Xe tập đi 4 chân dựa trên Servo: 12 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Xây dựng robot tập đi 4 chân điều khiển bằng động cơ servo (không cần công nghệ) của riêng bạn! Đầu tiên, cảnh báo: Con bot này về cơ bản là phiên bản bộ não vi điều khiển của chiếc xe tập đi 4 chân BEAM cổ điển. BEAM 4-legger có thể dễ dàng hơn cho bạn nếu bạn chưa thiết lập để lập trình vi điều khiển và chỉ muốn xây dựng một chiếc xe tập đi. đá xung quanh, đây là dự án lý tưởng của bạn! Bạn có thể chơi với cơ học máy đi bộ mà không phải lo lắng về việc điều chỉnh microcore BEAM tương tự cầu kỳ. Vì vậy, mặc dù đây không thực sự là một bot BEAM, hai trang web sau đây là tài nguyên tuyệt vời cho bất kỳ người đi bộ 4 chân nào: Hướng dẫn về xe tập đi 4 chân của Bram van Zoelen có một cái nhìn tổng quan tốt về cơ học và lý thuyết. Trang web. Chiu-Yuan Fang của trang web về xe tập đi cũng khá tốt cho đồ BEAM và một số thiết kế xe tập đi cao cấp hơn. Đọc xong? Sẵn sàng xây dựng?

Bước 1: Thu thập các bộ phận, đo lường, lập kế hoạch một chút

Chế tạo một Servowalker 4 chân khá đơn giản, tùy từng phần. Về cơ bản, bạn cần hai động cơ, chân, pin, thứ gì đó để làm cho các động cơ quay đi quay lại và một khung để giữ tất cả chúng. cho hậu phương. Tôi đã có 10-gauge. 12-gauge sẽ hoạt động, nhưng tôi đoán vậy. Pin là loại NiMH 3.6v được bán với giá rẻ trực tuyến. Bộ não vi điều khiển là AVR ATMega 8. Khung là Sintra, rất tuyệt. Đó là một tấm xốp nhựa có thể uốn cong khi bạn đun nó trong nước sôi. Bạn có thể cắt, khoan, mài nhẵn, sau đó uốn cong để tạo hình. Tôi đã nhận được của tôi tại Solarbotics. Các bộ phận khác: Bo mạch dự án khoan cho mạch điện Đầu nối tắt (nam và nữ) cho kết nối servo và pin Một ổ cắm 28 chân cho ATMega Keo siêu duper Sắt và hàn, dây Một số bu lông nhỏ để giữ động cơ Dao onDrillMatte Ở đây, bạn thấy tôi đo các bộ phận, tạo bản phác thảo cho khung, sau đó lấy thước kẻ để tạo mẫu giấy. Tôi đã sử dụng mẫu làm hướng dẫn để đánh dấu bằng bút nơi tôi sẽ khoan lỗ trên Sintra.

Bước 2: Xây dựng khung, lắp động cơ

Đầu tiên, tôi khoan lỗ trên các góc của hai vết cắt của động cơ, sau đó dùng dao mờ ghi dọc theo mép thước từ lỗ này sang lỗ khác. Phải mất 20 lần bằng con dao để đi qua Sintra. Tôi đã lười biếng và chụp nó sau khi cắt được khoảng 1/2 đường.

Sau khi cắt bỏ các lỗ, tôi kiểm tra lắp các động cơ chỉ để xem nó hoạt động như thế nào. (Hơi rộng một chút, nhưng tôi có chiều dài vừa phải.)

Bước 3: Uốn Khung, Gắn Động cơ

Thật không may, tôi không có đủ tay để chụp ảnh mình đang bẻ cong Sintra, nhưng đây là cách nó diễn ra:

1) Nồi nước nhỏ đun sôi trên bếp 2) Giữ Sintra dưới nước trong một hoặc hai phút bằng thìa gỗ (Sintra nổi) 3) Kéo nó ra, dùng găng tay nóng và một vật gì đó bằng phẳng, giữ nó cong ở góc phải cho đến khi nguội lạnh. Đối với thiết kế khung tập đi "Miller" cổ điển, bạn muốn chân trước một góc 30 độ. Khoan lỗ vít và bắt vít vào động cơ.

