Шагающий робот с 1 серводвигателем: 13 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Подписаться Другие автора:

О себе: Мне всегда нравилось разбирать вещи на части - у меня есть проблемы с воссоединением! Подробнее об lonesoulsurfer »

Я хотел создать этого робота-ходунка с тех пор, как увидел его на YouTube. После небольшого поиска я нашел дополнительную информацию о нем и решил сделать свой собственный.

Цель, которую я поставил при создании этого ходунка, заключалась в том, чтобы сделать его настолько маленьким, насколько это возможно. Я хотел, чтобы он умещался в ладони, и хотя у меня довольно большие ладони, ноги просто свешиваются.

Сам робот управляется микроприводом, который был модифицирован для непрерывного вращения. Когда сервопривод вращается, он перемещает пару рычагов, которые, в свою очередь, перемещают задние ноги вверх и вниз, а передние ноги из стороны в сторону, позволяя ему ходить.

Сама по себе сборка не очень сложна, но «настройка» ее так, чтобы походка была правильной, занимает немного времени. Я немного поэкспериментировал и получил несколько советов, которые, надеюсь, помогут вам настроить его легче, чем это было для меня.

Если вы никогда раньше не строили шагающего робота и хотите прыгнуть в глубину, то это идеальный проект для начала.

Hackaday сделал обзор моего ходунка - посмотрите его ниже:

Hackaday

И с этого, давайте начнем

Шаг 1: Детали

Части:

1. Сервопривод Mirco - eBay

2. Литиевая батарея 16340 - eBay

3. Алюминиевый швеллер 10 мм X 10 мм - его также можно приобрести на eBay в большинстве хозяйственных магазинов.

4. Две большие скрепки - они будут в газетном киоске или канцелярском магазине. Сделайте их как можно больше

5. Wire Terminal - они также будут в хозяйственном магазине eBay.

6. Переключатель SPDT - eBay

7. Модуль зарядки аккумулятора - eBay

8. Проволочная вешалка для одежды - Шкаф.

9. 3 винта M4 - eBay. Их также можно будет приобрести в строительном магазине. Я использовал головные головки Philips, так как это было то, что у меня было под рукой.

10. 6 контргаек M4 - на eBay их также можно будет приобрести в строительном магазине.

11. 2 шайбы меньшего размера. Строительный магазин

12. 2 штекера «банан» с внутренней резьбой - eBay. Я использовал часть внутри них, чтобы сделать стержни для ног. Они идеально подходят для винтов M4.

Инструменты:

1. Угловая шлифовальная машина

2. Dremel не обязательно, но всегда пригодится

3. Дрель

4. Суперклей

5. паяльник

6. Маленькая паяльная лампа. Если у вас его нет, вам, вероятно, удастся обойтись просто паяльником.

7. Плоскогубцы. Тот же носик иглы и более крупная плоская пара подойдут.

Шаг 2: алюминиевый корпус - загибаем концы вверх

Первое, что нужно сделать, это решить, как подойдут аккумулятор и сервопривод, а также как долго сделать шасси.

Шаги:

1. Поместите сервопривод и аккумулятор на алюминиевый канал. Это даст вам представление о длине шасси. Вам понадобится дополнительное место для переключателя и винтов. Общая длина моего шасси - 85 мм.

2. Затем вам нужно согнуть два конца на алюминиевом швеллере. Это позволит вам добавить небольшой винт на одном конце, а также просто завершит и очистит окончательный вид ходунка.

3. Для этого нужно снять бортики швеллера и загнуть алюминий кверху.

4. Отмерьте 20 мм от конца канала и сделайте 2 вертикальных надреза с помощью угловой шлифовальной машины. Не обрезайте нижнюю часть канала, так как вы ослабите его, и он сломается, когда вы его согнете.

5. Плоскогубцами осторожно загните конец канала вверх. Чтобы сделать его как можно более плоским, используйте молоток и кусок металла и несколько раз постучите по нему. Алюминиевые шрамы легко покрываются, поэтому добавьте немного ткани в секцию, которую вы ударяете, чтобы защитить ее.

6. Проделайте то же самое с другим концом.

7. Наконец, я скругил углы, чтобы придать ему более качественный вид.

Шаг 3: Делаем вырез для сервопривода

Сервопривод идет впереди ходунка. Чтобы он поместился в канал, вам нужно удалить пару разделов в канале.

Шаги:

1. Поместите сервопривод сверху канала и отметьте ширину сервопривода на канале. Убедитесь, что вы оставили 5 мм спереди, так как винт должен проходить через переднюю часть, и вам нужно оставить некоторый зазор между головкой винта.

2. Боковые стенки канала аккуратно обрезать до дна.

3. Если у вас есть дремель, используйте отрезной круг, чтобы сделать последний надрез по краю, чтобы удалить боковые части. Если вы этого не сделаете, вы можете обойтись угловой шлифовальной машиной.

4. Затем воспользуйтесь напильником, чтобы очистить обрезанные секции. Проверьте и убедитесь, что сервопривод подходит. Он должен быть красивым и плотно прилегающим.

Шаг 4: Делаем вырез для батареи

Следующим шагом будет вырез для аккумулятора. Это почти тот же процесс, что и сервопривод. Это шасси было не последним, что я использовал. Я сделал ошибку на этом, и мне пришлось сделать еще один, что я рад, что сделал, так как он оказался чище, чем тот, что на изображениях

Шаги:

1. Как и в сервоприводе, поместите батарею в алюминиевый канал и отметьте участок на канале, где нужно разрезать. Между сервоприводом и аккумулятором должен быть зазор около 5 мм. Вот куда пойдет тумблер. Кроме того, вам нужно оставить немного места для проводов.

2. Сделайте вертикальные пропилы с помощью угловой шлифовальной машины и горизонтальные с помощью dremel.

3. Удалите заусенцы с отрезанного участка напильником и разгладьте края.

4. Вы не хотите, чтобы батарея была слишком плотно прилегающей, так как она будет сидеть из алюминия, который является проводящим и может закоротить батарею, если и положительный, и заземляющий контакт будут касаться шасси. Вы всегда можете добавить немного изоленты к одному концу, чтобы аккумулятор не закорачивался.

Шаг 5: добавление винтов и переключение на корпус

Чтобы прикрепить ножки к шасси, нужно добавить пару шурупов. Чтобы заставить их двигаться, вам нужно прикрепить еще один винт в качестве точки поворота к боковой стороне корпуса. Я нарисовал схему того, где нужно просверлить каждое из отверстий, так что используйте это, чтобы помочь вам.

Шаги:

1. Сначала проделайте отверстие 1 в задней части ходунка. Вы можете легко идентифицировать заднюю часть ходунка, поскольку именно туда пойдет сервопривод. Отверстие должно быть достаточно большим, чтобы в него можно было вставить винт. К этому винту будут прикреплены задние ножки.

2. Отверстие 2 в верхней части шасси. Это отверстие должно войти в верхнюю переднюю часть корпуса. На этот винт будут крепиться передние ножки

5. Отверстие 3 должно быть просверлено в верхней части между сервоприводом и аккумулятором и предназначено для тумблера.

3. Отверстие 4 должно находиться сбоку на шасси, непосредственно под просверленным отверстием 2. Это то место, куда пойдет шарнир.

4. Отверстие 5 должно проходить прямо напротив отверстия 3. Это отверстие позволяет установить винт на место и использовать отвертку. Без этого отверстия, как бы вы добавили винт сбоку корпуса! убедитесь, что он достаточно большой, чтобы сквозь него могла пройти головка винта.

5. Теперь все отверстия просверлены, пора добавить винты. Закрепите их на месте гайками.

ПРИМЕЧАНИЕ: винт в отверстии 3 должен иметь возможность поворачиваться, поэтому убедитесь, что вы затягиваете его надежно, но также убедитесь, что винт может вращаться в отверстии. остальные 2 можно сделать плотно.

Шаг 6: Модификация сервопривода, чтобы сделать его непрерывным

Прежде чем закрепить сервопривод в шасси, вам сначала нужно немного изменить его. Это очень распространенная модификация, и вы можете найти множество руководств в Google, если вам нужна дополнительная информация. Модификация позволяет сервоприводу непрерывно вращаться, без модификации сервопривод будет вращаться только на 180 градусов.

