รถวอล์คเกอร์ 4 ขาแบบเซอร์โว: 12 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:08

สร้างหุ่นยนต์วอล์คเกอร์ 4 ขาแบบขับเคลื่อนด้วยเซอร์โวมอเตอร์ของคุณเอง (โดยไม่จำเป็น)! อันดับแรก คำเตือน: บอทนี้เป็นรุ่นไมโครคอนโทรลเลอร์และสมองของ BEAM 4 ขาแบบคลาสสิก BEAM 4-legger อาจทำได้ง่ายกว่าสำหรับคุณ หากคุณยังไม่ได้ตั้งค่าสำหรับการเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์และต้องการสร้างวอล์คเกอร์ ในทางกลับกัน หากคุณเริ่มต้นการเขียนโปรแกรมไมโครโปรเซสเซอร์และมีเซอร์โวสองสามตัว เตะไปรอบๆ นี่เป็นโครงการในอุดมคติของคุณ! คุณจะได้เล่นกับกลไกของวอล์คเกอร์โดยไม่ต้องกังวลกับการปรับแต่งไมโครคอร์ BEAM แบบแอนะล็อกที่ยุ่งยาก ดังนั้น แม้ว่านี่ไม่ใช่บอท BEAM จริงๆ แต่หน้าเว็บสองหน้าต่อไปนี้เป็นแหล่งข้อมูลที่ยอดเยี่ยมสำหรับนักเดิน 4 ขา: บทช่วยสอนเดิน 4 ขาของ Bram van Zoelen มีภาพรวมที่ดีของกลไกและทฤษฎี ฉันเอาการออกแบบขาของฉันออกจากเขา เว็บไซต์ ไซต์วอล์คเกอร์ของ Chiu-Yuan Fang นั้นค่อนข้างดีสำหรับสิ่งของ BEAM และการออกแบบวอล์คเกอร์ขั้นสูงบางอย่าง อ่านจบแล้ว? พร้อมที่จะสร้าง?

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมชิ้นส่วน วัดผล วางแผนเล็กน้อย

การสร้างเซอร์โววอล์คเกอร์แบบ 4 ขานั้นค่อนข้างง่าย โดยทั่วไป คุณต้องมีมอเตอร์สองตัว ขา แบตเตอรี บางอย่างเพื่อให้มอเตอร์เคลื่อนที่ไปมา และโครงสำหรับยึดไว้ทั้งหมด รายการชิ้นส่วน: หอคอย 2 อัน งานอดิเรก TS-53 เซอร์โว 20 นิ้ว ลวดทองแดงหนัก 12 นิ้ว สำหรับขาหน้า 8 นิ้ว สำหรับด้านหลัง ฉันมี 10 เกจ 12 เกจน่าจะใช้งานได้ แต่ฉันเดา แบตเตอรี่เป็น NiMH 3.6v ที่ขายออนไลน์ราคาถูก สมองของไมโครคอนโทรลเลอร์คือ AVR ATMega 8 เฟรมคือ Sintra ซึ่งเจ๋งมาก เป็นแผ่นโฟมพลาสติกที่งอเมื่อคุณทำให้ร้อนในน้ำเดือด คุณสามารถตัด เจาะ มีดด้าน แล้วดัดให้เป็นรูปทรงได้ ฉันได้ของฉันที่ Solarbotics ส่วนอื่นๆ: กระดานโปรเจ็กต์เจาะสำหรับวงจร ส่วนหัวสแนปปิด (ตัวผู้และตัวเมีย) สำหรับการเชื่อมต่อเซอร์โวและแบตเตอรี่ ซ็อกเก็ต 28 พินสำหรับกาว ATMegaSuper-duper เหล็กบัดกรีและตัวประสาน ลวด สลักเกลียวขนาดเล็กบางตัวเพื่อยึดมอเตอร์ บนDrillMatte มีดที่นี่ คุณเห็นฉันวัดส่วนต่างๆ ออก ทำแบบร่างสำหรับกรอบ แล้วคว้าไม้บรรทัดมาทำแม่แบบกระดาษ ฉันใช้เทมเพลตเป็นแนวทางในการทำเครื่องหมายด้วยปากกาเพื่อเจาะรูในซินตรา

