Робот-гуманоид BONES: 11 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Всех с Хеллоуином !!!

Чтобы отпраздновать в этом году Хеллоуин, я подумал, что было бы отличной идеей построить робота, подходящего для этого случая.

Танцующий скелет гуманоида !!!

Я всегда хотел спроектировать и построить своего собственного робота-гуманоида, так что это был идеальный проект для меня.

После разработки и создания BORIS Biped (ссылка здесь) я понял, что его ноги были идеальной базой для Скелета, поэтому спустя несколько минут после ампутации и быстрого изменения конструкции верхней части туловища, родился BONES the Humanoid.

Это будет идеальный проект для тех, кто хочет научиться программировать сервоприводы, чтобы заставить робота выполнять любые танцевальные упражнения, которые вы хотите.

BONES стоит чуть более 150 долларов, чтобы собрать аккумуляторы и зарядное устройство в комплекте.

BONES управляется с помощью контроллера Arduino, напечатанного на 3D-принтере (ссылка здесь)

он может двигаться вперед, назад, влево, вправо, вправо, влево, танцевать 1, танцевать 2

или он может исполнить танец без Контроллера

Наслаждайтесь инструкциями по сборке !!!

Запасы

Для сборки этого робота вам понадобятся:

12x Genuine Tower Pro MG90S аналоговый сервопривод 180 градусов (ссылка здесь)

Вы можете дешево купить из Китая многие вещи, но сервоприводы - не одно из них! После тестирования многих различных типов, особенно дешевых поддельных сервоприводов TowerPro, я обнаружил, что дешевые поддельные сервоприводы настолько ненадежны и часто ломаются через день после использования, поэтому я решил, что подлинные сервоприводы TowerPro будут лучшими!

1x плата управления беспроводным сервоприводом Sunfounder (ссылка здесь)

Вы не найдете лучшей макетной платы для беспроводного сервоуправления, чем эта. Эта плата имеет блок преобразователя питания 5 В 3 А и 12 входных контактов сервопривода и контактов для беспроводного модуля приемопередатчика nrf24L01 и Arduino NANO, все в компактном аккуратном корпусе, так что больше не беспокойтесь о беспорядочных кабелях повсюду!

• 1x Arduino NANO (ссылка здесь)
• 1x модуль приемопередатчика NRF24L01 (ссылка здесь) (вам это не нужно, если вы не используете контроллер)
• 2 литий-ионных аккумулятора 18650 3,7 В (ссылка здесь)
• 1x 18650 Держатель батареи (ссылка здесь) (эти батареи дают вам около 30 минут работы, лучшие дадут вам около 2 часов работы)
• 1x зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов (ссылка здесь)

Всю электронику также можно найти на Amazon, если вы не можете позволить себе ждать доставки, но она будет немного дороже.

КОНТРОЛЛЕР:

Чтобы управлять этим роботом вручную, вам понадобится 3D-печатный контроллер Arduino (ссылка здесь)

Робот также может быть полностью автономным, поэтому контроллер не является обязательным.

ПЛАСТИКА:

Детали могут быть напечатаны из PLA, PETG или ABS. !!

Обратите внимание: катушки 500 г более чем достаточно для печати 1 робота !!

3Д ПРИНТЕР:

Минимальная необходимая платформа для сборки: Д150мм x Ш150мм x В100мм

Подойдет любой 3d-принтер. Я лично распечатал детали на Creality Ender 3, недорогом 3D-принтере стоимостью менее 200 $. Распечатки получились идеально.

Шаг 1: 3D-печать деталей

Итак, пришло время для печати … Ага

Я тщательно спроектировал все детали BONES для 3D-печати без каких-либо вспомогательных материалов или плотов, необходимых для печати.

Все части доступны для скачивания на Pinshape (ссылка здесь) и MyMiniFactory (ссылка здесь)

Все детали были напечатаны на Creality Ender 3.

