1
• 1x pins circulars L2
• 1x pins circulars L3
• 3x pins circulars L4
• 9x Clips circulars

Instruccions per a la cama esquerra Assembley:

1. Feu lliscar els 4 passadors circulars L1 pels forats del turmell (tal com es mostra al vídeo d'Assembley)
2. Col·loqueu un dels pistons muntats a la ranura del peu esquerre i seleccioneu el pistó muntat que fa que els cables del Servo quedin cap enrere (tal com es mostra al vídeo Assembley)
3. Col·loqueu el turmell a la ranura del peu esquerre i la ranura del pistó muntat
4. Feu lliscar 1 Pas circular L2 per l'articulació del turmell i el peu
5. Feu lliscar 1 Pas circular L3 per la unió del turmell i del pistó muntat
6. Feu lliscar 1 passador circular L4 pel peu i el conjunt del pistó muntat
7. Col·loqueu la cama 1 al lloc del turmell i les agulles circulars L1
8. Col·loqueu la pota 2 al lloc del turmell i les agulles circulars L1
9. Col·loqueu un dels pistons muntats entre la cama 1 i la cama 2, seleccioneu el que faci que el cable servo estigui cap enfora (tal com es mostra al vídeo assembley)
10. Feu lliscar el passador circular L4 per la pota 1 i el pistó muntat
11. Feu lliscar 1 Pas circular L4 per la pota 2 i el pistó muntat
12. Assegureu tots els passadors circulars amb clips circulars

Peces de plàstic necessàries per a la cama dreta:

• 1x peu dret
• 1x turmell
• 1x cama 1
• 1x cama 2
• 2x Pistons muntats (mirall)
• 4x Pins circulars L1
• 1x pins circulars L2
• 1x pins circulars L3
• 3x pins circulars L4
• 9x Clips circulars

Instruccions per a la cama dreta Assembley:

Seguiu el mateix que les instruccions Assembley de la cama esquerra.

Pas 6: Muntatge dels braços de BONES

Tots els passos següents es mostren al vídeo Assembley anterior.

Peces electròniques necessàries:

4x servidors genuïns TowerPro MG90S de 180 graus

Cargols necessaris:

4x cargols llargs autoconics

Peces de plàstic necessàries per al braç esquerre:

• 1x braç
• 1x avantbraç
• 2x passadors de braç circular

Instruccions del braç esquerre Assembley:

1. Introduïu el passador del braç circular al forat de l'avantbraç
2. Introduïu el passador del braç circular al forat del braç
3. Inseriu el servo al braç tal com es mostra al vídeo d’Assembley anterior
4. Assegureu el servo al braç amb 2 cargols de filetatge llargs
5. Inseriu el Servo a l'avantbraç
6. Connecteu el braç i l'avantbraç junts com es mostra al vídeo d'Assembley anterior

Parts de plàstic necessàries per al braç dret:

• 1x braç (mirall)
• 1x avantbraç (mirall)
• 2x passadors de braç circular

Instruccions del braç dret Assembley:

Seguiu el mateix que amb el braç esquerre assembley

Pas 7: Muntatge de la part inferior del cos de BONES

Tots els passos següents es mostren al vídeo Assembley anterior.

Peces electròniques necessàries:

2 servos genuïns TowerPro MG90S de 180 graus

Cargols necessaris:

Cargols autorroscants de 4x de llargada

Peces de plàstic necessàries:

• 1x columna vertebral
• 2x Vertebre petit
• 1x Costell inferior
• 1x mitja part inferior de costella
• 1x marc electrònic
• 1x Marc electrònic per a quadres
• 4x Pas circular L4
• 4x Clips quadrats
• 4x Clips circulars
• 1x malucs muntats
• 2x Cames muntades

Instruccions Assembley:

1. Col·loqueu la cama esquerra muntada als malucs del cos muntat (assegureu-vos de col·locar-los de la manera correcta)
2. Assegureu-lo al lloc amb 2 passadors circulars L4
3. Assegureu-lo al lloc amb 2 clips circulars
4. Repetiu els passos 1, 2 i 3 per a la cama dreta
5. Passeu els cables Servo pels forats dels malucs al cos i passeu-los entre els 2 servos Hip. Com es mostra al vídeo Assembley anterior
6. Inseriu el quadre electrònic a la posició del cos (assegureu-vos de col·locar-lo de la manera correcta)
7. Assegureu-lo al lloc amb el passador Electronics Square i 2 clips quadrats
8. Introduïu la columna vertebral al cos
9. Assegureu-lo al lloc amb 2 clips quadrats
10. Feu lliscar la part inferior de la costella sobre la columna vertebral
11. Feu lliscar el petit vertebre sobre la columna vertebral
12. Feu lliscar la part inferior de la costella per sobre de la columna vertebral
13. Feu lliscar el petit vertebre sobre la columna vertebral
14. Inseriu el Servo d'espatlla esquerre al marc de l'electrònica
15. Assegureu-lo amb 2 cargols de filetatge llargs
16. Repetiu els darrers 2 passos per al servo espatlla dret
17. Passeu els 2 cables de servos d'espatlla pel mateix forat que tots els altres cables
18. Passeu els cables de braços muntats a l'esquerra pel pas del cable esquerre
19. Repetiu el darrer pas per als cables de braços muntats adequats.

Pas 8: Cablatge de l'electrònica

Tots els passos següents es mostren al vídeo Assembley anterior.

Peces electròniques necessàries:

Taula electrònica i suport de bateria muntats

Cargols necessaris:

2x cargols llargs autoconics

Instruccions Assembley:

1. Assegureu la placa electrònica al marc electrònic, tal com es mostra al vídeo assembley anterior
2. Col·loqueu el suport de la bateria a la ranura posterior del robot

Ara toca jugar amb els espaguetis !!!

1. Connecteu els 12 servos a les connexions de la placa principal 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 i 12 tal com es mostra a la imatge superior (assegureu-vos de connectar-los de la manera correcta)
2. Estireu l'excés de joc de cable cap a la part posterior del robot

Pas 9: Assemblar la part superior del cos de BONES

Tots els passos següents es representen al vídeo Assembley anterior.

Peces de plàstic necessàries:

• 2x petit vertebre
• 1x gran vertebre
• 1x mitja part superior de costella
• 3x part superior de costella
• 1x Calavera frontal
• 1x Calavera posterior
• 1x passador del crani quadrat
• 3x clips quadrats

Instruccions Assembley:

1. Feu lliscar la part superior de la costella per sobre de la columna vertebral
2. Feu lliscar el petit vertebre sobre la columna vertebral
3. Feu lliscar la part superior de la costella sobre la columna vertebral
4. Feu lliscar el petit vertebre sobre la columna vertebral
5. Feu lliscar la part superior de la costella sobre la columna vertebral
6. Feu lliscar el gran vertebre sobre la columna vertebral
7. Feu lliscar la part superior de la costella sobre la columna vertebral
8. Uniu el crani frontal i posterior junt amb el passador del crani quadrat
9. Uniu el marc Skull i Electronics junt amb el passador del crani quadrat
10. Fixa les costelles a la columna vertebral amb 2 clips quadrats
11. Assegureu-vos amb el clip quadrat Skull

Pas 10: Calibració dels braços de BONES

Tots els passos següents es representen al vídeo Assembley anterior.

Es necessiten cargols i cargols servo:

• 6x cargols curts per Servo Horns
• Servo Horns de 4x braç únic
• 2x Servo Horns de doble braç

Peces de plàstic necessàries:

• 1x espatlla
• 1x espatlla (mirall)

Instruccions Assembley Braç esquerre:

1. Engegueu el robot
2. Espereu que els servos passin a la seva posició inicial
3. Apagueu el robot
4. Col·loqueu l'espatlla esquerra a la posició de 0 graus
5. Espatlla esquerra segura amb doble banya i cargol curt
6. Fixeu el braç a l’espatlla a una posició de 0 graus
7. Braç segur amb banya simple i cargol curt
8. Col·loqueu l'avantbraç en una posició de 90 graus
9. Avantbraç segur amb banya simple i cargol curt

Instruccions Assembley braç dret:

Seguiu el mateix que amb les instruccions del braç esquerre

Pas 11: Construeix complet !

Bé, ara que hem acabat de construir BONES, espero que us hagi agradat aquest instructiu i, si us plau, feu-me saber què en penseu.

Accèssit al Concurs de Halloween 2019