[DIY] หุ่นยนต์แมงมุม (Quad Robot, Quadruped): 14 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

หากคุณต้องการความช่วยเหลือเพิ่มเติมจากฉัน บริจาคที่เหมาะสมกับฉันจะดีกว่า:

อัปเดต 2019-10-10: คอมไพเลอร์ใหม่จะทำให้เกิดปัญหาการคำนวณเลขทศนิยม ฉันได้แก้ไขรหัสแล้ว

อัปเดต 2017-03-26: แชร์เวอร์ชันเซอร์โว MG90 -

คุณสามารถดาวน์โหลดและสร้างด้วยเซอร์โว MG90

อัปเดต 2016-11-1:

แมงมุมตัวใหม่ -

2016-04-01 แก้ไข:

แก้ไขชื่อรุ่นและขนาดของแบตเตอรี่

2016-01-24 อัปเดต：

เปิดทุกดีไซน์ที่รวมซอฟต์แวร์ Sketchup, EaglePCB, 2015-10-11 อัปโหลดไฟล์รูปภาพเค้าโครง PCB

2015-10-04 ปรับปรุง:

ขั้นตอนที่ 2: ไฟล์ pdf แผนผัง - spider_2015-10-04-open-v2.pdf

ขั้นตอนที่ 10: ภาพที่ 1

2015-11-19 อัปเดต

อัปโหลดไฟล์สเก็ตช์ Arduino ซึ่งรวม "การเต้นรำพิเศษ" (ขั้นตอนที่ 13) มีคนถามถึงก็สนใจ:-)

นี่เป็นโครงการแรกของฉันสำหรับหุ่นยนต์ 4 ขา และใช้เวลาพัฒนาประมาณ 1 ปี

เป็นหุ่นยนต์ที่อาศัยการคำนวณเพื่อกำหนดตำแหน่งเซอร์โวและลำดับของขาที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า

ฉันทำสิ่งนี้ด้วยวิธีทำด้วยมือเพราะมันสนุกและให้ความรู้สำหรับการออกแบบ/การพิมพ์ 3 มิติและการควบคุมหุ่นยนต์

นี่เป็นรุ่นที่สี่ของการออกแบบของฉัน คุณสามารถดูได้ที่นี่ หากคุณสนใจประวัติศาสตร์

regishsu.blogspot.tw/search/label/0. SpiderR…

แชร์อีก 2 โครงการ -

หุ่นยนต์แมงมุมจำลองโดย vPython

www.instructables.com/id/vPython-Spider-Rob…

รีโมทคอนโทรลโดยบลูทูธ

www.instructables.com/id/DIY-Spider-Robot-P…

การสร้างโครงการนี้เป็นเรื่องสนุก อย่างไรก็ตาม คุณควรใช้เวลาและอดทนมากขึ้นในการดำเนินการ

หากเป็นงานที่ยากสำหรับคุณ ผลิตภัณฑ์จาก Sunfounder อาจเป็นทางเลือกที่ดี

www.sunfounder.com/robotic-drone/quadruped/crawling-quadruped-robot-kit.html

ก่อนไปขั้นตอนต่อไป โปรดทราบว่าเครื่องมือบัดกรีและเครื่องพิมพ์ 3D จะถูกใช้ในโครงการนี้

มาเริ่มต้นและสนุกกันเถอะ!

ขั้นตอนที่ 1: การเตรียมชิ้นส่วนไฟฟ้า

นี่คือส่วนต่างๆ:

1x Arduino Pro Mini

1x DC-DC (เอาต์พุต 12-5v/3A)

1x HC-06 โมดูลบลูทูธ (ตัวเลือก)

12x SG90 เซอร์โว (3DOF สำหรับ 4 ขา)

แบตเตอรี่ Li 1x 3000mhA (DC12300, 90x43x17mm)