Материал: ПЭТГ

Высота слоя: 0,3 мм

Заполнение: 15%

Диаметр сопла: 0,4 мм

Список запчастей для BONES следующий:

1x КОРПУС ДНО

1x КОРПУС СРЕДНИЙ

1x ПОЗВОНОЧНИК ТЕЛА

6x КВАДРАТНЫЕ ШТИФТЫ ДЛЯ ТЕЛА

1x РАМА ЭЛЕКТРОНИКИ

1x КВАДРАТНЫЙ ПИН ДЛЯ ЭЛЕКТРОНИКИ

1x РЕБРА НИЖНЯЯ

1x РЕБРА НИЖНЯЯ СРЕДНЯЯ

1x РЕБРА ВЕРХНИЙ СРЕДНИЙ

3X RIB TOP

4x МАЛЫЙ ГОЛОС

1x БОЛЬШОЙ ВЕРТЕБР

1x ПЕРЕДНИЙ ЧЕРЕП

1x ЗАДНИЙ ЧЕРЕП

1x квадратная булавка с черепом

1x ПЛЕЧО

1x ARM

1x ПЕРЕДНИЕ

1x ПЛЕЧО (ЗЕРКАЛО)

1x РУЧКА (ЗЕРКАЛО)

1X ПЕРЕДНИЕ (ЗЕРКАЛО)

4x ШТИФТЫ ЦИРКУЛЯРНЫХ РЫЧАГОВ

2x НОГИ

2x Лодыжки

2x НОГА 1

2x НОГА 2

2x КОРПУСА ПОРШНЯ

2x КОРОБКИ ПОРШНЯ (Зеркало)

4x ДЕРЖАТЕЛИ ПОРШНЯ

4x ПОРШНИ

2x БЕДРА

8x ЦИРКУЛЯРНЫЙ ПИН L1

2x ЦИРКУЛЯРНЫЙ КОНТАКТ L2

2x ЦИРКУЛЯРНЫЙ ПИН L3

10x ЦИРКУЛЯРНЫЙ ПИН L4

13x КВАДРАТНЫЙ ЗАЖИМ

22x ЦИРКУЛЯРНЫЙ ЗАЖИМ

Каждую часть можно распечатать как группу, так и по отдельности.

Для групповой печати все, что вам нужно сделать, это распечатать по одному из каждого файла GROUP.stl, кроме файла Group LEG 1.stl и файлов GROUP CIRCULAR PIN.stl, из которых вы должны выбрать один из них, и у вас будет требуется весь комплект деталей.

Выполните следующие действия для печати всех файлов STL.

1. Начните с печати файлов LEG 1.stl по отдельности, так как их сложнее всего распечатать, для них требуется край около 5 мм и высота одного слоя вокруг детали, чтобы избежать деформации, если по какой-то причине край не препятствует деформации распечатайте LEG 1 WITH BRIM.stl файл.
2. Распечатайте ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ЦИРКУЛЯРНЫЙ ПИН 0,5 мм L1, ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ЦИРКУЛЯРНЫЙ ПИН 0,75 мм L1 и ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ЦИРКУЛЯРНЫЙ ПИН 1 мм L1 после распечатки, проверьте контакты в отверстиях LEG 1.stl, которые вы ранее распечатали, и выберите тот, который подходит наиболее плотно, но не плотно, чтобы не было возможности протолкнуть отверстие. Если возможно, используйте диаметр 0,5 мм, так как чем плотнее прилегание, тем быстрее робот будет ходить.
3. Распечатайте файл GROUP SHOULDERS. STL, не забудьте распечатать его с краем 8 мм и высотой 2 слоя, чтобы убедиться, что он печатается правильно.
4. Приступите к печати остальных файлов GROUP. STL.

И вот, примерно через 2 дня после печати у вас должны быть все пластиковые детали BONES.

Шаг 2 выполнен !!!

Шаг 2: установка Arduino

BONES использует программирование на C для своей работы.

Чтобы загружать программы в BONES, мы будем использовать Arduino IDE вместе с несколькими другими библиотеками, которые необходимо установить в Arduino IDE.

Установите Arduino IDE на свой компьютер

Arduino IDE (ссылка здесь)

Чтобы установить библиотеки в Arduino IDE, вы должны сделать следующее со всеми библиотеками, указанными ниже.

• Нажмите на ссылки ниже (это приведет вас на страницу библиотек GitHub)
• Нажмите "Клонировать" или "Скачать".
• Нажмите "Загрузить ZIP" (загрузка должна начаться в вашем браузере)
• Откройте папку загруженной библиотеки
• Разархивируйте папку с загруженной библиотекой
• Скопируйте распакованную папку библиотеки
• Вставьте распакованную папку библиотеки в папку библиотеки Arduino (C: / Documents / Arduino / libraries)

Библиотеки:

Библиотека Varspeedservo (ссылка здесь)

Библиотека РФ24 (ссылка здесь)

Вот и все, вы должны быть готовы к работе. Чтобы убедиться, что вы правильно настроили Arduino IDE, выполните следующие действия.

