สารบัญ:

หุ่นยนต์ Quadruped ขับเคลื่อนด้วย Arduino ที่พิมพ์ 3 มิติ: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
หุ่นยนต์ Quadruped ขับเคลื่อนด้วย Arduino ที่พิมพ์ 3 มิติ: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

วีดีโอ: หุ่นยนต์ Quadruped ขับเคลื่อนด้วย Arduino ที่พิมพ์ 3 มิติ: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

วีดีโอ: หุ่นยนต์ Quadruped ขับเคลื่อนด้วย Arduino ที่พิมพ์ 3 มิติ: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
วีดีโอ: openDog V2 Part 4 - Electronics and Power up! 2024, พฤศจิกายน
Anonim
หุ่นยนต์สี่ขาขับเคลื่อนด้วย Arduino ที่พิมพ์ 3 มิติ
หุ่นยนต์สี่ขาขับเคลื่อนด้วย Arduino ที่พิมพ์ 3 มิติ
หุ่นยนต์สี่ขาขับเคลื่อนด้วย Arduino ที่พิมพ์ 3 มิติ
หุ่นยนต์สี่ขาขับเคลื่อนด้วย Arduino ที่พิมพ์ 3 มิติ
หุ่นยนต์สี่ขาขับเคลื่อนด้วย Arduino ที่พิมพ์ 3 มิติ
หุ่นยนต์สี่ขาขับเคลื่อนด้วย Arduino ที่พิมพ์ 3 มิติ

โครงการฟิวชั่น 360 »

จาก Instructables ก่อนหน้านี้ คุณอาจเห็นว่าฉันมีความสนใจอย่างมากสำหรับโครงการหุ่นยนต์ หลังจาก Instructable ก่อนหน้านี้ที่ฉันสร้างหุ่นยนต์เดินสองเท้า ฉันตัดสินใจลองทำหุ่นยนต์สี่ขาที่สามารถเลียนแบบสัตว์ต่างๆ เช่น สุนัขและแมวได้ ในคำแนะนำนี้ ฉันจะแสดงให้คุณเห็นถึงการออกแบบและการประกอบหุ่นยนต์สี่ขา

เป้าหมายหลักในการสร้างโปรเจ็กต์นี้คือการทำให้ระบบแข็งแกร่งที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่ทดลองเดินและวิ่งแบบต่างๆ ฉันก็ไม่ต้องกังวลว่าฮาร์ดแวร์จะขัดข้องตลอดเวลา สิ่งนี้ทำให้ฉันสามารถผลักดันฮาร์ดแวร์ให้ถึงขีด จำกัด และทดลองด้วยการเดินและการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน เป้าหมายรองคือการทำให้สี่ขามีราคาค่อนข้างต่ำโดยใช้ชิ้นส่วนงานอดิเรกที่พร้อมใช้งานและการพิมพ์ 3 มิติซึ่งอนุญาตให้สร้างต้นแบบได้อย่างรวดเร็ว เป้าหมายทั้งสองนี้รวมกันเป็นรากฐานที่แข็งแกร่งในการทำการทดลองต่างๆ โดยให้คนพัฒนาสี่ขาสำหรับความต้องการที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น เช่น การนำทาง การหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง และการเคลื่อนไหวแบบไดนามิก

ลองดูวิดีโอที่แนบมาด้านบนเพื่อดูตัวอย่างโครงการอย่างรวดเร็ว ทำตามเพื่อสร้างหุ่นยนต์ Quadruped ที่ขับเคลื่อนด้วย Arduino ของคุณเองและลงคะแนนใน "Make it Move Contest" หากคุณชอบโครงการ

ขั้นตอนที่ 1: ภาพรวมและกระบวนการออกแบบ

ภาพรวมและขั้นตอนการออกแบบ
ภาพรวมและขั้นตอนการออกแบบ
ภาพรวมและขั้นตอนการออกแบบ
ภาพรวมและขั้นตอนการออกแบบ
ภาพรวมและขั้นตอนการออกแบบ
ภาพรวมและขั้นตอนการออกแบบ