Bước 4: Gắn chân vào còi động cơ Servo hình sao

Tôi cắt một đoạn dây đồng dày 12 "và 8" bằng kim tuyến để làm chân trước và chân sau tương ứng. Sau đó, tôi uốn cong chúng theo một góc để gắn vào sừng servo.

Một thủ thuật BEAM cổ điển khi bạn cần gắn các thứ là buộc chúng bằng dây hookup wire. Trong trường hợp này, tôi tước một số dây móc, chạy nó qua sừng và xung quanh chân, và xoắn nó lên rất nhiều. Một số người hàn dây rắn ở điểm này. Của tôi vẫn giữ chặt chẽ mà không có. Hãy thoải mái cắt bỏ phần thừa và uốn cong những phần bị xoắn xuống.

Bước 5: Gắn chân vào cơ thể, uốn cong chúng vừa phải

Vặn lại các ngôi sao servo (có chân) vào động cơ, sau đó uốn cong.

Sự đối xứng là chìa khóa ở đây. Mẹo để giữ cho hai bên đều nhau là chỉ uốn cong theo một hướng tại một thời điểm, vì vậy sẽ dễ dàng điều chỉnh nhãn cầu hơn nếu bạn tập quá nhiều ở bên này hay bên kia. Điều đó nói rằng, tôi đã uốn cong và uốn cong lại của tôi nhiều lần bây giờ và bạn có thể bắt đầu lại từ đầu nếu sau này bạn đi quá xa sau khi điều chỉnh nó một lần quá nhiều lần. Copper thật tuyệt vời theo cách đó. Hãy xem các trang web tôi đã liệt kê để biết thêm các mẹo ở đây, hoặc chỉ cần chỉnh sửa nó. Tôi không nghĩ rằng nó thực sự quan trọng đến vậy, ít nhất là về cách làm cho nó đi bộ. Bạn sẽ điều chỉnh nó sau. Điều quan trọng duy nhất là phải có đủ trọng tâm ở giữa để nó đi đúng hướng. Lý tưởng nhất là khi một chân trước ở trên không, việc quay chân sau sẽ hướng bot về phía trước lên cao / chân trước về phía trước, sau đó sẽ thực hiện bước đi. Bạn sẽ thấy ý tôi muốn nói trong một hoặc hai video sắp tới.

Bước 6: Bộ não

Bảng mạch não khá đơn giản, vì vậy bạn sẽ phải tha thứ cho sơ đồ mạch sơ sài của tôi. Chỉ cần kết nối +3,6 volt và nối đất (trực tiếp từ pin) để chạy động cơ và đánh chúng bằng tín hiệu điều chế độ rộng xung từ bộ vi điều khiển để cho chúng biết phải đi đâu. (Xem trang servo wikipedia nếu bạn mới sử dụng động cơ servo.) Tôi cắt một đoạn pcb trống đã được khoan và dán các tiêu đề vào đó. Hai đầu cắm 3 chân cho servo, một đầu cắm 2 chân cho pin, một đầu cắm 5 chân cho lập trình viên AVR của tôi (mà tôi sẽ tạo ra một hướng dẫn cho ngày nào đó) và ổ cắm 28 chân cho chip ATMega 8. Sau khi tất cả các ổ cắm và tiêu đề đã được dán vào, tôi hàn chúng lại. Hầu hết hệ thống dây điện nằm ở mặt dưới của bảng. Nó thực sự chỉ là một vài dây.

