Четвероногий робот-паук - GC_MK1: 8 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:04

Робот-паук, известный как GC_MK1, движется вперед и назад, а также может танцевать в зависимости от кода, загруженного в Arduino. Робот использует 12 микро-серводвигателей (SG90); По 3 на каждую ногу. Контроллер, используемый для управления серводвигателями, - это Arduino Nano. Мы также используем аккумулятор на 12 В, который понижается до 5 В с помощью преобразователя постоянного тока, а затем подается на вывод VIN для питания Arduino и серводвигателей. Все детали корпуса робота напечатаны на 3D-принтере.

Шаг 1. Основные пояснения

Сервомоторы:

• Серводвигатели часто используются для вращения и толкания или тяги объектов с большой точностью.
• Серводвигатель состоит из небольшого двигателя постоянного тока и пары шестерен, которые принимают высокую скорость двигателя и замедляют ее, одновременно увеличивая крутящий момент выходного вала сервопривода.
• Более тяжелая работа требует большего крутящего момента (в серводвигателях используются металлические шестерни для увеличения крутящего момента, а пластиковые - для меньшего крутящего момента).
• Также имеется датчик положения на одной из шестерен двигателя, который подключен к небольшой печатной плате. Печатная плата декодирует сигналы, чтобы определить, насколько далеко сервопривод должен повернуться в зависимости от сигнала от пользователя. Затем он сравнивает желаемое положение с фактическим положением и решает, в каком направлении повернуть.
• Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) используется для управления положением серводвигателя. Серводвигатели активируются при получении управляющего сигнала (импульсов). Импульс - это переход от низкого напряжения к высокому, обычно импульс остается высоким в течение некоторого времени.
• Серводвигатели, как правило, работают в диапазоне от 4,5 до 6 вольт и с последовательностью импульсов от 50 до 60 Гц.
• 50 Гц = 1/20 мс >> ШИМ = 20 мс

Типы серводвигателя

1. Сервопривод позиционного вращения >> Вращает примерно на 180 градусов / полукруг.
2. Сервопривод непрерывного вращения >> Вращается в любом направлении бесконечно.
3. Линейный сервопривод >> Имеет дополнительный механизм (рейка и шестерня) для движения вперед и назад вместо кругового.

Шаг 2: Компоненты:

1x микроконтроллер Arduino Nano:

12 сервомоторов SG90

1x мини-макет:

/или /

1x прототип платы PCB:

1x 12 В аккумулятор: (это тот, который я использовал, вы также можете использовать другой аккумулятор)

Джемперы от F до F и от M до M:

1x повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный

Шаг 3. Файлы, напечатанные на 3D-принтере

Верхняя часть тела робота-паука (слева) || Нижняя часть тела робота-паука (справа)

Я использовал Fusion 360 и свой Prusa i3 MK3, чтобы распечатать все детали робота-паука. Я модифицировал кровать, чтобы она соответствовала моей батарее, но я неправильно рассчитал размеры, поэтому мне пришлось самому держать батарею для демонстрации. Уже работает над GC_MK2!

Если вам не нужна кровать большего размера или какие-либо другие изменения, вы можете использовать текущие файлы в thingverse (ссылка ниже).

Детали Thingverse для робота-паука

Файлы STL для обновленного тела робота-паука (шире для большей батареи)

Шаг 4: электрические схемы

Шаг 5: Как построить

Шаг 6. Полезные изображения

Шаг 7: Код Arduino

Чтобы привести все серводвигатели в одно и то же начальное положение, вам необходимо сначала загрузить файл эскиза ног Arduino (Legs.ino).

После того, как вы выполните описанный выше шаг, вы можете добавить винты (молнии тоже подойдут) к рычагам серводвигателя и затянуть их.

Скачайте и установите библиотеку FlexiTimer2 перед загрузкой скетчей программы 1 и 2.

Библиотека FlexiTimer2

Теперь вы готовы загрузить Program1.ino или Program2.ino для работы на Arduino.

Legs.ino

// Находим исходное положение ног

// RegisHsu 09.09.2015

#включают

Серво сервопривод [4] [3];

// определяем порты сервоприводов

const int servo_pin [4] [3] = {{2, 3, 4}, {5, 6, 7}, {8, 9, 10}, {11, 12, 13}};

установка void ()

{// инициализируем все сервоприводы для (int i = 0; i <4; i ++) {for (int j = 0; j <3; j ++) {servo [j].attach (servo_pin [j]); задержка (20); }}}

недействительный цикл (недействительный)

{для (int i = 0; i <4; i ++) {для (int j = 0; j <3; j ++) {servo [j].write (90); задержка (20); }}}

Два других скетча Arduino слишком длинные, чтобы публиковать их здесь.

Проверьте ссылку ниже.

Ссылка на папку Google Диска со всеми файлами. (Включает файлы эскизов Arduino и библиотеку flexitimer2)

Файлы роботов-пауков

Благодарим RegisHsu за файлы эскизов Arduino.