สัตว์สี่เท้าได้รับการออกแบบในซอฟต์แวร์การสร้างแบบจำลอง 3 มิติ Fusion 360 ของ Autodesk ฟรี ฉันเริ่มต้นด้วยการนำเข้าเซอร์โวมอเตอร์ในการออกแบบ และสร้างขาและลำตัวรอบตัวพวกเขา ฉันออกแบบขายึดสำหรับเซอร์โวมอเตอร์ซึ่งมีจุดหมุนที่สองในแนวทแยงตรงข้ามกับเพลาของเซอร์โวมอเตอร์ การมีเพลาคู่ที่ปลายทั้งสองด้านของมอเตอร์ทำให้การออกแบบมีความเสถียรเชิงโครงสร้าง และขจัดการบิดเบี้ยวที่อาจเกิดขึ้นเมื่อทำขาเพื่อรับน้ำหนัก ลิงค์ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับแบริ่งในขณะที่วงเล็บใช้โบลต์สำหรับเพลา เมื่อติดตั้งข้อต่อเข้ากับเพลาโดยใช้น็อตแล้ว ตลับลูกปืนจะให้จุดหมุนที่ราบรื่นและแข็งแกร่งที่ฝั่งตรงข้ามของเพลาเซอร์โวมอเตอร์

อีกเป้าหมายหนึ่งขณะออกแบบรถสี่ล้อคือการรักษาโมเดลให้มีขนาดกะทัดรัดที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อใช้แรงบิดสูงสุดจากเซอร์โวมอเตอร์ ขนาดของลิงค์ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ได้ช่วงการเคลื่อนไหวที่กว้างในขณะที่ลดความยาวโดยรวม การทำให้สั้นเกินไปจะทำให้ตัวยึดชนกัน ลดช่วงของการเคลื่อนไหว และทำให้ยาวเกินไปจะทำให้ใช้แรงบิดที่ไม่จำเป็นกับแอคทูเอเตอร์ สุดท้าย ฉันได้ออกแบบร่างกายของหุ่นยนต์ที่จะติดตั้ง Arduino และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ฉันยังทิ้งจุดยึดเพิ่มเติมไว้ที่แผงด้านบนเพื่อให้โครงการสามารถปรับขนาดได้สำหรับการปรับปรุงเพิ่มเติม เมื่อสามารถเพิ่มเซ็นเซอร์ เช่น เซ็นเซอร์วัดระยะทาง กล้อง หรือกลไกกระตุ้นอื่นๆ เช่น มือจับหุ่นยนต์

หมายเหตุ: ชิ้นส่วนต่างๆ จะรวมอยู่ในขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งต่อไปนี้

ขั้นตอนที่ 2: วัสดุที่จำเป็น

วัสดุที่จำเป็น
วัสดุที่จำเป็น
วัสดุที่จำเป็น
วัสดุที่จำเป็น

นี่คือรายการส่วนประกอบและชิ้นส่วนทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการสร้างหุ่นยนต์ Arduino Powered Quadruped Robot ของคุณเอง ชิ้นส่วนทั้งหมดควรมีจำหน่ายทั่วไปและหาซื้อได้ง่ายตามร้านฮาร์ดแวร์ในท้องถิ่นหรือทางออนไลน์

อิเล็กทรอนิกส์:

Arduino Uno x 1

Towerpro MG995 เซอร์โวมอเตอร์ x 12

Arduino Sensor Shield (ฉันแนะนำรุ่น V5 แต่ฉันมีรุ่น V4)

สายจัมเปอร์ (10 ชิ้น)

MPU6050 IMU (อุปกรณ์เสริม)

อัลตราโซนิกเซนเซอร์ (อุปกรณ์เสริม)

ฮาร์ดแวร์:

ลูกปืน (8x19x7mm, 12 ชิ้น)

น็อตและสลักเกลียว M4

ฟิลาเมนต์เครื่องพิมพ์ 3 มิติ (ในกรณีที่คุณไม่มีเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ควรมีเครื่องพิมพ์ 3 มิติในพื้นที่ทำงานในท้องถิ่น หรือพิมพ์ออนไลน์ได้ในราคาถูก)

แผ่นอะครีลิค (4mm)

