एक सर्वो-आधारित 4-पैर वाला वॉकर: 12 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

अपना खुद का (अनावश्यक तकनीक) सर्वोमोटर-चालित 4-लेग वॉकर रोबोट बनाएं! सबसे पहले, एक चेतावनी: यह बॉट मूल रूप से क्लासिक बीईएएम 4-पैर वाले वॉकर का एक माइक्रोकंट्रोलर-ब्रेन संस्करण है। यदि आप माइक्रोकंट्रोलर प्रोग्रामिंग के लिए पहले से तैयार नहीं हैं और केवल वॉकर बनाना चाहते हैं, तो आपके लिए BEAM 4-लेगर बनाना आसान हो सकता है। दूसरी ओर, यदि आप माइक्रोप्रोसेसर प्रोग्रामिंग के साथ शुरुआत कर रहे हैं और आपके पास कुछ सर्वो हैं चारों ओर लात मार रहा है, यह आपकी आदर्श परियोजना है! आपको उधम मचाते एनालॉग BEAM माइक्रोकोर ट्विकिंग के बारे में चिंता किए बिना वॉकर यांत्रिकी के साथ खेलने को मिलता है। तो हालांकि यह वास्तव में एक बीईएएम बॉट नहीं है, निम्नलिखित दो वेबपृष्ठ किसी भी 4-पैर वाले वॉकर के लिए महान संसाधन हैं: ब्रैम वैन ज़ोएलेन के 4-पैर वाले वॉकर ट्यूटोरियल में यांत्रिकी और सिद्धांत का एक अच्छा अवलोकन है। वेबसाइट.चिउ-युआन फेंग की वॉकर साइट भी बीम सामग्री और कुछ अधिक उन्नत वॉकर डिजाइनों के लिए बहुत अच्छी है। पढ़ना हो गया? भवन प्राप्त करने के लिए तैयार हैं?

चरण 1: भागों को इकट्ठा करें, मापें, थोड़ी योजना बनाएं

4-पैर वाला सर्वोवॉकर बनाना बहुत सरल है, भागों के अनुसार। मूल रूप से, आपको दो मोटर, पैर, एक बैटरी, मोटरों को आगे-पीछे करने के लिए कुछ और उन सभी को पकड़ने के लिए एक फ्रेम की आवश्यकता होती है। भागों की सूची: 2x टॉवर शौक TS-53 Servos20 भारी तांबे के तार में: सामने के पैरों के लिए 12in, 8in पीछे के लिए। मेरे पास 10-गेज था। 12-गेज काम करना चाहिए, लेकिन मैं अनुमान लगा रहा हूं। बैटरी एक 3.6v NiMH है जो सस्ते में ऑनलाइन बिक रही थी। माइक्रोकंट्रोलर मस्तिष्क एक एवीआर एटीएमेगा 8 है। फ्रेम सिंट्रा है, जो हेला कूल है। यह एक प्लास्टिक फोमबोर्ड है जो उबलते पानी में गर्म करने पर झुक जाता है। आप इसे काट सकते हैं, इसे ड्रिल कर सकते हैं, इसे मैट-चाकू कर सकते हैं, और फिर इसे आकार में मोड़ सकते हैं। मुझे सोलरबोटिक्स में मेरा मिला। अन्य भागों: सर्किट के लिए ड्रिल्ड प्रोजेक्ट बोर्ड सर्वो और बैटरी कनेक्शन के लिए स्नैप-ऑफ हेडर (पुरुष और महिला)एटीएमेगा के लिए 28-पिन सॉकेटसुपर-डुपर ग्लूसोल्डरिंग आयरन और सोल्डर, वायरमोटर्स को पकड़ने के लिए कुछ छोटे बोल्ट onDrillMatte चाकूयहाँ, आप मुझे भागों को मापते हुए, फ्रेम के लिए एक स्केच बनाते हुए, और फिर एक पेपर टेम्पलेट बनाने के लिए एक रूलर को पकड़ते हुए देखते हैं। मैंने एक पेन से चिह्नित करने के लिए एक गाइड के रूप में टेम्पलेट का उपयोग किया जहां मैं सिंट्रा में छेद ड्रिल करूंगा।