1x 12V แจ็ค

1x680 โอห์ม 1/4 วัตต์ 5% ตัวต้านทาน

1x3mm สีน้ำเงิน LED

1x สวิตช์สัมผัส

1x 5x7cm perfboard

ส่วนหัวของหมุดตัวผู้และตัวเมียบางส่วน

ลวดเกจขนาดเล็ก (แข็งหรือควั่น)

ผมเชื่อว่าชิ้นส่วนเหล่านี้เป็นที่นิยมมากที่สุดและไม่แพง พวกเขาทำให้ฉันเสียค่าใช้จ่ายประมาณ 2,000 ดอลลาร์ไต้หวัน

ขั้นตอนที่ 2: สร้างกระดานหลัก

2015-10-11

อัปโหลดไฟล์รูปภาพเค้าโครง PCB คุณควรดาวน์โหลดไฟล์ zip จะดีกว่า

คุณสามารถมาที่นี่เพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ PCB DIY

******************************************************************

อ้างถึงไฟล์แผนผังและวางองค์ประกอบทั้งหมดเช่นรูปภาพ คุณสามารถทำให้กระดานมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะผ่านได้

กระดานหลักที่ภาพสุดท้ายเป็นเวอร์ชันใหม่ล่าสุด เพื่อให้คุณอ้างอิง

นี่คือเคล็ดลับบางส่วนในขณะที่คุณกำลังจะสร้าง PCB:

1. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟขาออกของโมดูล DC-DC ควรอยู่ที่ 5v ก่อนติดตั้งเข้ากับบอร์ด

2. เซอร์โวใช้พลังงานมากเกือบ 3A ในสภาพการโหลดเต็ม โปรดใช้เส้นลวดที่หนากว่านี้เพื่อติดตาม "กำลัง" และกราวด์

3. ทำการทดสอบ "เปิด/สั้น" ด้วยมัลติมิเตอร์สำหรับ PCB ของคุณเมื่อคุณบัดกรีเสร็จแล้ว นั่นคือกระบวนการที่สำคัญ

4. ใช้ส่วนหัวของหมุดตัวเมียแทนการบัดกรีโมดูล (Arduino, DC-DC) บน perfboard โดยตรง

5. ไฟ LED จะติดในขณะที่ "สวิตช์" ดับลง เหตุผลที่ผมออกแบบแบบนี้ก็เพราะว่าผมต้องการตรวจสอบแหล่งพลังงานว่าโอเคหรือไม่ เวลาเสียบปลั๊กแหล่งพลังงานอย่างแบตเตอรีหรืออย่างอื่นก็เป็นวิธีที่ง่ายในการป้องกัน..

6. ในขณะที่คุณเห็นไฟ LED เปิดขึ้นหลังจากเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 12v เข้ากับบอร์ดแล้ว ขอแสดงความยินดี!

ขั้นตอนที่ 3: ทดสอบเมนบอร์ด

ขั้นตอนการทดสอบ:

1. อย่าเสียบ DC-DC และ Arduino Pro Mini เข้ากับเมนบอร์ด

2. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับแจ็ค 12v ของเมนบอร์ด

3. ตรวจสอบไฟ LED ถ้าไฟ LED เปิดขึ้น แสดงว่าเป็นการเริ่มต้นที่ดี

4. กดปุ่ม POWER-Switch ไฟ LED ควรดับลง

4. ใช้มัลติมิเตอร์เพื่อตรวจสอบพิน +5V และ GND ทั้งหมดว่าถูกต้อง

5. กด POWER-Switch กลับเพื่อปิดเครื่อง ไฟ LED จะเปิดขึ้น

6. เสียบ DC-DC และ Arduino Pro Mini เข้ากับเมนบอร์ด

7. กด POWER-Switch ไฟ LED จะดับ แต่ LED ของ Arduino Pro Mini เปิดขึ้น

จากนั้นปิดเครื่องและเชื่อมต่อเซอร์โวกับแถวแรกของขั้วต่อ Leg1 ของเมนบอร์ด (pin2 ของ Arduino)

อัปโหลดรหัส "servo_test" ไปยัง Arduino แล้วคุณจะเห็นการกวาดล้างของเซอร์โวตั้งแต่ 0 - 180 องศา

หากคุณอยู่ที่นี่โดยไม่มีปัญหาใดๆ ถือว่าก้าวหน้ามาก!