• Загрузите желаемый код Arduino ниже (Robot Controller.ino или Robot Autonomous.ino)
• Откройте его в Arduino IDE.
• Выберите Инструменты:
• Выберите доску:
• Выберите Arduino Nano
• Выберите Инструменты:
• Выберите процессор:
• Выберите ATmega328p (старый загрузчик)
• Нажмите кнопку Проверить (Отметить) в левом верхнем углу Arduino IDE.

Если все пойдет хорошо, внизу должно появиться сообщение Готово.

Вот и все, что вы завершили Шаг 2 !!!

Шаг 3: программирование BONES

Пришло время загрузить код в мозг BONES - Arduino Nano.

• Подключите Arduino Nano к компьютеру через USB-кабель.
• Нажмите кнопку загрузки (кнопка со стрелкой вправо)

Если все пойдет хорошо, внизу должно появиться сообщение Готово.

На этом шаг 3 закончен.

Шаг 4: Калибровка сервоприводов ног BONES

Итак, пришло время откалибровать и начать сборку сервоприводов Leg с частями BONES …

Все последующие шаги изображены в видеоролике Assembley выше.

Необходимые электронные компоненты:

• 1x Arduino Nano
• 1x трансивер NRF24LO1 (только при использовании BONES с контроллером)
• 1x плата управления беспроводным сервоприводом Sunfounder
• 12x подлинных сервоприводов TowerPro MG90S 180 градусов
• 1x держатель батареи
• 2 литий-ионных аккумулятора 18650 3,7 В

Необходимые пластиковые детали:

• 4x поршня
• 4x поршневые держатели
• 2x поршневые гильзы
• 2x корпуса поршня (зеркало)
• 2x бедра
• 1x нижняя часть корпуса
• 1x средний корпус
• 4x квадратные штифты корпуса
• 4x квадратные зажимы

Необходимые винты и сервоприводы:

• 12 длинных самонарезающихся винтов
• 6 коротких винтов для сервоприводов
• 4x сервопривода с одной рукой
• 2x двойных рычага сервопривода

Инструкции по сборке поршней:

• Поместите все 4 поршня в 4 держателя поршня.
• Наденьте 4 корпуса поршня на держатели поршня, как показано на видео по сборке выше.
• Расположите 4 поршня так, чтобы отверстия для поршней и отверстия в корпусе поршня были выровнены.
• Вставьте 4 сервопривода через 4 отверстия в корпусе поршня.
• Закрепите 4 сервопривода на месте двумя длинными самоконусными винтами на каждый сервопривод к 4 корпусам поршней (не затягивайте слишком сильно).

Инструкции по сборке бедер и тела:

• Вставьте 2 сервопривода в среднюю часть корпуса (убедитесь, что они правильно расположены вокруг кабелей, обращенных наружу)
• Закрепите 2 сервопривода на месте двумя длинными самонастраивающимися винтами на каждый сервопривод к средней части корпуса.
• Вставьте 2 бедра в нижнюю часть тела.
• Совместите нижнюю часть тела со средней частью тела
• Прикрепите нижнюю часть корпуса к средней части корпуса с помощью 6 квадратных штифтов (как показано в видео по сборке).
• Закрепите квадратные штифты корпуса с помощью 6 квадратных зажимов.

Электронные инструкции:

• Подключите трансивер Arduino и NRF24L01 (опционально) к серво-Cotrol Board.
• Подключите провода держателя батареи (красный к положительному, черный к отрицательному) к плате сервоуправления (убедитесь, что соединения выполнены правильно)
• Подключите сервоприводы к разъемам 4, 5, 6, 7, 8 и 9 в любом порядке (убедитесь, что подключения выполнены правильно)
• Вставьте батареи
• Нажмите кнопку платы сервоуправления в нажатое положение.
• Переведите переключатель держателя батареи в положение ВКЛ.
• Доска должна загореться, и сервоприводы должны переместиться в свое исходное положение на 90 градусов.

Инструкции по сборке сервоприводов:

• Как только сервоприводы достигли своего исходного положения на 90 градусов, вставьте одинарные сервомеханизмы в поршни под углом 90 градусов (+ - смещение в несколько градусов - это еще не конец света) ко всем корпусам поршней, как показано на Видео сборки выше.
• Вставьте двойные рычаги сервомеханизма в бедра так, чтобы оба рычага были на одной линии. Как показано в видеоролике Assembley выше
• Закрепите все сервоприводы на сервоприводах с помощью 1 короткого винта на каждый сервопривод.
• Переведите переключатель держателя батареи в положение ВЫКЛ.
• Отсоедините сервоприводы от разъемов 4, 5, 6, 7, 8 и 9.

Вот и все: все сервоприводы ног откалиброваны, а остальная часть робота готова к сборке.

Шаг 5: Сборка ножек BONES

Все последующие шаги изображены в видеоролике Assembley выше.

Пластиковые детали, необходимые для левой ноги:

• 1x левая нога
• 1x лодыжка
• 1x ножка 1
• 1x Нога 2
• 2x поршни в сборе
• 4x круглых штифта L1
• 1x круглые штифты L2
• 1x круглые штифты L3
• 3x круглых штифта L4
• 9x круглых зажимов

Инструкции по сборке левой ноги:

1. Проденьте 4 круглых штифта L1 через отверстия для лодыжек (как показано на видео о сборке).
2. Поместите один из собранных поршней в прорезь левой ножки и выберите собранный поршень, который заставляет сервокабели смотреть назад (как показано на видео о сборке).
3. Поместите лодыжку в прорезь левой ступни и прорезь собранного поршня.
4. Проденьте 1 круговой штифт L2 через сустав голеностопного сустава и стопы.
5. Проденьте 1 круговой штифт L3 через голеностопный сустав и поршневой шарнир в сборе.
6. Проденьте 1 круговой штифт L4 через лапку и поршневой шарнир в сборе.
7. Поместите ногу 1 на место на лодыжке и круговых штифтах L1.
8. Поместите ногу 2 на место на лодыжке и круговых штифтах L1.
9. Поместите один из собранных поршней между опорой 1 и опорой 2, выберите тот, который заставляет сервокабель смотреть наружу (как показано в сборочном видео).
10. Проденьте 1 круговой штифт L4 через опору 1 и поршень в сборе.
11. Проденьте 1 круговой штифт L4 через опору 2 и поршень в сборе.
12. Закрепите все круглые штифты круглыми зажимами.

Пластиковые детали, необходимые для правой ноги:

• 1x правая нога
• 1x лодыжка
• 1x ножка 1
• 1x Нога 2
• 2x поршни в сборе (зеркало)
• 4x круглых штифта L1
• 1x круглые штифты L2
• 1x круглые штифты L3
• 3x круглых штифта L4
• 9x круглых зажимов

Инструкции по сборке правой ноги:

Следуйте инструкциям по сборке левой ноги.

Шаг 6: Сборка рук BONES

Все следующие шаги изображены в видео сборки выше.

Необходимые электронные компоненты:

4x оригинальные сервоприводы TowerPro MG90S 180 градусов

Необходимые винты:

4x длинных самонастраивающихся винта

Пластиковые детали, необходимые для левой руки:

• 1x рука
• 1x предплечье
• 2x круглые штифты

Инструкции по сборке левой руки:

1. Вставьте штифт Circular Arm в отверстие в предплечье.
2. Вставьте штифт круглого рычага в отверстие в рычаге.
3. Вставьте сервопривод в рычаг, как показано на видео о сборке выше.
4. Закрепите сервопривод на рычаге двумя длинными самонарезающими винтами.
5. Вставьте сервопривод в предплечье.
6. Соедините руку и предплечье вместе, как показано на видео о сборке выше.

Пластиковые детали, необходимые для правой руки:

• 1x рука (зеркало)
• 1x предплечье (зеркало)
• 2x круглые штифты

Инструкции по сборке правой руки:

Действуйте так же, как и при сборке левой руки.

Шаг 7: Сборка нижней части тела BONES

Все следующие шаги изображены в видео сборки выше.

Необходимые электронные компоненты:

2x подлинных сервопривода TowerPro MG90S 180 градусов

Необходимые винты:

4 длинных самонарезающих винта

Необходимые пластиковые детали:

• 1x позвоночник
• 2x маленький вертебре
• 1x ребро дна
• 1x ребро низа посередине
• 1x рамка для электроники
• 1x квадратный штифт для рамки электроники
• 4x Круглый штифт L4
• 4x квадратные зажимы
• 4x круглых зажима
• 1x Собранные бедра
• 2x Собранные ноги

Инструкции по сборке:

1. Поместите собранную левую ногу на бедра собранного тела (убедитесь, что они расположены правильно)
2. Закрепите на месте двумя круглыми штифтами L4.
3. Закрепите на месте с помощью 2 круглых зажимов
4. Повторите шаги 1, 2 и 3 для правой ноги.
5. Пропустите сервокабели через отверстия бедер в корпус и пропустите их между двумя сервоприводами бедер. Как показано на видео о сборке выше
6. Вставьте рамку электроники в нужное место на корпусе (убедитесь, что она установлена правильно)
7. Закрепите на месте квадратным штифтом для электроники и 2 квадратными зажимами.
8. Вставьте позвоночник в тело
9. Закрепите на месте двумя квадратными зажимами
10. Проденьте нижнюю часть ребра по позвоночнику.
11. Проведите маленький позвоночник по позвоночнику.
12. Проведите нижнюю середину ребра по позвоночнику.
13. Проведите маленький позвоночник по позвоночнику.
14. Вставьте левый плечевой сервопривод в корпус электроники.
15. Закрепите двумя длинными самонарезающими винтами
16. Повторите последние 2 шага для сервопривода правого плеча.
17. Пропустите 2 плечевых кабеля сервоприводов через то же отверстие, что и все остальные кабели.
18. Проденьте кабели левого рычага в сборе через левый кабельный канал.
19. Повторите последний шаг для правильных собранных тросов рычагов.

Шаг 8: Подключение электроники

Все последующие шаги изображены в видеоролике Assembley выше.

Необходимые электронные компоненты:

Собранная плата электроники и держатель батареи

Необходимые винты:

2 длинных самонастраивающихся винта

Инструкции по сборке:

1. Прикрепите плату электроники к раме электроники, как показано на видео по сборке выше.
2. Поместите держатель батареи в задний слот робота.

Пришло время поиграть со спагетти !!!

1. Подключите все 12 сервоприводов к соединениям 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 12 главной платы, как показано на рисунке выше (убедитесь, что подключили их правильно).
2. Протяните лишний провисание кабеля к задней части робота.

Шаг 9: сборка верхней части тела BONES

Все следующие шаги изображены в видео сборки выше.

Необходимые пластиковые детали:

• 2x малых позвоночника
• 1x большой позвоночник
• 1x ребро сверху посередине
• 3x ребро сверху
• 1x передний череп
• 1x задний череп
• 1x квадратный штифт для черепа
• 3x квадратных зажима

Инструкции по сборке:

1. Проденьте верхнюю часть ребра посередине по позвоночнику.
2. Проведите маленький позвоночник по позвоночнику
3. Наденьте ребро на позвоночник.
4. Проведите маленький позвоночник по позвоночнику
5. Наденьте ребро на позвоночник.
6. Проведите большой позвоночник по позвоночнику
7. Наденьте ребро на позвоночник.
8. Соедините передний и задний череп вместе квадратной булавкой для черепа.
9. Соедините раму черепа и электроники вместе с квадратной булавкой в виде черепа.
10. Закрепите ребра на позвоночнике с помощью 2 квадратных зажимов.
11. Закрепите квадратным зажимом Skull

Шаг 10: Калибровка рук BONES

Все следующие шаги изображены в видео сборки выше.

Требуются сервоприводы и винты:

• 6 коротких винтов для сервоприводов
• 4x сервопривода с одной рукой
• 2x двойных рычага сервопривода

Необходимые пластиковые детали:

• 1x плечо
• 1x плечо (зеркало)

Инструкции по сборке левой руки:

1. Включите робота
2. Подождите, пока сервоприводы вернутся в исходное положение.
3. Выключите робота
4. Установите левое плечо в положение 0 градусов.
5. Закрепите левое плечо с помощью двойного рожка и короткого винта.
6. Закрепите руку на плече в положении 0 градусов.
7. Безопасный рычаг с одинарным рогом и коротким винтом
8. Поместите предплечье в положение 90 градусов.
9. Закрепите предплечье с помощью одинарного рожка и короткого винта

Инструкции по сборке правой руки:

Действуйте так же, как с инструкциями для левой руки.

Шаг 11: Сборка завершена !

Что ж, теперь, когда мы закончили создание BONES, я надеюсь, что вам понравилось это руководство, и, пожалуйста, дайте мне знать, что вы думаете.

Второй приз в конкурсе на Хеллоуин 2019