Kroczący [Kroczący] Hexapod MANIEK

[xls]

Witajcie,

Chciałbym tu przybliżyć plon mej pracy/zabawy.

Około roku temu zacząłem się interesować robotyką.

Analizowałem możliwości wykonania robota powiedzmy zabawki, który mógł by się poruszać w terenie (szeroko pojętym). W ruch poszły „Google”, fora i strony producentów.

Była kwestia podjęcia decyzji co do rodzaju robota, a muszę przyznać, że roboty typu kroczące bardzo mi się podobają.

Na początek zacząłem analizować proste roboty dostępne jako kity do składania, później mój wzrok padł na podwozie kołowe jako mniej skomplikowane (nawet mam całkiem ciekawe podwozie z samochodu zdalnie stertowanego), aż wreszcie pojawił się On – hexapod 😉

Od tego czasu zapałałem do niego wielką miłością. - rozpocząłem pracę nad analizą poszczególnych elementów składowych robota.

Przy założeniach, że ostatni raz lutownicę trzymałem 20 lat temu, nigdy nie programowałem procesora (choć troszkę programów zwykłych napisałem za młodu) zadanie wydawało się mało realne zwłaszcza w wykonaniu robota tak skomplikowanego.

Przyznam się że wykonując robota bardzo dużo elementów zaczerpnąłem ze strony lynxmotion.com i istniejącego tam forum – dotyczącego Robota Phoenix, oraz z strony robota MSR-H01 firmy Micromagic System.

Tak czy inaczej Maniek powstał. Powstawał powoli ok. pół roku powoli w miarę możliwości czasowych, których jest nie za wiele... Poświęciłem na niego około 300 godzin jak nie więcej, czasem były tygodnie, że nic nie drgnęło, a czasem był tydzień że ... 😉 ummm, ale to między bajki włożyć...

Ograniczenia przy wykonywaniu robota:

- przede wszystkim jedno finansowe - chciałem zrobić robota taniej niż pierwowzory (i udało się), które są koszmarnie drogie,
- mizerna znajomość elektroniki,
- mała znajomość programowania procesorów,
- zero znajomości robotyki.

Dane techniczne robota:

Konstrukcja:

Robot 6 nożny potocznie zwany hexapodem wykonany z pleksi 3mm wycięte wg mojego projektu (wzorowałem się na rozwiązaniach konstrukcyjnych głównie Phoenixa, MSR-H01 oraz innych robotach tego typu z netu).

Dla zapewnienia większej sztywności robota – główna płyta robota, która przenosi wszystkie obciążenia jest podwójna (2x3 mm), a dla zapewnienia ciekawszego wyglądu – nogi zostały wycięte we wzór imitujący włoski pająka.

Użyto 18 serwomechanizmów Tower Pro 5010 do sterowania nogami oraz 1 serwo do sterowania sonarem.

Główna płyta - Serce robota:

Płytka Arduino Mega (strona www: arduino.cc) – rzekł bym super płytka dla laika – wiele wejść i wyjść w zasadzie brak ograniczeń co do programowania oraz bardzo obszerne forum z tysiącami rozwiązań problemów – to była wielka kopalnia informacji. Dla mnie bajka... (przyznam się, że pojęcia typu fuse byte itp., wywołują u mnie lekki dreszczyk 😉 z złym tego słowa znaczeniu).

Programik zaprojektowany do programowania płytki pozwala w bardzo prosty sposób pisać i programować. Do tego gotowe biblioteki pozwalają w kilka chwil ( jak np: w moim przypadku ) oprogramować sobie klawiaturę PS/2 – akurat taką posiadałem zbędną w szafie).

Sterownik serw:

Z uwagi na to, że będę chciał rozbudowywać robota i nie chciałem wprowadzać ograniczeń na płytkę arduino (jest ona sama w stanie obsłużyć do 48 serw) co do częstotliwości wysyłania sygnałów – zastosowałem osobno sterownik serw SD 21.