รหัสแหล่งที่มาของ servo_test:

ขั้นตอนที่ 4: การสร้างชิ้นส่วนเครื่องจักรกล - ดาวน์โหลดไฟล์ 3D STL

ขั้นตอนนี้จะเป็นการสร้างชิ้นส่วนเครื่องจักรกลของหุ่นยนต์ คุณสามารถพิมพ์ชิ้นส่วนด้วยตัวเองหรือขอให้ผู้ที่มีเครื่องพิมพ์ 3D ช่วยคุณก็ได้

ฉันยังเปิดการออกแบบโมเดล 3 มิติซึ่งออกแบบโดยเวอร์ชัน Sketchup Make และคุณสามารถแก้ไขได้ด้วยแนวคิดที่ยอดเยี่ยมของคุณ

ดาวน์โหลดไฟล์ STL จาก

พิมพ์รายการชิ้นส่วน:1x body_d.stl

1x body_u.stl

2x coxa_l.stl

2x coxa_r.stl

2x tibia_l.stl

2x tibia_r.stl

4x femur_1.stl

8x s_hold.stl

ขั้นตอนที่ 5: การพิมพ์วัตถุ 3 มิติ

และพิมพ์ออกมาด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติของคุณ

โปรดตรวจสอบการกำหนดค่าของเครื่องพิมพ์ 3D ก่อนเริ่มพิมพ์ เนื่องจากจะใช้เวลานานประมาณ 7-8 ชั่วโมงในการพิมพ์ทั้งหมด อดทนไว้~~~~

มีการตั้งค่าการพิมพ์ของฉัน:

- ความหนาแน่นของการเติม - 15%

- หัวฉีด - 0.3mm

- ความเร็วในการพิมพ์ - 65

คุณสามารถพิมพ์ชิ้นส่วนเหล่านี้แยกกันตามกลุ่มสี

ขั้นตอนที่ 6: การเตรียมการประกอบ

ฉีกชิ้นส่วนและตรวจสอบคุณภาพการพิมพ์ของวัตถุ และใช้กระดาษทรายขัดพื้นผิวให้ดูดี

อ้างถึงที่นี่เพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติม:

ขั้นตอนที่ 7: ประกอบร่างกาย

ใส่แบตเตอรี่ระหว่างตัวเครื่องด้านบนและตัวเครื่องด้านล่างด้วยสกรู 4 ตัว (M3x25mm)

ขั้นตอนที่ 8: ประกอบขา

และติดตั้งเซอร์โวทั้งหมดที่มีส่วนขา ขาข้างหนึ่งมี 3 เซอร์โวและสกรู 4 ตัว (M1.6x3mm หรือติดกาวอยู่แล้ว)

หมายเหตุ: 1. เชื่อมต่อทุกส่วนด้วยสกรูและเซอร์โว แต่อย่าติดตั้งแขนโยกเซอร์โวในขั้นตอนนี้ 2. ให้แน่ใจว่าทิศทางขา ดูภาพ 1 ดูข้อมูลเพิ่มเติมที่นี่:https://regishsu.blogspot.tw/2015/07/robot-quadrupe…

ขั้นตอนที่ 9: รวม 4 ขาเข้ากับร่างกาย

เชื่อมต่อขาทั้งหมดเข้ากับร่างกาย และตรวจดูว่าเซอร์โวและข้อต่อทั้งหมดเคลื่อนไหวอย่างราบรื่น