เครื่องมือ

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เครื่องตัดเลเซอร์

ต้นทุนที่สำคัญที่สุดของโครงการนี้คือเซอร์โวมอเตอร์ 12 ตัว ผมขอแนะนำให้ใช้รุ่นระดับกลางถึงระดับสูงแทนการใช้พลาสติกราคาถูกเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะแตกหักง่าย ไม่รวมเครื่องมือ ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของโครงการนี้อยู่ที่ประมาณ 60 เหรียญสหรัฐฯ

ขั้นตอนที่ 3: ชิ้นส่วนประดิษฐ์แบบดิจิทัล

ชิ้นส่วนประดิษฐ์แบบดิจิทัล
ชิ้นส่วนประดิษฐ์แบบดิจิทัล
ชิ้นส่วนประดิษฐ์แบบดิจิทัล
ชิ้นส่วนประดิษฐ์แบบดิจิทัล
ชิ้นส่วนประดิษฐ์แบบดิจิทัล
ชิ้นส่วนประดิษฐ์แบบดิจิทัล

ชิ้นส่วนที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้ต้องได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะ ดังนั้นเราจึงใช้พลังของชิ้นส่วนที่ประดิษฐ์ขึ้นแบบดิจิทัลและ CAD เพื่อสร้าง ชิ้นส่วนส่วนใหญ่พิมพ์ 3 มิติ นอกเหนือจากบางส่วนที่ตัดด้วยเลเซอร์จากอะครีลิคขนาด 4 มม. พิมพ์ที่ infill 40%, 2 ปริมณฑล, หัวฉีด 0.4 มม. และความสูงของชั้น 0.1 มม. ด้วย PLA ชิ้นส่วนบางชิ้นจำเป็นต้องมีส่วนรองรับเนื่องจากมีรูปร่างที่ซับซ้อนและมีระยะยื่น อย่างไรก็ตาม ส่วนรองรับนั้นเข้าถึงได้ง่ายและสามารถถอดออกได้โดยใช้ใบมีดบางตัว คุณสามารถเลือกสีของเส้นใยที่คุณเลือกได้ ด้านล่างนี้ คุณจะพบรายการชิ้นส่วนทั้งหมดและ STL เพื่อพิมพ์เวอร์ชันของคุณเองและการออกแบบ 2 มิติสำหรับชิ้นส่วนที่ตัดด้วยเลเซอร์

หมายเหตุ: จากนี้ไปในส่วนต่างๆ จะอ้างถึงโดยใช้ชื่อในรายการต่อไปนี้

ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ:

  • วงเล็บเซอร์โวสะโพก x 2
  • กระจกวงเล็บเซอร์โวสะโพก x 2
  • ขายึดเซอร์โวเข่า x 2
  • กระจกขายึดเซอร์โวเข่า x 2
  • ผู้ถือแบริ่ง x 2
  • กระจกยึดแบริ่ง x 2
  • ขา x 4
  • ลิงค์เซอร์โวฮอร์น x 4
  • แบริ่งลิงค์ x 4
  • ที่ยึด Arduino x 1
  • ตัวยึดเซ็นเซอร์ระยะ x 1
  • L-รองรับ x 4
  • บุชแบริ่ง x 4
  • เซอร์โวฮอร์นสเปเซอร์ x 24

ชิ้นส่วนตัดด้วยเลเซอร์:

  • แผงยึดเซอร์โว x 2
  • แผงด้านบน x 1

โดยรวมแล้ว มี 30 ส่วนที่จำเป็นต้องพิมพ์ 3 มิติ ไม่รวมสเปเซอร์ต่างๆ และ 33 ชิ้นส่วนที่ประดิษฐ์ด้วยดิจิทัล เวลาในการพิมพ์ทั้งหมดประมาณ 30 ชั่วโมง

ขั้นตอนที่ 4: การเตรียมลิงก์

กำลังเตรียมลิงค์
กำลังเตรียมลิงค์
กำลังเตรียมลิงค์
กำลังเตรียมลิงค์
กำลังเตรียมลิงค์
กำลังเตรียมลิงค์