Do tego dodatkowo:

Wyświetlacz cyfrowy + 3 przyciski - Do tego pozostało zrobić sobie wyświetlacz (dwie cyferki LED) oraz 3 mikrowłączniki do „programowania trybu pracy”.

Płytka z dodatkowymi opornikami (połączenie arduino z sterownikiem serw) oraz Buzzerem.

Buzzer – robot wydaje sygnał dźwiękowy –dla uproszczenia konstrukcji zastosowałem buzzer z generatorem.

Zasilanie:

Obecny etap – zasilacz komputerowy – osobne zasilanie serw i elektroniki

W przyszłości – zasilanie z akumulatorów – osobno serwa, a osobno elektronika – kwestia do analizy, bo pobór prądu przez 19 serw jest duży.

Czucie robota:

Zastosowałem sonar SRF05

Waga:

Konstrukcja z pleksi + zmontowane serwomechanizmy to 1,45 kg.

Z akumulatorami dojdzie prawdopodobnie do ok 2,5 kg.

Wszystko starałem się wykonać jak najestetyczniej, ale wybaczcie mi proszę wygląd mych płytek, bo dopiero co nauczyłem się lutować.

Obecny tryb pracy robota:

– praca na kablu – sterowanie przy pomocy starej numerycznej klawiatury numerycznej PS/2 do notebooka.

Rozwój projektu w przyszłości (kolejność nie koniecznie taka jak poniżej):

- praca autonomiczna – poruszanie się po terenie (płaskim i off-road), omijanie przeszkód przy pomocy sonaru,
- praca demonstracyjna – robot stoi w miejscu, ale reaguje na bodźce (sonar – zbliżenie ręki), wykonywanie ruchów imitujących „żywy organizm” (poruszanie nogami itp.),
- wprowadzenie odwrotnej kinematyki do programu robota ( obecnie pracuje na zaprojektowanych wychyleniach sczytywanych z tablicy w programie),
- zastosowanie na stopach czujnika terenu co pozwoli na poruszanie się w nierównym terenie,
- zastosowanie akumulatorów do zasilania robota,
- inne.... ??? czas i możliwości finansowe pokażą... 😉

Poniżej portret Mańka:

-------------------------

==============

[Nawyk]

Ograniczenia przy wykonywaniu robota:

(...)

- mizerna znajomość elektroniki,
- mała znajomość programowania procesorów,
- zero znajomości robotyki.

Mam tylko nadzieję, że nie zniechęci to ludzi do nauki podstaw przed rozpoczęciem praktycznych działań 😉

Solidny, estetyczny hexapod; dodatkowo powstały przy wspomnianych wyżej ograniczeniach...Czapka z głowy i moje gratulacje 🙂

- zastosowanie na stopach czujnika terenu co pozwoli na poruszanie się w nierównym terenie,

Mógł byś rozwinąć to określenie ("czujnik terenu")? Bo zgłupiałem...co właściwie masz na myśli?

[xls]

Ograniczenia przy wykonywaniu robota:

(...)

- mizerna znajomość elektroniki,
- mała znajomość programowania procesorów,
- zero znajomości robotyki.

Mam tylko nadzieję, że nie zniechęci to ludzi do nauki podstaw przed rozpoczęciem praktycznych działań 😉

Solidny, estetyczny hexapod; dodatkowo powstały przy wspomnianych wyżej ograniczeniach...Czapka z głowy i moje gratulacje 🙂

- zastosowanie na stopach czujnika terenu co pozwoli na poruszanie się w nierównym terenie,

Mógł byś rozwinąć to określenie ("czujnik terenu")? Bo zgłupiałem...co właściwie masz na myśli?

Czujniki terenu rozumiem tu dwutorowo:

- Pierwsza grupa to planuję zamocować na kończynach czujniki pozwalające określić czy stopa osiągnęła już teren czy nie - w wersji tańszej będą to zapewne mikrowyłączniki,

- druga grupa czujników lub tylko jeden czujnik to poprostu czujnik podczerwieni określający odległość korpusu robota od terenu.

Jednak w to zacznę się bawić jak juz przełożę całą "odwróconą kinematykę" do robota, abym mógł przeprowadzać balansowanie robota.

W obecnej wersji oprogramowania jest to niemożliwe bo korzystam z ustawień serw zapisanych w tablicach.

Co do "Ograniczeń" to tylko chciałem pokazać, że troszkę "studiów nad tematem" pozwala osiągnąć całkiem niezłe rezultaty. 😉

[lukpep]

Gratulacje - robi wrazenie 🙂

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[shoter09]

daj jakiś filmik

[paradox91]

Bardzo ładna konstrukcja, jednak czy mógłby wstawi więcej zdjęc lub filmik.

Jeszcze raz gratulacje.

[Mihau]

Fajnie by sobie takiego przyjaciela na biurku postawić 😃

Bardzo fajny robocik, ale nie upodabniaj go już bardziej do pająka, ok 😉?

[Brosper]

Świetna konstrukcja. Ale czy aby na pewno to twój pierwszy robot? Jak tak to masz do tego wielki talent. Czekam na filmik.

[mog123]

Ale czy aby na pewno to twój pierwszy robot? Jak tak to masz do tego wielki talent.

Nie powiedziałbym, wystarczy raczej chęć i portfel.

Gratuluje dobrze wykonanej mechaniki i chęci jak na pierwszy projekt, zaprezentujesz jakiś filmik? Z samego wyglądu dużo nie wywnioskujemy 😋

Poza tym nie wiem jak zaimplementujesz kinematyke znajac ograniczenia atmegi ktora siedzi w arduino, nie mniej zycze powodzenia 😉

[sobal44]

czym wycinałeś tą plexe??

[xls]

Witajcie,

Filmiki będą jak już doszlifuję kroki to poziomu pozwalającego pokazać coś sensownego (myślę tu o drobnym demo typu kroczek w lewo kroczek w prawo jakiś piruecik 😉 ) na razie muszę je jeszcze wygładzić, nie lubię pokazywać czegoś z czego nie jestem zadowolony. No i czasu ciągle mało bo dzielę go jeszcze między 2 inne osoby (córa i żona) 🙂

Tak, to jest mój pierwszy robot 😉

Przyznam, że jak na pierwszą konstrukcję jest dość skomplikowany (choć z drugiej strony schemat robota jest banalny – postaram się go załączyć w najbliższym czasie). Dlatego też zajęło mi skonstruowanie jego pół roku. Drugie pół studiowałem "robotykę". Pewnie, gdybym miał więcej czasu to było by to szybciej.

Dla uproszczenia kwestii elektroniki jak i programowania skorzystałem z gotowych płytek (Arduino Mega + sterownik serw SD21). Dla nie wtajemniczonych Arduino, bo bardzo dobre rozwiązanie jak na początek zabawy z robotyką i nie tylko – „fusy” i inne podobne głębokie wchodzenie w temat Atmegi można odłożyć na czas późniejszy.

Poszedłem w kierunku droższej płytki Arduino Mega, bo ma więcej wyjść programowalnych (co znacznie upraszcza konstrukcję robota – nie trzeba po jednej linii puszczać sygnałów do kilku elementów, co wymaga znajomości elektroniki bo trzeba sobie zrobić dodatkowe płytki) oraz mam więcej pamięci co z kolei jest o tyle ważne, że nie muszę zbytnio zajmować dopracowywaniem i skracaniem programu (wszak programowanie nie jest moją mocną stroną) , aby się zmieścić w 8 czy 16 kb. No i pozostawiam sobie duży zapas możliwości rozbudowy robota.

Powiem tylko tyle:

Chęci, chęci i jeszcze raz chęci + czas i jeszcze raz czas na studia forów + muszę przyznać portfel też się przyda, bo koszty robota na chwilę obecną szacuję na ok. 1000 - 1200 zł. Niestety płytki + serwa (19 szt.) troszkę kosztują. Nie licząc spalonych 3 spalonych serw i innych podobnych przypadków 😉

Niemniej jednak w porównaniu do kosztów oryginalnego Phoenixa ( ok 1000 USD) czy MSR H01 ( też 1000 lecz funtach brytyjskich) to jestem bardzo zadowolony z kosztów.

Co do kwestii wycinania z pleksi to wykonano mi to w zakładzie, który się tym zajmuje- kosztowało to 100 zł, ale efekt jest 100 razy lepszy niż bym to ręcznie wycinał. Oczywiście wpierw trzeba było sobie zaprojektować wszystko w Corelu. Później były modele kartonowe drukowane w domu, by spasować wszystkie elementy i nie płacić 2 x za pomyłki, a na końcu zlecenie wycięcia w pleksi.

W kwestii implementacji odwróconej kinematyki wiem, że są ograniczenia i spodziewam się, że nie pójdzie to tak prosto. Będę się starał uprościć wzory do minimum. Obecnie korzystam z tablic już określonych kroków (obliczanych zewnętrznie w Excelu) i na razie działa.

Mam już częściowo przetłumaczony ( z Basic do C) już program z robota PHOENIX gdzie odwrócona kinematyka jest obliczana na bieżąco. "Za cienki jestem w barach" by się porywać na osobiste pisanie odwróconej kinematyki przynajmniej jak na razie. 🙂 Zobaczymy jaki szybka w obliczeniach będzie Atmega - co tam 😉 najwyżej będę czekał "minutę" na wykonanie jednego kroku hi hi hi hi – ja mam czas... 🙂

Podsumowując Panowie jak to mawiają na chcącego nic trudnego. Zapraszam do budowy bardziej skomplikowanych "zabawek".

A dlaczego zabrałem się od razu za taki projekt ? - Bo chciałem mieć takiego robota. Czas tu nie grał roli (jeśli by powstał za okolejne pół roku też było by dobrze, wszak to jedynie hobby i nikt mnie nie pogania), a jak sobie policzyłem koszty budowania kolejnych robotów coraz bardziej skomplikowanych, aż dojdę to takiego to się okazało, że za dużo to czasu pochłonie, no i więcej mnie będzie kosztowało niż przysłowiowe 3 spalone serwa + zbędne części elektroniczne. Oczywiście istniało ryzyko, że kiedyś wyrzucę przez okno wszystko jak mi coś po raz 10 nie zadziała, ale ja wierzę w siebie 😉 i się udało he he he 😉

[mog123]

Nie licząc spalonych 3 spalonych serw

Potrzebowałbym elektronikę od jednego sg-5010 i dwie obudowy, (chociazby górne nakrycia) - da sie zrobic?😋

[xls]

Nie licząc spalonych 3 spalonych serw

Potrzebowałbym elektronikę od jednego sg-5010 i dwie obudowy, (chociazby górne nakrycia) - da sie zrobic?😋

Muszę przyznać że elektronika raczej poszła z dymem - bo tam gdzie jest płytka 3 x zobaczyłem błękitny dymek. więc raczej się nie przyda.

Co do obudów to raczej na razie nie chciałbym się nimi dzielić bo mam zamiar je jeszcze wykorzystać. Jak znajdę chwilę czasu i zbadam co się po "paleniu serw" ostało.

Tak więc sorry...

[Brosper]

Potrzebowałbym elektronikę od jednego sg-5010 i dwie obudowy, (chociazby górne nakrycia) - da sie zrobic?😋

Z

Ja posiadam elektronikę z tego serwa jeśli byłbyś chętny to pisz na priv

[epsilon]

a jak jest z przyczepnością? pleksa się nie ślizga po gładkich powierzchniach?