Hexa-pod: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

นี่คือเฮกซาพอด เป็นหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่มีชิ้นส่วนเล็กๆ ทำด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ โดยใช้เส้นใยไนลอน

ง่ายต่อการควบคุมและเล่นฟังก์ชั่น การเคลื่อนไหวคือ:

ซึ่งไปข้างหน้า

ย้อนกลับ

เลี้ยวขวา

เลี้ยวซ้าย

ขวาไปข้างหน้า

ซ้ายไปข้างหน้า

ข้างหลังขวา

ถอยหลังซ้าย

การออกแบบที่ใช้สำหรับลำตัวของเฮกซาพอดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ร่างกายทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้ามีขาหกข้างที่มีอิสระสามองศาของขาแต่ละข้างเป็นพิเศษ การออกแบบนี้จำลองการเคลื่อนไหวแบบไดนามิกของแมลงหกขา การออกแบบ Hexapod เป็นเวอร์ชันอัปเกรดของโครงการ hexapod ก่อนหน้าของฉัน (instructables.com/id/HEXAPOD-2/) ซึ่งฉันทำเมื่อ 2 ปีก่อนด้วยความช่วยเหลือ ไม้บรรทัดพลาสติก ภายในสองปีนี้ เนื่องจากฉันเป็นนักศึกษาวิศวกรรม ฉันได้เรียนรู้การใช้โปรแกรมและซอฟต์แวร์ที่แตกต่างกัน (เช่น proteus และ CAD) ซึ่งช่วยให้ฉันสร้าง hexapod ได้ ฉันอัปเกรดเฮกซาพอดนี้จากอันแรกเป็นอันนี้เพื่อแทนที่ส่วนต่างๆ ของร่างกายทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 1: เครื่องมือและวัสดุ

ในการสร้าง hexapod นี้ ฉันใช้เครื่องมือพื้นฐานบางอย่างและแสดงรายการเป็น:

1. เครื่องพิมพ์ 3 มิติ: เครื่องพิมพ์ 3 มิติใช้สำหรับพิมพ์ส่วน 3 มิติทั้งหมดของ hexapod

2.เทปกระดาษ: ฉันใช้มันผูกลวดในสถานที่นั้น ๆ

3. กาวร้อนและกาว: ใช้สำหรับวางที่ยึดเกียร์ไว้ในสถานที่ต่างๆ

4. หัวแร้ง: ใช้สำหรับบัดกรีส่วนหัวของตัวผู้บนบอร์ดพีวีซี

วัสดุ:

ฉันนำส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดมาจากร้านอิเล็กทรอนิกส์

และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ได้แก่:

1. Arduino Uno

2.เซอร์โวมอเตอร์ SG90

3.โมดูลบลูทูธ hc-05

Arduino Uno: เนื่องจากราคาถูกและใช้งานง่าย และใน hexapod ก่อนหน้าของฉัน ฉันมี Arduino uno ตัวเดียวกันซึ่งก่อนหน้านี้มีให้ใช้ ดังนั้นฉันจึงใช้ Arduino แต่คุณสามารถใช้ Arduino ตัวใดก็ได้

Servo Sg90: เป็นเซอร์โวมอเตอร์น้ำหนักเบาที่มีระดับการทำงานที่ดี (0-180) แม้ว่าฉันจะใช้เซอร์โว sg90 มาก่อน ฉันอยากจะแนะนำให้ใช้เซอร์โว mg90 เพราะหลังจากใช้งานเซอร์โวมอเตอร์ sg90 หลายครั้งแล้ว ประสิทธิภาพลดลงเมื่อเกียร์พลาสติกฉีกขาด

โมดูลบลูทูธ (Hc-05): มีความทนทานและมีความเร็วในการส่งข้อมูลสูงที่อัตราบัด 9600 และสามารถทำงานได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้า 3-5dc

แหล่งพลังงาน: สำหรับแหล่งพลังงาน ฉันมีความยืดหยุ่นในการใช้แหล่งพลังงานที่แตกต่างกัน เนื่องจาก hexapod สามารถทำงานได้ใน 5v dc hexapod สามารถจ่ายไฟผ่าน power-bank เช่นเดียวกับที่ชาร์จมือถือทั่วไปหรือผ่านพอร์ต usb ของ usb แล็ปท็อป ท่า.