Bước 7: Lập trình chip

Lập trình có thể được thực hiện với một thiết lập phức tạp như bạn đã có. Bản thân tôi, đó chỉ là lập trình viên khu ổ chuột (trong hình) - chỉ là một số dây được hàn vào phích cắm cổng song song. Hướng dẫn này nêu chi tiết về lập trình viên và phần mềm bạn cần để chạy tất cả. Đừng! Đừng! Không sử dụng cáp lập trình này với bất kỳ thiết bị nào có điện áp gần trên 5v. Điện áp có thể chạy lên cáp và làm hỏng cổng song song của máy tính, làm hỏng máy tính của bạn. Các thiết kế thanh lịch hơn có điện trở hạn chế và / hoặc điốt. Đối với dự án này, ghetto là tốt. Nó chỉ có một pin 3.6v trên bo mạch. Nhưng hãy cẩn thận. Mã tôi sử dụng được đính kèm ở đây. Hầu hết, nó quá mức cần thiết khi chỉ bắt hai động cơ quay qua lại, nhưng tôi thấy rất vui. Ý chính của nó là các servo cần xung sau mỗi 20ms hoặc lâu hơn. Độ dài của xung cho servo biết vị trí để quay các chân. 1,5ms ở xung quanh trung tâm và phạm vi xấp xỉ từ 1ms đến 2ms. Mã sử dụng bộ tạo xung 16 bit tích hợp cho cả xung tín hiệu và độ trễ 20ms, đồng thời cho độ phân giải micro giây ở tốc độ cổ phiếu. Độ phân giải của servo ở đâu đó gần 5-10 micro giây, vì vậy 16-bit là rất nhiều. Có cần phải có một hướng dẫn lập trình vi điều khiển không? Tôi sẽ phải làm điều đó. Hãy cho tôi biết ở phần bình luận.

Bước 8: Những bước đầu tiên của bé

Tôi có hai chân trước đung đưa khoảng 40 độ và chân sau khoảng 20 độ. Xem video đầu tiên để biết ví dụ về dáng đi từ bên dưới.

(Lưu ý độ trễ vài giây tuyệt vời khi tôi nhấn nút đặt lại. Rất tiện lợi khi lập trình lại nó để giữ cho nó đứng yên trong vài giây khi bật nguồn. Ngoài ra, thật tiện lợi khi căn giữa các chân khi bạn hoàn thành chơi và bạn chỉ muốn nó đứng lên.) Nó đã đi được trong lần thử đầu tiên! Xem video thứ 2. Trong vid, hãy quan sát cách chân trước nâng lên, sau đó chân sau quay lại để chân trước ngã về phía trước. Đó là đi bộ! Chơi với trọng tâm của bạn và uốn cong chân của bạn cho đến khi bạn nhận được chuyển động đó. Tôi nhận thấy rằng nó đang quay sang một bên rất nhiều, mặc dù tôi khá chắc chắn rằng tôi đã căn giữa các động cơ một cách cơ học và theo mã. Hóa ra là do một trong những bàn chân có cạnh sắc. Vì vậy, tôi đã thực hiện các trò chơi rô-bốt. Không có gì mà ống co nhiệt không làm được ?!

Bước 9: Tinh chỉnh

Vì vậy, nó đi bộ ok. Tôi vẫn đang chơi với dáng đi, hình dạng của chân và thời gian để xem tôi có thể làm cho nó đi trên một đường thẳng nhanh đến mức nào và tôi có thể leo lên cao bao nhiêu.

Đối với leo núi, việc uốn cong chân trước ngay trước bàn chân là rất quan trọng - nó giúp chân không bị vướng vào các cạnh. Thay vào đó, chân vượt qua chướng ngại vật nếu nó chạm dưới "đầu gối". Tôi cố gắng sao cho bàn chân chạm vào cùng một góc 30 độ với khung hình. Vậy nó có thể leo cao đến mức nào?

Bước 10: Vậy nó có thể leo cao đến mức nào?

Hiện tại chỉ khoảng 1 inch, đánh bại hầu hết các robot có bánh xe đơn giản mà tôi đã chế tạo, vì vậy tôi không phàn nàn. Xem video để thấy nó hoạt động. Nó không bao giờ chỉ nhảy thẳng qua. Sẽ mất một vài lần cố gắng đưa cả hai chân trước lên và hơn. Thành thật mà nói, nó giống như một vấn đề về lực kéo hơn bất cứ điều gì. Hoặc trọng tâm có thể hơi cao đối với cú vung chân trước dài. Bạn có thể thấy nó gần như mất hút khi chân trước đẩy cơ thể lên không trung. Một gợi ý về những điều sắp tới…

Bước 11: Vì vậy, những gì nó không thể leo lên?

Cho đến nay, tôi đã không thể tin cậy đến được với Master Art of French Cooking (tập 2). Có vẻ như 1 1/2 inch là giới hạn hiện tại về mức độ cao mà nó có thể đạt được. Có thể giảm xoay chân trước sẽ giúp ích? Có thể hạ thấp cơ thể xuống đất một chút? Xem video. Chứng kiến sự thống khổ của thất bại. Julia Child chết tiệt!