चरण 2: फ्रेम बनाएं, मोटर्स फिट करें

पहले मैंने दो मोटर कटआउट के कोनों पर छेद ड्रिल किया, फिर एक शासक के किनारे के साथ एक मैट चाकू के साथ छेद से छेद तक स्कोर किया। सिंट्रा से गुजरने में चाकू से 20 पास लगते हैं। मैं आलसी हो गया और लगभग 1/2 रास्ता काटने के बाद उसे काट दिया।

छेदों को काटने के बाद, मैंने मोटरों का परीक्षण-फिट सिर्फ यह देखने के लिए किया कि यह कैसे काम करता है। (थोड़ा बहुत चौड़ा है, लेकिन मुझे लंबाई ठीक मिली है।)

चरण 3: बेंड फ्रेम, अटैच मोटर्स।

दुर्भाग्य से, मेरे पास इतने हाथ नहीं थे कि मैं सिंट्रा को झुकाते हुए अपनी तस्वीर खींच सकूं, लेकिन यहां बताया गया है कि यह कैसे नीचे चला गया:

१) चूल्हे पर पानी का उबला हुआ छोटा बर्तन २) सिंट्रा को लकड़ी के चम्मच से एक या दो मिनट के लिए पानी के नीचे रखा (सिंट्रा तैरता है) ३) इसे बाहर निकाला, और गर्म मिट्टियों और कुछ सपाट के साथ, इसे समकोण पर तब तक झुकाए रखें जब तक कि यह न हो जाए ठंडा। क्लासिक "मिलर" वॉकर डिज़ाइन के लिए, आप सामने के पैरों पर लगभग 30-डिग्री कोण चाहते हैं। स्क्रू-होल को ड्रिल किया और मोटरों को बोल्ट किया।

चरण 4: पैरों को स्टार के आकार के सर्वो मोटर हॉर्न से जोड़ें

मैंने क्रमशः आगे और पीछे के पैरों को बनाने के लिए टिननिप के साथ मोटे तांबे के तार का एक 12 "और 8" खंड काटा। फिर मैंने उन्हें सर्वो हॉर्न से जोड़ने के लिए एक कोण पर झुका दिया।

एक क्लासिक बीईएएम चाल जब आपको चीजों को संलग्न करने की आवश्यकता होती है तो उन्हें हुकअप वायर वायर से बांधना होता है। इस मामले में, मैंने कुछ हुकअप तार छीन लिए, इसे सींगों के माध्यम से और पैरों के चारों ओर चलाया, और इसे बहुत मोड़ दिया। कुछ लोग इस बिंदु पर तार को ठोस रूप से मिलाते हैं। मेरा अभी भी बिना कसकर पकड़े हुए है। बेझिझक अतिरिक्त काट लें और मुड़े हुए हिस्सों को नीचे झुकाएं।

चरण 5: पैरों को शरीर से जोड़ें, उन्हें ठीक से मोड़ें

मोटरों पर वापस सर्वो सितारों (पैरों के साथ) को पेंच करें, फिर झुकें।

समरूपता यहाँ महत्वपूर्ण है। पक्षों को समान रखने के लिए एक समय में केवल एक ही दिशा में झुकना है, ताकि यदि आप एक तरफ या दूसरी तरफ बहुत अधिक कर रहे हैं तो इसे आंख मारना आसान है। उस ने कहा, मैं अब कई बार झुक चुका हूं और फिर से झुक चुका हूं, और यदि आप एक बार कई बार ट्विक करने के बाद बाद में ट्रैक से बहुत दूर हो जाते हैं तो आप सीधे फिर से शुरू कर सकते हैं। कॉपर उस तरह से बहुत अच्छा है। उन वेबपेजों पर एक नज़र डालें जिन्हें मैंने यहां और सुझावों के लिए सूचीबद्ध किया है, या बस इसे विंग करें। मुझे नहीं लगता कि यह वास्तव में इतना महत्वपूर्ण है, कम से कम इसे चलने के मामले में। आप इसे बाद में ट्यून करेंगे। गुरुत्वाकर्षण के केंद्र को बीच में पर्याप्त रूप से प्राप्त करना एकमात्र महत्वपूर्ण बिट है ताकि यह सही चल सके। आदर्श रूप से, जब एक सामने वाला पैर हवा में होता है, तो पीछे की टांगों को मोड़ने से बॉट आगे की ओर ऊँचे/आगे वाले सामने वाले पैर पर टिका होता है, जो तब चलने का काम करेगा। आप देखेंगे कि आने वाले एक या दो वीडियो में मेरा क्या मतलब है।

चरण 6: दिमाग

ब्रेनबोर्ड बहुत सरल है, इसलिए आपको मेरे स्केच सर्किट आरेख को क्षमा करना होगा। क्योंकि यह सर्वो का उपयोग करता है, जटिल मोटर चालकों या आपके पास क्या है की कोई आवश्यकता नहीं है। मोटरों को चलाने के लिए बस +3.6 वोल्ट और जमीन (बैटरी से सीधे) को हुक करें, और उन्हें माइक्रोकंट्रोलर से पल्स-चौड़ाई वाले संग्राहक सिग्नल के साथ हिट करें ताकि उन्हें यह बताया जा सके कि उन्हें कहां जाना है। (विकिपीडिया सर्वो पृष्ठ देखें यदि आप सर्वोमोटर्स का उपयोग करने के लिए नए हैं।) मैंने ड्रिल किए गए रिक्त पीसीबी सामान का एक टुकड़ा, और उस पर सुपर-चिपके हेडर काटा। सर्वो के लिए दो 3-पिन हेडर, बैटरी के लिए एक 2-पिन हेडर, मेरे एवीआर प्रोग्रामर के लिए एक 5-पिन हेडर (जो मुझे किसी दिन के लिए एक निर्देश योग्य बनाना चाहिए), और ATMega 8 चिप के लिए 28-पिन सॉकेट। एक बार जब सभी सॉकेट और हेडर चिपके हुए थे, तो मैंने उन्हें मिला दिया। अधिकांश वायरिंग बोर्ड के नीचे की तरफ होती है। यह वास्तव में सिर्फ कुछ तार हैं।

चरण 7: चिप को प्रोग्राम करें

प्रोग्रामिंग को उतने ही परिष्कृत सेटअप के साथ किया जा सकता है जितना आपके पास है। मैं, यह सिर्फ (चित्रित) यहूदी-प्रोग्रामर है - समानांतर पोर्ट प्लग में बस कुछ तार मिलाए गए हैं। यह निर्देशयोग्य प्रोग्रामर और सॉफ़्टवेयर का विवरण देता है जिसे आपको इसे चलाने के लिए आवश्यक है। नहीं! नहीं! इस प्रोग्रामिंग केबल का उपयोग किसी भी ऐसे उपकरण के साथ न करें जो 5v से ऊपर के वोल्टेज के करीब भी हो। वोल्टेज केबल को चला सकता है और आपके कंप्यूटर के समानांतर पोर्ट को फ्राई कर सकता है, जिससे आपका कंप्यूटर खराब हो सकता है। अधिक सुरुचिपूर्ण डिजाइनों में सीमित प्रतिरोधक और/या डायोड होते हैं। इस परियोजना के लिए, यहूदी बस्ती ठीक है। यह केवल 3.6v बैटरी ऑनबोर्ड है। लेकिन सावधान रहें। मैं जिस कोड का उपयोग कर रहा हूं वह यहां संलग्न है। अधिकतर, यह केवल दो मोटरों को आगे और पीछे स्विंग करने के लिए अधिक है, लेकिन मुझे मजा आ रहा था। इसका सार यह है कि सर्वो को हर 20ms या तो दालों की आवश्यकता होती है। नाड़ी की लंबाई सर्वो को बताती है कि पैरों को कहाँ मोड़ना है। 1.5ms केंद्र के आसपास है, और सीमा लगभग 1ms से 2ms तक है। कोड सिग्नल पल्स और 20ms देरी दोनों के लिए बिल्ट-इन 16-बिट पल्स जनरेटर का उपयोग करता है, और स्टॉक गति पर माइक्रोसेकंड रिज़ॉल्यूशन देता है। सर्वो का संकल्प कहीं 5-10 माइक्रोसेकंड के करीब है, इसलिए 16-बिट्स काफी हैं। क्या एक माइक्रोकंट्रोलर-प्रोग्रामिंग इंस्ट्रक्शनल होने की आवश्यकता है? मुझे उस पर जाना होगा। टिप्पणियों में क्या है मुझे जानने दें।

चरण 8: बच्चे का पहला कदम

मैंने आगे के पैरों को किसी भी तरह से लगभग 40 डिग्री और पिछले पैरों को लगभग 20 डिग्री पर झूलते हुए पाया। नीचे से चाल के उदाहरण के लिए पहला वीडियो देखें।

(जब मैं रीसेट बटन दबाता हूं तो अच्छी जोड़ी-सेकंड की देरी पर ध्यान दें। इसे फिर से प्रोग्रामिंग करते समय बहुत आसान है कि यह कुछ सेकंड के लिए बिजली के साथ स्थिर हो। इसके अलावा, जब आप काम कर रहे हों तो पैरों को केंद्र में रखना सुविधाजनक है। खेल रहे हैं और आप बस इसे खड़ा करना चाहते हैं।) यह पहली कोशिश में चला! दूसरा वीडियो देखें। वीडियो में देखें कि सामने वाला पैर किस तरह से ऊपर उठता है, फिर पीछे के पैर मुड़ते हैं ताकि वह आगे के पैर पर गिरे। वह चल रहा है! अपने गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के साथ खेलें और पैर तब तक झुकें जब तक आपको वह गति न मिल जाए। मैंने देखा कि यह एक तरफ बहुत मुड़ रहा था, भले ही मुझे पूरा यकीन था कि मैं मोटरों को यंत्रवत् और कोड में केंद्रित करूंगा। एक पैर में तेज धार के कारण निकला। इसलिए मैंने रोबो-बूटियां बनाईं। वहाँ कुछ भी नहीं गर्मी हटना टयूबिंग नहीं कर सकता है?!

चरण 9: ट्वीकिंग

तो ठीक चलता है। मैं अभी भी चाल और पैरों के आकार और समय के साथ खेल रहा हूं यह देखने के लिए कि मैं इसे कितनी तेजी से एक सीधी रेखा में चला सकता हूं और मैं इसे कितना ऊंचा चढ़ सकता हूं।

चढ़ाई के लिए, सामने का पैर पैरों के ठीक पहले झुकना महत्वपूर्ण है - यह किनारों पर पकड़े जाने से बचाने में मदद करता है। इसके बजाय, पैर "घुटने" के नीचे हिट होने पर बाधा पर चढ़ जाता है। मैंने पैरों को फ्रेम के समान 30-डिग्री के कोण पर हिट करने की कोशिश की। तो यह कितना ऊंचा चढ़ सकता है?

चरण 10: तो यह कितना ऊंचा चढ़ सकता है?

अभी लगभग 1 इंच, जो मेरे द्वारा बनाए गए सबसे साधारण पहियों वाले रोबोटों को मात देता है, इसलिए मैं शिकायत नहीं कर रहा हूं। इसे क्रिया में देखने के लिए वीडियो देखें। यह कभी सीधे सीधे छलांग नहीं लगाता है। यह एक जोड़े को दोनों सामने के पैरों को ऊपर और ऊपर उठाने की कोशिश करेगा। ईमानदारी से, यह किसी भी चीज़ से अधिक कर्षण समस्या की तरह दिखता है। या लंबे फ्रंट लेग स्विंग के लिए गुरुत्वाकर्षण का केंद्र थोड़ा ऊंचा हो सकता है। आप इसे लगभग खोते हुए देख सकते हैं क्योंकि सामने वाला पैर शरीर को हवा में ऊपर धकेलता है। आने वाली चीजों का एक संकेत …

चरण 11: तो यह क्या नहीं चढ़ सकता?

अब तक, मैं इसे मास्टर द आर्ट ऑफ़ फ्रेंच कुकिंग (वॉल्यूम 2) में मज़बूती से प्राप्त करने में असमर्थ रहा हूँ। ऐसा लगता है कि 1 1/2 इंच वर्तमान सीमा है कि यह कितना ऊंचा जा सकता है। शायद फ्रंट लेग रोटेशन को कम करने से मदद मिलेगी? शायद शरीर को जमीन पर थोड़ा सा नीचे करें? वह वीडियो देखें। हार की पीड़ा के साक्षी। धिक्कार है जूलिया चाइल्ड!