ขั้นตอนที่ 10: เชื่อมต่อเซอร์โวกับเมนบอร์ด

2015-10-04

อัปเดตรูปภาพ 1 ซึ่งเป็นการกำหนดพินที่ไม่ถูกต้อง

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

วางกระดานหลักบนตัวเคสและใช้ดินโพลิเมอร์เพื่อแก้ไข

จากนั้นดูภาพตามหมายเลขพินที่ทำเครื่องหมายด้วยสีชมพูเพื่อเชื่อมต่อสายเซอร์โวทั้งหมดเข้ากับเมนบอร์ดและสีเขียวจะแสดงทิศทางของสายเซอร์โว สีเหลืองเชื่อมต่อกับ "S" สีแดงเป็น " +" สีน้ำตาลถึง "-"

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซอร์โวของขาควรตรงกับหมายเลขพินของเมนบอร์ดและทิศทางขา ไม่เช่นนั้นขาจะบ้า…

ขั้นตอนที่ 11: ค้นหาตำแหน่งเริ่มต้นสำหรับขา

นี่เป็นขั้นตอนที่สำคัญ ขั้นตอนการติดตั้ง:

1. อัปโหลดโค้ด "legs_init" ไปยัง Arduino เพื่อเปิดใช้งานเซอร์โว

2. วางขาตามตำแหน่งที่แสดงในรูปที่ 1 และติดตั้งแขนโยกเซอร์โวด้วยสกรู

3. ขันสกรูให้แน่น

ซอร์สโค้ด leg_init:

ขั้นตอนที่ 12: จัดระเบียบสายไฟ

จากนั้นจัดระเบียบสายไฟของเซอร์โวเพื่อให้ดูสวยงาม

ตอนนี้ การติดตั้งฮาร์ดแวร์ทั้งหมดเสร็จสิ้นแล้ว

ขั้นตอนที่ 13: ถึงเวลาฉายแล้ว!

รู้สึกตื่นเต้นที่จะไปขั้นตอนนี้

มาอัปโหลดโค้ด "spider_open_v1" ไปยัง Arduino เพื่อให้มันเคลื่อนไหว!

โปรดดาวน์โหลดและติดตั้ง lib FlexiTimer2 ก่อนที่จะคอมไพล์โค้ด

คุณจะเห็นการกระทำดังต่อไปนี้

1. ยืนขึ้น รอ 2 วินาที

2. ก้าวไปข้างหน้า 5 ก้าว รอ 2 วินาที

3. ถอยหลัง 5 ก้าว รอ 2 วินาที

4. เลี้ยวขวา รอ 2 วินาที

5. เลี้ยวซ้าย รอ 2 วินาที

6. โบกมือ,, รอ 2 วินาที

7. จับมือ รอ 2 วินาที

8. นั่งลง รอ 2 วินาที

9. กลับไปที่ 1

สนุก!

ป.ล. the spider_open_v3 เพิ่มการเคลื่อนไหวที่น่าสนใจของ "body dance"

รหัสที่มา spider_open_v1:

ขั้นตอนที่ 14: ทำสิ่งที่พิเศษ

คุณสามารถเพิ่มคุณสมบัติพิเศษ เช่น เปลี่ยนความเร็วในการเคลื่อนที่แบบไดนามิกด้วยรีโมทคอนโทรล ซึ่งจะทำให้หุ่นยนต์ของคุณน่าสนใจยิ่งขึ้น

หากคุณพบว่าการออกแบบของฉันน่าสนใจ คุณสามารถบริจาคเล็กน้อย:https://paypal.me/RegisHsu

ยินดีต้อนรับสู่การแบ่งปันท่าเดินหรือการเคลื่อนไหวที่ตลก

รีโมทคอนโทรล

www.instructables.com/id/DIY-Spider-Robot-P…

นี่คือแนวคิดบางส่วนที่แบ่งปันกับคุณในบล็อกของฉัน

regishsu.blogspot.tw/2015/09/robot-quadrupe…

หรือ

เพิ่ม IR-detector เพื่อตรวจจับสิ่งกีดขวาง

regishsu.blogspot.tw/2015/08/robot-quadrupe…

หรือ

ทำด้วยมือ PCB

regishsu.blogspot.tw/2015/09/robot-quadrupe…

regishsu.blogspot.tw/2015/09/robot-quadrupe…