คุณสามารถเริ่มการประกอบโดยการตั้งค่าบางส่วนในตอนเริ่มต้น ซึ่งจะทำให้กระบวนการประกอบขั้นสุดท้ายสามารถจัดการได้ง่ายขึ้น คุณสามารถเริ่มต้นด้วยลิงค์ ในการทำข้อต่อแบริ่ง ให้ทรายพื้นผิวด้านในของรูสำหรับตลับลูกปืนเบา ๆ จากนั้นดันตลับลูกปืนเข้าไปในรูที่ปลายทั้งสองข้าง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ดันตลับลูกปืนเข้าไปจนด้านหนึ่งเรียบ ในการสร้างลิงค์ฮอร์นเซอร์โว ให้หยิบแตรเซอร์โวแบบวงกลมสองตัวและสกรูที่มากับมัน วางแตรบนงานพิมพ์ 3 มิติและจัดแนวสองรู จากนั้นขันสกรูแตรเข้ากับงานพิมพ์ 3 มิติโดยขันสกรูจากด้านการพิมพ์ 3 มิติ ฉันต้องใช้สเปเซอร์เซอร์โวฮอร์นเซอร์โวที่พิมพ์ 3 มิติ เนื่องจากสกรูที่ให้มานั้นค่อนข้างยาว และจะตัดกับตัวเซอร์โวมอเตอร์ในขณะที่หมุน เมื่อสร้างลิงก์แล้ว คุณสามารถเริ่มตั้งค่าที่ยึดและวงเล็บต่างๆ

ทำซ้ำสำหรับทั้ง 4 ลิงก์ของทั้งสองประเภท

ขั้นตอนที่ 5: การเตรียมวงเล็บเซอร์โว

การเตรียมวงเล็บเซอร์โว
การเตรียมวงเล็บเซอร์โว
การเตรียมวงเล็บเซอร์โว
การเตรียมวงเล็บเซอร์โว
การเตรียมวงเล็บเซอร์โว
การเตรียมวงเล็บเซอร์โว

ในการติดตั้งขายึดเซอร์โวหัวเข่า เพียงสอดโบลต์ 4 มม. ผ่านรูแล้วขันให้แน่นด้วยน็อต ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นเพลารองสำหรับมอเตอร์ จากโครงยึดเซอร์โวแบบสะโพก สอดสลักเกลียวสองตัวผ่านรูทั้งสองรูแล้วขันให้แน่นด้วยน็อตอีกสองตัว ถัดไป คว้าแตรเซอร์โวแบบวงกลมอีกอันหนึ่งแล้วติดเข้ากับส่วนที่ยกขึ้นเล็กน้อยของโครงยึดโดยใช้สกรูสองตัวที่มาพร้อมกับแตร อีกครั้งที่ฉันอยากจะแนะนำให้คุณใช้ตัวเว้นระยะแตรเซอร์โวเพื่อไม่ให้สกรูยื่นเข้าไปในช่องว่างของเซอร์โว สุดท้ายคว้าส่วนยึดแบริ่งและดันแบริ่งเข้าไปในรู คุณอาจต้องขัดพื้นผิวด้านในเล็กน้อยเพื่อให้พอดี ถัดไป ดันตลับลูกปืนดันเข้าไปในตลับลูกปืนเพื่อให้ชิ้นส่วนของตัวยึดตลับลูกปืนโค้งงอ

อ้างถึงรูปภาพที่แนบมาด้านบนขณะสร้างวงเล็บ ทำขั้นตอนนี้ซ้ำสำหรับวงเล็บที่เหลือ สิ่งที่สะท้อนจะคล้ายคลึงกัน มีเพียงทุกสิ่งเท่านั้นที่สะท้อนออกมา

ขั้นตอนที่ 6: การประกอบขา

การประกอบขา
การประกอบขา
การประกอบขา
การประกอบขา
การประกอบขา
การประกอบขา
การประกอบขา
การประกอบขา