ขั้นตอนที่ 2: การสร้างชิ้นส่วน 3 มิติ

เนื่องจากมีแพลตฟอร์มมากมายสำหรับโมดูล 3 มิติ ซอฟต์แวร์ CAD และด้วยข้อมูลพื้นฐานและความรู้เกี่ยวกับคำสั่ง ใครๆ ก็สามารถสร้างโมดูล 3 มิติของตนเองได้ สำหรับการออกแบบโมดูล 3 มิติ ฉันใช้แพลตฟอร์มออนไลน์ (onshape.com)

สำหรับการออกแบบโมดูล 3 มิติ ขั้นแรกฉันต้องสร้างบัญชีและเข้าสู่ระบบ เนื่องจากฉันได้สร้างบัญชีนักเรียนแล้ว ฉันสามารถเข้าถึงคุณลักษณะทั้งหมดของ onshape ได้

สำหรับการออกแบบโมดูล 3 มิติฉันได้อ้างอิงการออกแบบจากหนึ่งในโครงการที่มีอยู่ในไซต์คำแนะนำนี้ (https://www.instructables.com/id/DIY-Spider-RobotQuad-robot-Quadruped/) ฉันเอา การอ้างอิงของโปรเจ็กต์นั้นสำหรับการออกแบบส่วนประกอบของเฮกซาพอดของฉัน แต่ฉันออกแบบทั้งหมดคล้ายกับพวกเขา

โดยทั่วไปใน hexapod ของฉัน นี่คือส่วนประกอบที่ใช้

1.ส่วนบนของร่างกาย x1

2.ส่วนล่างของร่างกาย x1

3.ซ้าย Coxa x 3

4.ขวา Coxa x3

5.โคนขา x6

6.กระดูกแข้งซ้าย x 3

7.หน้าแข้งขวา x3

8.ผู้ถือ x12

สามารถดาวน์โหลดโมดูล 3D ผ่านลิงค์นี้:

drive.google.com/drive/folders/1YxSF3GjAt-…

ให้ตรวจสอบการออกแบบโมดูล 3 มิติด้วยการลดขนาด:

ขั้นตอนที่ 3: การเดินสายไฟและการเชื่อมต่อ

สำหรับการเดินสายของเฮกซะพอด ผมได้ออกแบบแผนภาพวงจรบนโพรทูส และพัฒนาวงจรบนบอร์ดเมทริกซ์พีวีซีตามภาพ การเชื่อมต่อของเซอร์โวมอเตอร์เป็นเรื่องปกติเช่น

เซอร์โวมอเตอร์ (1-7)

เซอร์โวมอเตอร์ (2-3)

เซอร์โวมอเตอร์(5-6)

เซอร์โวมอเตอร์ (8-9)

เซอร์โวมอเตอร์ (11-12)

เซอร์โวมอเตอร์ (14-15)

เซอร์โวมอเตอร์ (17-18)

เซอร์โวมอเตอร์ (10-16)

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบและการจำลองบน Cad

ทีนี้มาดูการจำลองขาของเฮกซาพอดว่ามันมีอิสระสามระดับได้อย่างไร

เวลาที่สิ้นเปลืองที่สุดของโครงการนี้คือการออกแบบโมดูล 3 มิติของชิ้นส่วนต่างๆ และพิมพ์ออกมา รวมทั้งการจำลองวงจรด้วย