ขั้นตอนที่ 2: สร้างเฟรม Fit Motors

ก่อนอื่นฉันเจาะรูที่มุมของมอเตอร์คัทเอาท์สองอัน จากนั้นทำแต้มตามขอบของไม้บรรทัดจากรูหนึ่งไปอีกรูหนึ่งด้วยมีดด้าน ต้องใช้มีดประมาณ 20 รอบเพื่อผ่านซินตรา ฉันขี้เกียจและหักหลังจากตัดประมาณ 1/2 ทาง

หลังจากตัดรูออกแล้ว ฉันก็ทดสอบประกอบมอเตอร์เพื่อดูว่ามันทำงานอย่างไร (กว้างไปหน่อยแต่ได้ความยาวพอดี)

ขั้นตอนที่ 3: งอเฟรม ติดมอเตอร์

น่าเสียดายที่ฉันมีมือไม่พอที่จะถ่ายรูปตัวเองขณะกำลังก้มตัวซินตรา แต่มันลงไปได้อย่างไร:

1) ต้มน้ำในหม้อขนาดเล็กบนเตา 2) ถือซินตราใต้น้ำเป็นเวลาหนึ่งหรือสองนาทีด้วยช้อนไม้ (ซินตราลอย) 3) ดึงมันออกมาและด้วยถุงมือร้อนและสิ่งของแบน ๆ ให้งอเป็นมุมขวาจนกระทั่งมัน เย็น สำหรับดีไซน์วอล์คเกอร์ "มิลเลอร์" สุดคลาสสิก คุณต้องทำมุมประมาณ 30 องศาที่ขาหน้า เจาะรูสกรูและยึดมอเตอร์ไว้

ขั้นตอนที่ 4: ติดขาเข้ากับแตรเซอร์โวมอเตอร์รูปดาว

ฉันตัดลวดทองแดงหนา 12 "และ 8" ด้วยดีบุกเพื่อทำขาหน้าและหลังตามลำดับ จากนั้นฉันก็งอพวกมันเป็นมุมเพื่อยึดติดกับเซอร์โวฮอร์น

เคล็ดลับ BEAM แบบคลาสสิกเมื่อคุณต้องการติดสิ่งต่างๆ คือการมัดด้วยลวดเชื่อม ในกรณีนี้ ฉันถอดลวดเชื่อมบางส่วน วิ่งผ่านเขาและรอบขา และบิดเป็นเกลียวมาก บางคนบัดกรีลวดแข็ง ณ จุดนี้ ของฉันยังคงแน่นโดยไม่มี รู้สึกอิสระที่จะตัดส่วนที่เกินออกและงอส่วนที่บิดเบี้ยวลง

ขั้นตอนที่ 5: แนบขากับลำตัว งอให้ถูกต้อง

ขันสกรูเซอร์โวสตาร์ (โดยเปิดขา) กลับเข้าที่มอเตอร์ จากนั้นดัดงอ

สมมาตรเป็นกุญแจสำคัญที่นี่ เคล็ดลับในการรักษาด้านข้างเสมอกันคือการงอในทิศทางเดียวในแต่ละครั้ง เพื่อให้สามารถมองได้ง่ายขึ้นหากคุณทำมากเกินไปในด้านใดด้านหนึ่งหรืออีกด้านหนึ่ง ที่กล่าวว่าฉันงอและงอของฉันหลายครั้งแล้วและคุณสามารถเริ่มต้นใหม่จากทางตรงได้อีกครั้งหากคุณออกนอกเส้นทางมากเกินไปในภายหลังหลังจากปรับแต่งหลายครั้งเกินไป Copper เยี่ยมไปเลย ดูหน้าเว็บที่ฉันแสดงไว้สำหรับเคล็ดลับเพิ่มเติมที่นี่ หรือเพียงแค่ปีก ฉันไม่คิดว่ามันสำคัญขนาดนั้นจริงๆ อย่างน้อยก็ในแง่ของการเดิน คุณจะปรับแต่งมันในภายหลัง บิตวิกฤตเพียงอย่างเดียวคือการทำให้จุดศูนย์ถ่วงอยู่ตรงกลางเพียงพอเพื่อให้มันเดินไปทางขวา ตามหลักการแล้ว เมื่อขาหน้าข้างหนึ่งลอยอยู่ในอากาศ การหันขาหลังจะทำให้บอทไปด้านหน้าบนขาหน้าสูง/ไปข้างหน้า ซึ่งจะเดินได้ คุณจะเห็นว่าฉันหมายถึงอะไรในวิดีโอถัดไป

ขั้นตอนที่ 6: สมอง

กระดานสมองนั้นค่อนข้างเรียบง่าย ดังนั้นคุณจะต้องให้อภัยแผนภาพวงจรคร่าวๆ ของฉัน เนื่องจากมันใช้เซอร์โว ไม่จำเป็นต้องใช้ไดรเวอร์มอเตอร์ที่ซับซ้อนหรือสิ่งที่คุณมี เพียงต่อสาย +3.6 โวลต์และกราวด์ (โดยตรงจากแบตเตอรี่) เพื่อเรียกใช้มอเตอร์ และกระแทกพวกมันด้วยสัญญาณมอดูเลตความกว้างพัลส์จากไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อบอกว่าจะไปที่ใด (ดูหน้าเซอร์โววิกิพีเดียหากคุณยังใหม่กับการใช้เซอร์โวมอเตอร์) ฉันตัดชิ้นส่วนของ pcb เปล่าที่เจาะแล้วและส่วนหัวที่ติดกาวไว้บนนั้น ส่วนหัว 3 พินสำหรับเซอร์โว 2 ตัว, ส่วนหัว 2 พินสำหรับแบตเตอรี่, ส่วนหัว 5 พินสำหรับโปรแกรมเมอร์ AVR ของฉัน (ซึ่งฉันควรจะสอนได้ในสักวันหนึ่ง) และซ็อกเก็ต 28 พินสำหรับชิป ATMega 8 เมื่อติดซ็อกเก็ตและส่วนหัวทั้งหมดแล้วฉันก็บัดกรีมันขึ้น สายไฟส่วนใหญ่อยู่ด้านล่างของบอร์ด มันเป็นเพียงไม่กี่สาย

ขั้นตอนที่ 7: ตั้งโปรแกรม Chip

การเขียนโปรแกรมสามารถทำได้ด้วยการตั้งค่าที่ซับซ้อนอย่างที่คุณมี ตัวฉันเองนั่นเป็นเพียงโปรแกรมเมอร์สลัม (ในภาพ) เป็นเพียงสายบางเส้นที่บัดกรีเข้ากับปลั๊กพอร์ตขนาน คำแนะนำนี้มีรายละเอียดเกี่ยวกับโปรแกรมเมอร์และซอฟต์แวร์ที่คุณต้องการเพื่อให้ทำงานได้ทั้งหมด อย่า! อย่า! อย่าใช้สายการเขียนโปรแกรมนี้กับอุปกรณ์ใดๆ ที่เข้าใกล้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 5v แรงดันไฟอาจล้นสายเคเบิลและทอดพอร์ตขนานของคอมพิวเตอร์ของคุณ ทำลายคอมพิวเตอร์ของคุณ การออกแบบที่หรูหรายิ่งขึ้นมีตัวต้านทานและ/หรือไดโอดจำกัด สำหรับโครงการนี้ สลัมก็ใช้ได้ เป็นแบตเตอรี่ 3.6v ออนบอร์ดเท่านั้น แต่โปรดระวัง รหัสที่ฉันใช้อยู่แนบมานี้ ส่วนใหญ่ มันเกินความสามารถเพียงแค่ให้มอเตอร์สองตัวแกว่งไปมา แต่ฉันก็มีความสนุกสนาน สาระสำคัญของมันคือเซอร์โวต้องการพัลส์ทุกๆ 20 มิลลิวินาทีหรือประมาณนั้น ความยาวของพัลส์จะบอกเซอร์โวว่าจะหมุนขาไปที่ใด 1.5ms อยู่บริเวณกึ่งกลาง และช่วงอยู่ระหว่าง 1ms ถึง 2ms โดยประมาณ รหัสนี้ใช้เครื่องกำเนิดพัลส์ 16 บิตในตัวสำหรับทั้งสัญญาณพัลส์และการหน่วงเวลา 20ms และให้ความละเอียดไมโครวินาทีที่ความเร็วสต็อก ความละเอียดของเซอร์โวอยู่ที่ประมาณ 5-10 ไมโครวินาที ดังนั้น 16 บิตก็เพียงพอแล้ว จำเป็นต้องมีคำสั่งการเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์หรือไม่? ฉันจะต้องได้รับในที่ แจ้งให้เราทราบในความคิดเห็น

ขั้นตอนที่ 8: ขั้นตอนแรกของทารก

ฉันได้ขาหน้าแกว่งประมาณ 40 องศาทั้งสองทางและขาหลังประมาณ 20 องศา ดูวิดีโอแรกสำหรับตัวอย่างการเดินจากด้านล่าง

(สังเกตการดีเลย์สองสามวินาทีที่ดีเมื่อฉันกดปุ่มรีเซ็ต มีประโยชน์มากเมื่อตั้งโปรแกรมใหม่เพื่อให้มันหยุดนิ่งเป็นเวลาสองสามวินาทีโดยเปิดเครื่อง นอกจากนี้ยังสะดวกที่จะวางขาไว้ตรงกลางเมื่อคุณทำเสร็จแล้ว เล่นแล้วก็อยากให้มันยืนขึ้น) มันเดินในครั้งแรกที่ลอง! ดูวิดีโอที่ 2 ในวิด ให้ดูท่าที่ขาหน้ายกขึ้น จากนั้นขาหลังหมุนเพื่อให้ล้มไปข้างหน้าสู่ขาหน้า นั่นคือการเดิน! เล่นกับจุดศูนย์ถ่วงและงอขาของคุณจนกว่าคุณจะได้การเคลื่อนไหวนั้น ฉันสังเกตว่ามันหมุนไปด้านหนึ่งบ่อยมาก แม้ว่าฉันจะค่อนข้างแน่ใจว่าได้จัดมอเตอร์ให้อยู่ตรงกลางทางกลไกและในโค้ด กลับกลายเป็นว่าเกิดจากคมที่เท้าข้างหนึ่ง ดังนั้นฉันจึงทำรองเท้าโบ ไม่มีอะไรที่ท่อหดความร้อนทำไม่ได้ ?!

ขั้นตอนที่ 9: ปรับแต่ง

ดังนั้นมันจึงเดินได้ ฉันยังคงเล่นกับการเดินและรูปร่างของขาและจังหวะเพื่อดูว่าฉันสามารถทำให้มันเป็นเส้นตรงได้เร็วแค่ไหนและฉันจะปีนขึ้นไปได้สูงแค่ไหน

สำหรับการปีนเขา การงอขาหน้าก่อนเท้าเป็นสิ่งสำคัญ ช่วยป้องกันไม่ให้โดนขอบ ในทางกลับกัน ขาจะวิ่งข้ามสิ่งกีดขวางหากชนใต้ "เข่า" ฉันพยายามทำให้เท้าตีที่มุม 30 องศาเท่าๆ กับเฟรม แล้วปีนขึ้นไปได้สูงแค่ไหน?

ขั้นตอนที่ 10: มันสามารถปีนได้สูงแค่ไหน?

ตอนนี้ประมาณ 1 นิ้ว ซึ่งดีกว่าหุ่นยนต์ล้อธรรมดาที่สุดที่ฉันเคยสร้างมา ดังนั้นฉันจึงไม่บ่น ดูวิดีโอเพื่อดูการทำงาน มันไม่เคยกระโดดตรงเลย ต้องใช้ความพยายามสองสามครั้งในการยกขาหน้าทั้งสองข้างขึ้น จริงๆแล้วดูเหมือนว่าปัญหาการฉุดลากมากกว่าอะไร หรือจุดศูนย์ถ่วงอาจจะสูงไปหน่อยสำหรับการแกว่งขาหน้าแบบยาว คุณสามารถเห็นมันเกือบจะสูญเสียมันในขณะที่ขาหน้าดันร่างกายขึ้นไปในอากาศ คำใบ้ของสิ่งที่จะเกิดขึ้น …

ขั้นตอนที่ 11: อะไรที่ไม่สามารถปีนขึ้นไปได้?

จนถึงตอนนี้ ฉันยังไม่สามารถไปถึง Master the Art of French Cooking (เล่มที่ 2) ได้อย่างน่าเชื่อถือ ดูเหมือนว่า 1 1/2 นิ้วจะเป็นขีดจำกัดปัจจุบันของความสูงที่สามารถไปได้ บางทีการลดการหมุนขาหน้าอาจจะช่วยได้? อาจจะลดตัวลงกับพื้นสักหน่อย? ดูวิดีโอ. เป็นสักขีพยานความพ่ายแพ้ ประณามคุณเด็กจูเลีย!