Шаги:

1. Сначала открутите винты в нижней части сервопривода.

2. Сервопривод разделяется на 3 секции. Сначала снимите верхнюю часть. Если вы внимательно посмотрите на большую шестерню, вы увидите, что к ее дну прилипла небольшая пластиковая деталь. Это ограничитель, который останавливает его непрерывное вращение. Возьмите кусачки и просто отрежьте их. У некоторых сервоприводов ограничитель находится внутри верхнего кожуха, поэтому, если вы не видите его на шестеренке, проверьте внутри корпуса.

3. Установите верхнюю часть обратно и снимите нижнюю часть. отрежьте провода от потенциометра. Не волнуйтесь, если вы не знаете, какие провода обрезать, вам нужно удалить их все, так что просто отрезайте

4. Внизу мотора будет 2 точки пайки. Вам нужно будет припаять пару проводов прямо к мотору. Используйте самый тонкий провод, который у вас есть, так как он будет занимать меньше места на ходунке, и вы сможете его хорошо спрятать.

5. Поместите мотор обратно в корпус и скрутите все вместе. Протестируйте сервопривод, подключив его к батарее, которую вы используете для ходьбы. Если он постоянно вращается, значит, вы успешно создали мод.

Шаг 7: Добавление сервопривода, аккумулятора и зарядного устройства и все подключения

Пришло время добавить основные детали к шасси! Я хотел попытаться как можно больше спрятать провода, чтобы они были немного тугими. На самом деле у меня было короткое замыкание в первый раз, и я расплавил провода, что было болью. У меня были слишком близко друг к другу положительный и заземляющий провода!

Шаги:

1. Первое, что нужно сделать, это закрепить сервопривод в шасси. Сервомеханизм должен быть как можно ближе к боковой части шасси. Если вы отрежете винтовые опоры на сервоприводе, вы сможете сделать так, чтобы сторона сервопривода была заподлицо с шасси. Добавьте немного суперклея и закрепите на месте

2. Далее идет аккумулятор. Перед тем, как это закрепить на месте, вам нужно будет припаять и добавить несколько проводов непосредственно к батарее. Положительный конец батареи должен быть размещен на конце переключателя, а земля - на задней стороне.

ПРИМЕЧАНИЕ. Вы хотите, чтобы сервопривод вращался по часовой стрелке. Убедитесь, что вы знаете, какой провод сервопривода подключать к какому концу батареи. Если вы ошиблись, ваш ходунок пойдет назад!

3. Припаяйте заземляющий провод сервопривода к заземлению аккумулятора. Также добавьте дополнительный провод к земле, так как он будет подключен к модулю зарядного устройства позже.

4. Провода войдут под аккумулятор, а затем выйдут вперед, так что они останутся скрытыми.

5. Добавьте немного суперклея и закрепите аккумулятор в шасси.

6. Вы можете обнаружить, что средняя точка пайки на переключателе находится очень близко или касается средней точки пайки на переключателе. Это хорошо, все, что вам нужно сделать, это добавить немного припоя и соединить их вместе. Вам также нужно будет добавить провод к плюсу и подключить его к зарядному модулю чуть позже.

7. Припаяйте другой провод сервопривода к одной из точек пайки на переключателе. Сделайте выстрел и убедитесь, что сервопривод включен. Оно делает! хороший.

8. Наконец, нанесите немного суперклея на нижнюю часть зарядного модуля и подключите плюсовой провод и массу к точкам пайки аккумулятора.

Шаг 8: Делаем ножки

Ножки сделаны из плечиков. У большинства вешалок есть покрытие, поэтому его нужно удалить наждачной бумагой. Ознакомьтесь со схемами, которые помогут определить размеры и изгибы.

Шаги:

1. После шлифовки проволоки отрежьте длинную нижнюю часть от плечиков.

2. Сначала прохожу передние лапы. Они довольно прямые и изогнуты в форме чашки. Сначала согните провод вниз так, чтобы получилась длина около 70 мм. Его нужно согнуть почти под прямым углом.

3. Общая длина ножек в верхней части составляет 70 мм. Однако вам нужно сделать небольшой U-образный изгиб посередине. Это позволит вам чуть позже припаять его к полой металлической трубке. Используйте плоскогубцы и сделайте букву «U» как можно меньше.

4. Согните вторую ногу так же, как и первую. Это дает вам основную форму ног. Вы можете позже поиграть с ними, чтобы улучшить форму, если это необходимо.

5. Далее задние ножки. У них есть лишний изгиб или локоть. Сначала согните проволоку так, чтобы получилась длина 50 мм. Его нужно согнуть примерно до 70 градусов под прямым углом.

6. Держите провод так, чтобы первый изгиб был обращен к вам, и сделайте изгиб под прямым углом на 30 мм. Это первый этап.

7. Теперь вам нужно сделать то же самое, что и передняя часть, и сделать U-образную форму примерно на 35 мм посередине.

8. Вторую ногу согните так же, как первую.

Шаг 9: Припаивание некоторых шарниров к ножкам

Хорошо, поэтому я решил использовать внутреннюю часть банановой заглушки с внутренней резьбой для шарниров. Они идеально подходят к винтам M4 и имеют очень небольшой боковой сдвиг. Вы можете использовать медную трубку, если хотите, просто убедитесь, что она хорошо сидит на винтах. Этот шаг немного сложен, поэтому убедитесь, что вы надежно закрепили ножку и шарнир перед пайкой. Я использовал винт и третью руку, чтобы убедиться, что все сидит прямо перед пайкой

Шаги:

1. Сначала вытащите банановую заглушку и удалите все пластиковые кусочки, чтобы у вас осталась только металлическая секция.

2. Отрежьте металлический винт так, чтобы остался только охватывающий конец банановой заглушки. Протрите срезанный конец напильником, чтобы он разгладился.

3. Теперь вам нужно припаять по одному к каждой ножке к U-образной секции, которую вы сделали. Прежде чем вы это сделаете, установите ось на винт, а затем поместите на нее ножки. Это поможет вам понять, как ноги должны располагаться напротив оси.

4. Добавьте немного флюса и с помощью небольшой паяльной лампы нагрейте металл и спаяйте стержень и ножки вместе.

5. Проверьте правильность установки ножек на шасси.

6. Проделайте то же самое с другой ногой.

7. Последнее, что нужно сделать, это закрепить ножки на винтах контргайками. Вы должны затянуть их до такой степени, чтобы ноги по-прежнему двигались из стороны в сторону, но с минимальным количеством покачиваний, насколько это возможно.

Ноги на фотографиях выглядят немного странно. «Пальцевым» участкам еще нужно немного придать форму, чтобы передние лапы сидели довольно сильно.

Шаг 10: Добавление терминала к рычагу сервопривода

Клеммы, использованные в сборке, были вытащены из клеммы провода. Их использование позволяет закрепить руки позже при перемещении ног и легко отрегулировать их, чтобы ходунки шли правильно. Это несколько корректировок (может быть, больше, чем несколько!), Чтобы ваш робот двигался правильно.

Шаги:

1. Сначала вам нужно просверлить отверстие в сервомеханизме. Отверстие должно быть немного больше, чем винт, так как клемма должна вращаться вместе с сервоприводом.

2. Я просверлил отверстие во втором отверстии сервомеханизма. Прямо на конце рычага не так много материала, поэтому использование второго отверстия даст вам ровно столько материала, чтобы просверлить отверстие.

3. Используйте один из маленьких винтов на терминале и закрепите терминал на рычаге сервопривода.

4. Наконец, закрепите рычаг сервопривода на сервоприводе.

Шаг 11: Связи, заставляющие ноги двигаться

Чтобы установить правильные связи, мне потребовалось несколько попыток. Тем не менее, я сделал несколько чертежей с размерами, которые должны помочь в их правильности. Вам не обязательно получать точно такие же размеры, поэтому не пытайтесь сделать их такими же, как у меня. Пока они рядом.

Шаги:

Задняя нога, рука

1. Первое, что нужно сделать, это полностью распрямить скрепку, насколько это возможно.

2. Затем с помощью плоскогубцев согните проволоку примерно на 45 мм на 180 градусов.