เมื่อประกอบลิงค์และวงเล็บทั้งหมดแล้ว คุณสามารถเริ่มสร้างสี่ขาของหุ่นยนต์ได้ เริ่มต้นด้วยการติดเซอร์โวเข้ากับโครงยึดโดยใช้สลักเกลียวและน็อต M4 4 ตัว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้จัดแนวแกนของเซอร์โวให้ตรงกับสลักเกลียวที่ยื่นออกมาที่อีกด้านหนึ่ง

ถัดไป เชื่อมโยงเซอร์โวสะโพกกับเซอร์โวหัวเข่าโดยใช้ชิ้นลิงค์เซอร์โวฮอร์น อย่าใช้สกรูเพียงเพื่อยึดฮอร์นเข้ากับเพลาเซอร์โวมอเตอร์ เนื่องจากเราอาจจำเป็นต้องปรับตำแหน่งในภายหลัง ฝั่งตรงข้าม ให้ยึดข้อต่อแบริ่งที่มีแบริ่งสองตัวเข้ากับสลักเกลียวที่ยื่นออกมาโดยใช้น็อต

ทำซ้ำขั้นตอนนี้สำหรับสามขาที่เหลือและ 4 ขาสำหรับสี่ขาก็พร้อม!

ขั้นตอนที่ 7: การประกอบร่างกาย

การประกอบร่างกาย
การประกอบร่างกาย
การประกอบร่างกาย
การประกอบร่างกาย
การประกอบร่างกาย
การประกอบร่างกาย
การประกอบร่างกาย
การประกอบร่างกาย

ต่อไป เราสามารถมุ่งเน้นไปที่การสร้างร่างกายของหุ่นยนต์ ร่างกายมีเซอร์โวมอเตอร์สี่ตัว ซึ่งทำให้ขามีอิสระในระดับที่ 3 เริ่มต้นด้วยการใช้ 4 x M4 สลักเกลียวและแต่เพื่อยึดเซอร์โวเข้ากับแผงยึดเซอร์โวที่ตัดด้วยเลเซอร์

หมายเหตุ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ติดเซอร์โวโดยให้เพลาอยู่ด้านนอกของชิ้นส่วนดังที่เห็นในภาพที่แนบมาด้านบน ทำขั้นตอนนี้ซ้ำสำหรับเซอร์โวมอเตอร์ที่เหลือทั้งสามตัวโดยคำนึงถึงการวางแนว

ถัดไป ติดส่วนรองรับ L ที่แผงทั้งสองด้านโดยใช้น็อตและสลักเกลียว M4 สองตัว ชิ้นนี้ช่วยให้เราสามารถยึดแผงยึดเซอร์โวเข้ากับแผงด้านบนได้อย่างแน่นหนา ทำซ้ำขั้นตอนนี้ด้วยการรองรับ L อีกสองตัวและแผงตัวยึดเซอร์โวตัวที่สองที่ยึดเซอร์โวมอเตอร์ชุดที่สอง

เมื่อส่วนรองรับ L เข้าที่แล้ว ให้ใช้น็อตและสลักเกลียว M4 เพิ่มเติมเพื่อยึดแผงยึดเซอร์โวเข้ากับแผงด้านบน เริ่มต้นด้วยชุดน็อตและสลักเกลียวด้านนอก (ไปทางด้านหน้าและด้านหลัง) น็อตและสลักเกลียวกลางยังยึดชิ้นส่วนที่ยึด Arduino ไว้ ใช้น็อตและโบลต์สี่ตัวเพื่อยึดที่ยึดอาร์ดิโนจากด้านบนเข้ากับแผงด้านบน และจัดตำแหน่งโบลต์ให้สอดเข้าไปในรูรองรับ L ดูภาพที่แนบมาด้านบนเพื่อการชี้แจง สุดท้าย เลื่อนน็อตสี่ตัวเข้าไปในช่องบนแผงยึดเซอร์โว และใช้สลักเกลียวเพื่อยึดแผงยึดเซอร์โวกับแผงด้านบน

ขั้นตอนที่ 8: นำทุกอย่างมารวมกัน

วางมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน
วางมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน
วางมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน
วางมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน
วางมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน
วางมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน

เมื่อประกอบขาและลำตัวแล้ว คุณสามารถเริ่มกระบวนการประกอบให้เสร็จสิ้นได้ ติดตั้งขาทั้งสี่เข้ากับเซอร์โวสี่ตัวโดยใช้แตรเซอร์โวที่ติดอยู่กับโครงยึดเซอร์โวแบบสะโพก สุดท้าย ใช้ชิ้นจับแบริ่งเพื่อรองรับเพลาตรงข้ามของฐานยึดสะโพก เคลื่อนเพลาผ่านตลับลูกปืนและใช้สลักเกลียวเพื่อยึดเข้าที่ ติดตัวยึดแบริ่งเข้ากับแผงด้านบนโดยใช้น็อตและสลักเกลียว M4 สองตัว

ด้วยเหตุนี้การประกอบฮาร์ดแวร์ของ quaduped จึงพร้อม

ขั้นตอนที่ 9: การเดินสายไฟและวงจร

การเดินสายไฟและวงจร
การเดินสายไฟและวงจร
การเดินสายไฟและวงจร
การเดินสายไฟและวงจร
การเดินสายไฟและวงจร
การเดินสายไฟและวงจร
การเดินสายไฟและวงจร
การเดินสายไฟและวงจร

ฉันตัดสินใจใช้แผงป้องกันเซ็นเซอร์ที่ให้การเชื่อมต่อสำหรับเซอร์โวมอเตอร์ ฉันขอแนะนำให้คุณใช้ตัวป้องกันเซ็นเซอร์ v5 เนื่องจากมีพอร์ตจ่ายไฟภายนอกในตัว อย่างไรก็ตาม อันที่ฉันใช้ไม่มีตัวเลือกนี้ เมื่อมองที่ส่วนป้องกันเซ็นเซอร์อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น ฉันสังเกตเห็นว่าแผงป้องกันเซ็นเซอร์ดึงพลังงานจากพิน 5v ออนบอร์ดของ Arduino (ซึ่งเป็นความคิดที่แย่มากเมื่อพูดถึงเซอร์โวมอเตอร์กำลังสูง เนื่องจากคุณเสี่ยงที่จะทำลาย Arduino) การแก้ไขปัญหานี้คือการงอพิน 5v บนแผงป้องกันเซ็นเซอร์ให้พ้นทางเพื่อไม่ให้เชื่อมต่อกับพิน 5v ของ Arduino ด้วยวิธีนี้ เราสามารถจ่ายไฟภายนอกผ่านพิน 5v ได้โดยไม่ทำลาย Arduino

การเชื่อมต่อของพินสัญญาณของเซอร์โวมอเตอร์ 12 ตัวแสดงอยู่ในตารางด้านล่าง

หมายเหตุ: Hip1Servo หมายถึงเซอร์โวที่ติดอยู่กับตัวเครื่อง Hip2Servo หมายถึงเซอร์โวที่ติดอยู่กับขา

เลก 1 (ไปข้างหน้าซ้าย):

  • Hip1Servo >> 2
  • Hip2Servo >> 3
  • เซอร์โวหัวเข่า >> 4

เลก 2 (ไปข้างหน้าขวา):

  • Hip1Servo >> 5
  • Hip2Servo >> 6
  • เซอร์โวหัวเข่า >> 7

เลก 3 (หลังซ้าย):

  • Hip1Servo >> 8
  • Hip2Servo >> 9
  • เซอร์โวหัวเข่า >> 10

เลก 4 (หลังขวา):

  • Hip1Servo >> 11
  • Hip2Servo >> 12
  • เซอร์โวหัวเข่า >> 13

ขั้นตอนที่ 10: การตั้งค่าเริ่มต้น

ตั้งค่าเริ่มต้น
ตั้งค่าเริ่มต้น
ตั้งค่าเริ่มต้น
ตั้งค่าเริ่มต้น

ก่อนเริ่มโปรแกรมการเดินที่ซับซ้อนและการเคลื่อนไหวอื่นๆ เราจำเป็นต้องตั้งค่าจุดศูนย์ของเซอร์โวแต่ละตัว สิ่งนี้ทำให้หุ่นยนต์มีจุดอ้างอิงสำหรับการเคลื่อนไหวต่างๆ

เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อหุ่นยนต์ คุณสามารถถอดลิงค์ฮอร์นเซอร์โวออกได้ ถัดไป อัปโหลดโค้ดที่แนบมาด้านล่าง รหัสนี้วางเซอร์โวแต่ละตัวไว้ที่ 90 องศา เมื่อเซอร์โวถึงตำแหน่ง 90 องศาแล้ว คุณสามารถใส่ลิงก์กลับเข้าไปใหม่เพื่อให้ขาตั้งตรงอย่างสมบูรณ์ และเซอร์โวที่ติดอยู่กับตัวเครื่องจะตั้งฉากกับแผงด้านบนของสี่ขา

ณ จุดนี้ เนื่องจากการออกแบบของเซอร์โวฮอร์น ข้อต่อบางส่วนอาจยังไม่ตรงอย่างสมบูรณ์ วิธีแก้ไขคือปรับอาร์เรย์ zeroPositions ที่พบในบรรทัดที่ 4 ของโค้ด ตัวเลขแต่ละตัวแสดงถึงตำแหน่งศูนย์ของเซอร์โวที่สอดคล้องกัน (ลำดับจะเหมือนกับลำดับที่คุณต่อเซอร์โวเข้ากับ Arduino) ปรับค่าเหล่านี้เล็กน้อยจนขาตั้งตรง

หมายเหตุ: นี่คือค่าที่ฉันใช้แม้ว่าค่าเหล่านี้อาจไม่เหมาะกับคุณ:

int zeroPositions [12] = {93, 102, 85, 83, 90, 85, 92, 82, 85, 90, 85, 90};

ขั้นตอนที่ 11: เล็กน้อยเกี่ยวกับจลนศาสตร์

เล็กน้อยเกี่ยวกับจลนศาสตร์
เล็กน้อยเกี่ยวกับจลนศาสตร์
เล็กน้อยเกี่ยวกับจลนศาสตร์
เล็กน้อยเกี่ยวกับจลนศาสตร์
เล็กน้อยเกี่ยวกับจลนศาสตร์
เล็กน้อยเกี่ยวกับจลนศาสตร์

เพื่อให้สัตว์สี่เท้าดำเนินการที่เป็นประโยชน์ เช่น การวิ่ง การเดิน และการเคลื่อนไหวอื่นๆ เซอร์โวจำเป็นต้องได้รับการตั้งโปรแกรมในรูปแบบของเส้นทางการเคลื่อนไหว เส้นทางการเคลื่อนที่คือเส้นทางที่ส่วนท้ายของเอฟเฟกต์ (เท้าในกรณีนี้) เดินทางไปด้วย มีสองวิธีในการบรรลุเป้าหมายนี้:

  1. วิธีหนึ่งคือการป้อนมุมร่วมของมอเตอร์ต่างๆ ในลักษณะแรงเดรัจฉาน วิธีการนี้อาจใช้เวลานาน น่าเบื่อ และเต็มไปด้วยข้อผิดพลาด เนื่องจากการพิจารณาเป็นเพียงภาพ แต่มีวิธีที่ชาญฉลาดกว่าในการบรรลุผลลัพธ์ที่ต้องการ
  2. วิธีที่สองหมุนรอบการป้อนพิกัดของ end effector แทนที่จะเป็นมุมร่วมทั้งหมด นี่คือสิ่งที่เรียกว่า Inverse Kinematics ผู้ใช้ป้อนข้อมูลพิกัดและมุมร่วมปรับเพื่อจัดตำแหน่ง end effector ที่พิกัดที่ระบุ วิธีนี้ถือได้ว่าเป็นกล่องดำที่ใช้เป็นอินพุตพิกัดและส่งออกมุมร่วม สำหรับผู้ที่สนใจในการพัฒนาสมการตรีโกณมิติของกล่องดำนี้ สามารถดูได้จากแผนภาพด้านบน สำหรับผู้ที่ไม่สนใจ สมการได้รับการตั้งโปรแกรมไว้แล้วและสามารถใช้โดยใช้ฟังก์ชัน pos ซึ่งใช้เป็นอินพุต x, y, z ซึ่งเป็นตำแหน่งคาร์ทีเซียนของเอนด์เอฟเฟกเตอร์และส่งออกมุมสามมุมที่สอดคล้องกับมอเตอร์