ปัญหาทางเทคนิคที่พบบ่อยที่สุดเกิดขึ้นในโครงการนี้ในตอนแรกคือการจัดการพลังงานและการจัดการน้ำหนักเพื่อเอาชนะปัญหาการจ่ายพลังงาน การจ่ายพลังงานให้กับเซอร์โวมอเตอร์ ฉันได้เชื่อมต่อจัมเปอร์โดยตรงจากด้านล่างพอร์ต Arduino A/B และยังนำแหล่งจ่ายไฟ 5v dc จากบอร์ด Arduino โดยที่อุปทานลูกเกดเพิ่มขึ้นโดยการจ่ายไฟ 5v ที่เหลือโดยที่ฉันได้รับประโยชน์เช่นเดียวกับ hexapod ของฉันสามารถทำงานได้โดยใช้เครื่องชาร์จมือถือทั่วไป power-bank หรือพอร์ต usb ของแล็ปท็อป และเพื่อรักษาน้ำหนักและจุดศูนย์ถ่วงให้สม่ำเสมอแม้ในขณะที่ขาของมันลอยขึ้นไปในอากาศ ฉันได้ตั้งโปรแกรม hexapod ในลักษณะที่จำลองการเคลื่อนไหวของแมลงหกขา สามขาแรกลุกขึ้นแล้วเคลื่อนตัวจากนั้นก็ร่อนลงและหลังจากนั้นอีกสามขาที่เหลือก็ลุกขึ้นและเคลื่อนตัวจากนั้นจึงลงสู่พื้นโดยที่น้ำหนักทั้งหมดไปที่กึ่งกลางของร่างกาย

ขั้นตอนที่ 5: รหัส Arduino และ Mobile Apk

หลังจากพิมพ์โมดูล 3 มิติและรวบรวมฮาร์ดแวร์ทั้งหมดและประกอบเข้าด้วยกัน ฉันตั้งโปรแกรม Arduino ตามความต้องการของเรา ฉันมีโค้ด hexapod เหมือนกับที่มันจำลองการเคลื่อนไหวของแมลงในขณะที่มันเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ถอยหลัง พุ่งขึ้น ตกต่ำ เป็นต้น

และเพื่อให้คำสั่งและควบคุม hexapod ฉันได้พัฒนาแอพ android ตามความต้องการและโปรแกรมของฉัน (การเข้ารหัส) ที่ฉันมีใน Arduino สำหรับการแสดง hexapod ของฉัน การทำงานของการเคลื่อนไหวแบบไดนามิก นี่คือรูปของแอพของฉัน APK นี้มีปุ่ม (ปุ่มกด) และให้รหัสพิเศษเฉพาะเพื่อทำหน้าที่เฉพาะ

นี่คือรหัส:

ขั้นตอนที่ 6: เสร็จสิ้น

หลังจากประกอบฮาร์ดแวร์และเขียนโปรแกรม Arduino และแอพมือถือทั้งหมดแล้ว ในที่สุด hexapod นี้ก็พร้อมใช้งาน

ฉันได้อัพเกรด hexapod นี้จาก hexapod ตัวแรกของฉันเป็นสิ่งนี้ตามที่แสดงในรูปภาพ ซึ่งฉันได้ใช้ความรู้ต่าง ๆ ที่ได้มาจากหลักสูตรวิศวกรรมของฉัน รวมถึงผ่านความช่วยเหลือของโพสต์ที่เกี่ยวข้องกับ hexapod บนเว็บไซต์นี้ Instrucables.com

เนื่องจากโครงการนี้เป็นหนึ่งในความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ในอาชีพนักศึกษาของฉัน ฉันจะทำการอัพเกรดต่อไปและทำโครงการอื่น

ดังนั้นหากใครมีคำถามเกี่ยวกับ pod robot หรือโปรเจ็กต์ "hexapod" ของฉัน ให้ถามมาเลย

นี่คือภาพบางส่วนเกี่ยวกับเฮกซาพอดของฉันที่หลานชายของฉันกำลังควบคุมเฮกซาพอดและสนุกสนาน