3. Загните конец вверх, чтобы получился удлиненный овал. 5 мм шириной

4. Припаяйте скрепку в месте соприкосновения двух металлических частей.

Передняя нога, рука

1. Полностью распрямите скрепку, как и заднюю опору.

2. Снова, как и другая рука, сделайте удлиненный овал, но на этот раз сделайте его длиной 55 мм, он также должен быть около 5 мм в ширину.

3. Припаяйте загнутый вверх конец так же, как и другой конец.

4. На другом конце отрезка проволоки нужно сделать небольшую петлю. Один из винтов от клеммы пройдет через это, поэтому убедитесь, что он не слишком мал и винт легко входит.

Шаг 12: добавление звеньев к ходунку

Связи подключаются к сервоприводу и оси через некоторые клеммы, которые вы можете вытащить из клеммы провода.

Шаги:

1. Сначала проденьте вертикальную тягу через переднюю стойку.

2. Затем добавьте небольшую шайбу на поворотный винт и наденьте вертикальную тягу на поворотный винт.

3. Добавьте еще одну шайбу (вы хотите разместить соединение между двумя шайбами) и добавьте гайку к поворотному винту.

4. Поднимите рычаг вверх так, чтобы его нижняя часть приблизилась к поворотному винту (изображения 2), и затяните контргайку так, чтобы рычажный механизм не мог двигаться вверх или вниз.

5. Следующее, что нужно сделать, это добавить терминал в небольшой цикл внизу терминала. Для этого вы можете использовать один из маленьких винтов в терминале.

6. Для горизонтального соединения сначала проденьте петлю через переднюю ногу.

7. Затем протолкните секцию стержня через клемму сервопривода, а также через другую клемму, присоединенную к вертикальному соединению.

8. Затяните оба винта на клеммах - это зафиксирует соединения на месте и включит ходунки. В 95% случаев он просто делает сальто назад и плюхается на спину. Вам нужно будет настроить его, что потребует небольшого обучения. Однако это несложно, и на следующем шаге я дал пару советов, как это сделать.

Шаг 13: точная настройка ходунка

Вы можете изменить способ ходьбы ходунка, изменив высоту вертикальной тяги и длину горизонтальной.

Шаги:

1. Поставьте ходунки на землю и поверните сервомеханизм вниз. Передние лапы должны быть относительно прямыми, а одна из задних ног должна быть поднята. Вы можете уменьшить или увеличить высоту ноги, изменив высоту вертикальной навески.

2. Если вы переместите серво рычаг так, чтобы он был направлен вверх, другая задняя нога должна быть поднята, а передние ноги должны быть относительно прямыми.

3. Посмотрите первые 2 изображения, на которых показано, как ноги должны выглядеть с сервоприводом вниз и вверх.

4. Если одна из задних опор поднимается выше другой, вы можете отрегулировать это, поднимая или опуская вертикальную тягу.

4. Затем переместите сервомеханизм так, чтобы он указывал вправо на 3-м изображении. Теперь задние ноги должны быть относительно прямыми, а передние должны быть повернуты. Вы можете изменить угол поворота передних лап, изменив длину горизонтальной тяги.

5. Если вы переместите сервопривод влево, с передними лапами произойдет обратное, и они будут смотреть в другую сторону. Взгляните на последние 2 изображения, которые показывают как левое, так и правое положение сервопривода.

6. Если вы обнаружите, что передние лапы поворачиваются больше в одну сторону, чем в другую, отрегулируйте это, изменив длину горизонтальной тяги. Еще одна хитрость - немного согнуть соединительный элемент вокруг задней ноги. Это может помочь выровнять походку.

7. Продолжайте точно настраивать ходунки до тех пор, пока обе передние ноги не поднимутся примерно на одинаковую величину. Вы не сможете получить их точно, но достаточно близко.

8. Последнее, что нужно сделать, это позволить ему начать исследовать свое окружение. Попробуйте поставить на его пути какие-нибудь препятствия и посмотрите, сможет ли он их преодолеть. Вы будете удивлены тем, что ему удастся пережить. Он может даже повернуться, когда он ударяется о стену, используя одну ногу, чтобы повернуться сам.

Второй приз в конкурсе роботов