โปรแกรมที่มีฟังก์ชันเหล่านี้สามารถพบได้ในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 12: การเขียนโปรแกรม Quadruped

การเขียนโปรแกรม Quadruped
การเขียนโปรแกรม Quadruped

เมื่อการเดินสายและการเริ่มต้นเสร็จสมบูรณ์ คุณสามารถตั้งโปรแกรมหุ่นยนต์และสร้างเส้นทางการเคลื่อนไหวที่ยอดเยี่ยมเพื่อให้หุ่นยนต์ทำงานที่น่าสนใจได้ ก่อนที่คุณจะดำเนินการต่อ ให้เปลี่ยนบรรทัดที่ 4 ในโค้ดที่แนบมาเป็นค่าที่คุณตั้งไว้ในขั้นตอนการเริ่มต้น หลังจากอัปโหลดโปรแกรมแล้ว หุ่นยนต์ควรเริ่มเดิน หากคุณสังเกตเห็นว่าข้อต่อบางส่วนกลับด้าน คุณสามารถเปลี่ยนค่าทิศทางที่สอดคล้องกันในอาร์เรย์ทิศทางในบรรทัดที่ 5 (ถ้าเป็น 1 ให้เปลี่ยนเป็น -1 และหากเป็น -1 ให้เปลี่ยนเป็น 1)

ขั้นตอนที่ 13: ผลลัพธ์สุดท้าย: ถึงเวลาทดลอง

ผลลัพธ์สุดท้าย: ถึงเวลาทดลอง
ผลลัพธ์สุดท้าย: ถึงเวลาทดลอง
ผลลัพธ์สุดท้าย: ถึงเวลาทดลอง
ผลลัพธ์สุดท้าย: ถึงเวลาทดลอง
ผลลัพธ์สุดท้าย: ถึงเวลาทดลอง
ผลลัพธ์สุดท้าย: ถึงเวลาทดลอง

หุ่นยนต์สี่ขาสามารถทำตามขั้นตอนต่างๆ ได้ตั้งแต่ 5 ถึง 2 ซม. ความเร็วก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในขณะที่เดินอย่างสมดุล สัตว์สี่เท้านี้เป็นแพลตฟอร์มที่แข็งแกร่งในการทดสอบการเดินและวัตถุประสงค์อื่น ๆ เช่นการกระโดดหรือทำภารกิจให้สำเร็จ ฉันอยากจะแนะนำให้คุณลองเปลี่ยนเส้นทางการเคลื่อนไหวของขาเพื่อสร้างท่าเดินของคุณเอง และค้นหาว่าท่าต่างๆ ส่งผลต่อประสิทธิภาพของหุ่นยนต์อย่างไร ฉันยังทิ้งจุดยึดไว้หลายจุดไว้ที่ด้านบนของหุ่นยนต์สำหรับเซ็นเซอร์เพิ่มเติม เช่น เซ็นเซอร์วัดระยะทางสำหรับงานหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง หรือ IMU สำหรับการเดินแบบไดนามิกบนภูมิประเทศที่ไม่เรียบ หนึ่งสามารถทดลองด้วยแขนจับยึดเพิ่มเติมที่ติดตั้งไว้ที่ด้านบนของหุ่นยนต์ เนื่องจากหุ่นยนต์มีความมั่นคงและแข็งแกร่งอย่างยิ่ง และจะไม่พลิกคว่ำอย่างง่ายดาย

หวังว่าคุณจะสนุกกับคำแนะนำนี้และเป็นแรงบันดาลใจให้คุณสร้างของคุณเอง

หากคุณชอบโปรเจ็กต์ โปรดสนับสนุนโดยลงคะแนนใน "Make it Move Contest"

มีความสุขในการทำ!

Make it Move Contest 2020
Make it Move Contest 2020
Make it Move Contest 2020
Make it Move Contest 2020

รางวัลที่สองในการประกวด Make it Move 2020

แนะนำ: