Un caminador de quatre potes basat en servo: 12 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Creeu el vostre propi robot caminador de 4 potes (de tecnologia innecessària) servomotor. Primer, un advertiment: aquest bot és bàsicament una versió de microcontrolador cerebral del clàssic caminador de 4 potes BEAM. És possible que el BEAM 4 legger sigui més fàcil de fer si encara no esteu configurat per a la programació de microcontroladors i només voleu construir un walker. donant voltes, aquest és el vostre projecte ideal! Comenceu a jugar amb la mecànica del walker sense haver de preocupar-vos per la complicada modificació del microcore analògic BEAM. Per tant, tot i que no es tracta realment d’un bot BEAM, les dues pàgines web següents són excel·lents recursos per a qualsevol caminador de quatre potes: el tutorial de 4 potes de Bram van Zoelen té una bona visió general de la mecànica i la teoria. El lloc de passeig de Chiu-Yuan Fang també és bastant bo per a coses de BEAM i alguns dissenys de caminadors més avançats. Heu acabat de llegir? A punt per començar a construir?

Pas 1: Reuneix parts, mesura, planifica una mica

Fer un servowalker de quatre potes és bastant senzill, per parts. Bàsicament, necessiteu dos motors, potes, una bateria, alguna cosa per fer que els motors vagin endavant i enrere i un marc per aguantar-los tots. per a la part posterior. Tenia calibre 10. El calibre 12 hauria de funcionar, però suposo. La bateria és un NiMH de 3,6 v que es venia econòmicament en línia. El cervell del microcontrolador és un AVR ATMega 8. El quadre és Sintra, que és genial. És una placa de plàstic que es doblega quan l'escalfeu en aigua bullent. Podeu tallar-lo, foradar-lo, fer-lo amb un ganivet mat i després doblar-lo per donar-li forma. Vaig obtenir la meva a Solarbotics. Altres parts: Taula de projecte perforada per al circuit Capçals de desconnexió (mascle i femella) per a les connexions de servo i bateria Un endoll de 28 pins per a la cola ATMegaSuper-duper Planxa de soldadura i soldadura, filferro Alguns petits perns per subjectar els motors OnDrillMatte ganivet Aquí em veieu mesurant les parts, fent un esbós per al marc i després agafant una regla per fer una plantilla de paper. He utilitzat la plantilla com a guia per marcar amb un bolígraf on perforaria forats al Sintra.

Pas 2: Construeix el marc, ajusta els motors

Primer he perforat forats a les cantonades dels dos retalls del motor i després he marcat al llarg de la vora d’una regla de forat en forat amb un ganivet mat. Es triga 20 passades amb el ganivet per passar pel Sintra. Em vaig fer mandrós i el vaig trencar després de tallar aproximadament 1/2.

Després de tallar els forats, he posat a prova els motors per veure com funcionava. (Una mica massa ample, però he aconseguit la longitud exacta).

Pas 3: doblegar el marc, fixar motors

Malauradament, no tenia prou mans per fotografiar-me doblegant el Sintra, però així és com va caure:

1) Polla d'aigua bullida a l'estufa 2) Sintra mantingut sota l'aigua durant un minut o dos amb una cullera de fusta (Sintra flota) 3) Va treure-la i, amb guants calents i alguna cosa plana, la va mantenir doblegada en l'angle recte fins que refredat. Per al disseny clàssic del caminador "Miller", voleu un angle aproximat de 30 graus a les potes davanteres. S'han forat cargols i s'han cargolat els motors.

Pas 4: fixeu les potes a les banyes de servomotor en forma d’estrella

Vaig tallar una secció de filferro de coure de 12 "i 8" de gruix amb llaunes per fer les potes davantera i posterior, respectivament. Després els vaig doblegar en un angle per fixar-los a les banyes del servo.

Un truc clàssic de BEAM quan cal connectar coses és lligar-les amb filferro de connexió. En aquest cas, vaig despullar algun cable de connexió, el vaig passar per les banyes i per les cames i el vaig girar molt. Algunes persones solden el filferro sòlid en aquest moment. El meu encara es manté fort sense. No dubteu a retallar l’excés i doblegueu les parts retorçades cap avall.

Pas 5: fixeu les cames al cos, doblegueu-les bé

Torneu a cargolar els servostels (amb les potes posades) als motors i després doblegueu-los.

La simetria és clau aquí. Un consell per mantenir els costats uniformes és doblar-se en una sola direcció a la vegada, de manera que sigui més fàcil observar-lo si es fa massa per un costat o per l’altre. Dit això, ara he doblegat i tornat a doblar la meva, i podeu tornar a començar de nou si us allunyeu massa després de modificar-la una vegada massa. El coure és fantàstic d’aquesta manera. Feu un cop d'ull a les pàgines web que he llistat per obtenir més consells aquí, o simplement feu-ne un seguiment. No crec que sigui tan crític, almenys pel que fa a caminar. L’afinaràs més endavant. L’únic element crític és aconseguir que el centre de gravetat sigui suficient al centre perquè camini a la dreta. L’ideal és que quan una cama davantera estigui a l’aire, les potes posteriors girant inclinaran el bot cap endavant cap a la cama davantera alta / endavant, que després farà la marxa. Veureu què vull dir en un o dos vídeos que apareixen.

