"Dặm" Robot Nhện bốn chân: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Dựa trên Arduino Nano, Miles là một robot nhện sử dụng 4 Chân của mình để đi lại và vận động. Nó sử dụng 8 động cơ Servo SG90 / MG90 làm bộ truyền động cho chân, bao gồm một PCB tùy chỉnh được tạo ra để cấp nguồn và điều khiển các Servo và Arduino Nano. PCB có các khe cắm dành riêng cho mô-đun IMU, mô-đun Bluetooth và thậm chí cả mảng cảm biến IR để tạo ra rô-bốt tự chủ. Thân được làm từ tấm acrylic 3mm cắt laser, có thể được in 3D. Đây là một dự án tuyệt vời dành cho những người đam mê khám phá chuyển động học nghịch đảo trong chế tạo robot.

Mã và thư viện, tệp Gerber và tệp STL / bước cho dự án sẽ được cung cấp theo yêu cầu. Dặm cũng có sẵn dưới dạng Kit, DM để biết chi tiết.

Dự án này được lấy cảm hứng từ mePed (www.meped.io) và sử dụng mã nâng cấp lấy cảm hứng từ nó.

Quân nhu

Các thành phần cần thiết:

Tùy chọn được đánh dấu là ~

• Dặm PCB (1)
• Miles Bộ phận cơ thể
• Động cơ servo SG90 / MG90 (12)
• Aduino Nano (1)
• LM7805 Bộ điều chỉnh điện áp (6)
• Công tắc trượt (1)
• 0,33uF Nắp điện phân (2)
• Nắp điện phân 0,1uF (1)
• Đầu nối Pheonix 3.08mm 2 chân (1)
• Đầu nối 2 chân Relimate (1) ~
• 10 pin Relimate Connector (1) ~
• 4 trong đầu nối Relimate (1) ~
• Chân tiêu đề nam cho Đầu nối servo

Bước 1: Thiết kế sơ đồ và PCB

Tôi thiết kế PCB của mình trong phần mềm Altium (để tải xuống bấm vào đây). 12 servos SG90 / MG90 có thể tiêu thụ tối đa 4-5 Amps nếu tất cả hoạt động đồng thời, do đó thiết kế yêu cầu khả năng đầu ra hiện tại cao hơn. Tôi đã sử dụng bộ điều chỉnh điện áp 7805 để cấp nguồn cho Servos, nhưng nó có thể tạo ra dòng điện tối đa 1 Amp. Để giải quyết vấn đề này, 6 IC LM7805 được kết nối song song để tăng sản lượng dòng điện.

Sơ đồ và Gerber có thể được tìm thấy ở đây.

Các tính năng của thiết kế này bao gồm:

• MPU6050 / 9250 được sử dụng để đo góc
• Đầu ra dòng điện tối đa 6 Amp
• Nguồn cung cấp Servo cô lập
• Đầu ra cảm biến siêu âm HCsr04
• Thiết bị ngoại vi cho Bluetooth và I2C cũng được cung cấp.
• Tất cả các chân analog được cung cấp trên Relimate cho đầu nối của Cảm biến và bộ truyền động
• 12 đầu ra Servo
• Đèn LED báo nguồn

Thông số kỹ thuật của PCB:

• Kích thước của PCB là 77 x 94 mm
• 2 lớp FR4
• 1,6 mm

Bước 2: Hàn các thành phần và tải lên mã

Hàn các thành phần theo thứ tự tăng dần chiều cao của các thành phần, bắt đầu với các thành phần SMD trước.

Chỉ có một điện trở SMD trong thiết kế này. Thêm chân cắm đầu cái cho Arduino và LM7805 để có thể thay thế nếu cần. Hàn chân cắm đầu đực cho đầu nối servo và các thành phần khác tại chỗ.

Thiết kế có 5V riêng biệt cho Servos và Arduino. Kiểm tra các điểm nối đất ở tất cả các đường dây nguồn riêng lẻ, tức là đầu ra Arduino 5V, đầu ra Servo VCC và đầu vào phượng hoàng 12V.

Sau khi PCB được kiểm tra xem có ngắn hạn hay không, Arduino đã sẵn sàng được lập trình. Mã thử nghiệm có sẵn trên github của tôi (Nhấp vào đây). Tải lên mã kiểm tra và Lắp ráp toàn bộ rô bốt.

Bước 3: Lắp ráp thân máy cắt Laser:

Có tổng cộng 26 phần trong thiết kế có thể được in 3D hoặc cắt laser từ tấm Acrylic 2mm. Tôi đã sử dụng các tấm Acrylic 2mm màu Đỏ và Xanh lam để tạo cho robot hình dáng Người nhện.

Cơ thể bao gồm một số liên kết có thể được cố định bằng cách sử dụng bu lông đai ốc M2 và M3. Servos được cố định bằng bu lông đai ốc M2. Đảm bảo thêm pin và PCB bên trong thân máy chính trước khi cố định tấm vỏ trên cùng.

Các tệp cần thiết có thể được tìm thấy trên github của tôi (Nhấp vào đây)

Bước 4: Nối dây mọi thứ và kiểm tra Robot:

Bây giờ hãy kết thúc bằng cách kết nối các Servos theo thứ tự dưới đây:

(D2) Servo Pivot bên trái phía trước

(D3) Servo nâng trái phía trước

(D4) Quay lại Servo Pivot Trái

(D5) Quay lại Servo Nâng Trái

(D6) Quay lại bên phải Pivot Servo

(D7) Servo nâng phía sau bên phải

(D8) Servo Pivot Phía trước Bên phải

(D9) Servo nâng bên phải phía trước

Khởi động robot bằng công tắc trượt!

Bước 5: Cải tiến trong tương lai:

Chuyển động học nghịch đảo:

Mã hiện tại sử dụng cách tiếp cận vị trí trong đó chúng tôi cung cấp các góc mà servo sẽ di chuyển để đạt được chuyển động nhất định. Chuyển động học nghịch đảo sẽ cung cấp cho robot một cách tiếp cận phức tạp hơn khi đi bộ.

Điều khiển ứng dụng Bluetooth:

Đầu nối UART trên PCB cho phép người dùng gắn mô-đun bluetooth như HC-05 để điều khiển không dây robot bằng điện thoại thông minh.