Pas 6: cervells

El tauler d’enllaç és molt senzill, de manera que haureu de perdonar el meu esquematitzat diagrama de circuits. Perquè utilitza servos, no cal que tingueu conductors de motor complicats ni el que tingueu. Simplement connecteu +3,6 volts i terra (directament des de la bateria) per fer funcionar els motors i colpeu-los amb un senyal modulat d’amplitud d’impuls del microcontrolador per indicar-los on han d’anar. (Consulteu la pàgina de servidors de wikipedia si no esteu fent servir servomotors.) Vaig tallar-hi un tros de material en blanc perforat de PCB i hi vaig encapçalar super-enganxats. Dues capçaleres de 3 pins per als servos, una capçalera de 2 pins per a la bateria, una capçalera de 5 pins per al meu programador AVR (que hauria de ser instructiu algun dia) i la presa de 28 pins per al xip ATMega 8. Un cop s’enganxaven tots els endolls i capçaleres, els vaig soldar. La major part del cablejat es troba a la part inferior del tauler. Realment són només uns quants cables.

Pas 7: programa el xip

La programació es pot fer amb una configuració tan sofisticada com teniu. Jo mateix, aquest és només el programador de gueto (a la foto): només uns cables soldats a un endoll de port paral·lel. En aquest instructiu es detalla el programador i el programari que necessiteu per executar-ho tot. No ho feu! No ho feu! No utilitzeu aquest cable de programació amb cap dispositiu que arribi fins i tot a tensions superiors a 5v. El voltatge podria fer pujar el cable i fregir el port paral·lel de l’ordinador, cosa que arruïnaria l’ordinador. Els dissenys més elegants tenen resistències i / o díodes limitants. Per a aquest projecte, el gueto està bé. Només és una bateria de 3,6 V a bord. Però aneu amb compte. El codi que faig servir s’adjunta aquí. Sobretot, és excessiu només per aconseguir que dos motors giren endavant i enrere, però m’ho passava bé. L’essència és que els servos necessiten impulsos cada 20 ms aproximadament. La longitud del pols indica al servo cap a on girar les cames. 1,5 ms es troba al voltant del centre i l’interval és d’1 ms a 2 ms aproximadament. El codi utilitza el generador d’impulsos integrat de 16 bits tant per al pols del senyal com per al retard de 20 ms, i proporciona una resolució de microsegons a la velocitat d’emmagatzematge. La resolució del servo és d’uns 5-10 microsegons, de manera que hi ha 16 bits. Cal que hi hagi una programació de microcontrolador instructable? Hauré de seguir-ho. Avisa’m als comentaris.

Pas 8: els primers passos del nadó

Tinc les potes davanteres oscil·lant uns 40 graus en qualsevol sentit i les potes del darrere uns 20 graus. Vegeu el primer vídeo per veure un exemple de la marxa des de baix.

(Tingueu en compte el bon parell de segons de retard en prémer el botó de reinici. Molt útil quan torneu a programar-lo per deixar-lo quiet durant uns quants segons amb l’encesa engegada. A més, és convenient centrar les cames quan hagueu acabat jugant i només voleu que s’aixequi.) Va caminar al primer intent! Veure el 2n vídeo. Al vidre, mireu com s’aixeca la cama davantera i, després, les potes del darrere giren per fer-la caure cap endavant cap a la cama davantera. Això és caminar! Juga amb el centre de gravetat i les plegades de les cames fins aconseguir aquest moviment. Vaig notar que girava molt cap a un costat, tot i que estava força segur que havia centrat els motors mecànicament i en el codi. Va resultar ser degut a una vora afilada en un dels peus. Així que vaig fer robotots. No hi ha res que els tubs termorretractors no puguin fer ?!

Pas 9: ajustar

Així que camina bé. Encara estic jugant amb la marxa, la forma de les cames i el moment per veure la velocitat amb què puc fer-lo anar en línia recta i fins a quin punt el puc fer pujar.

Per escalar, la cama davantera es doblega just abans dels peus és fonamental; l’ajuda a evitar que quedi atrapat a les vores. En canvi, la cama puja per sobre de l’obstacle si toca per sota del "genoll". Vaig intentar que els peus colpessin aproximadament al mateix angle de 30 graus que el marc. Llavors, fins a quin punt pot pujar?

Pas 10: Llavors, fins a quin punt pot pujar?

Ara fa gairebé 1 polzada, cosa que supera la majoria de robots de rodes senzills que he fabricat, de manera que no em queixo. Mireu el vídeo per veure'l en acció. No només salta directament. Es necessitarà un parell d’intents per aconseguir que les dues potes davanteres s’aixequin i s’aconsegueixin. Sincerament, sembla un problema de tracció més que res. O el centre de gravetat pot ser una mica alt per al llarg oscil·lació de la cama davantera. Es pot veure que gairebé la perd, mentre la cama davantera empenyia el cos cap a l’aire. Una pista de les coses que vindran …

Pas 11: Llavors, què no pot pujar?

Fins ara, no he estat capaç d’aconseguir que pugui dominar de forma fiable l’art de la cuina francesa (volum 2). Sembla que 1 1/2 polzada és el límit actual de la seva pujada. Potser ajudarà reduir la rotació de la cama davantera? Potser baixar una mica el cos a terra? Mira el vídeo. Assistiu a l’agonia de la derrota. Maleïda Julia Child!