Kroczący Hexapod z manipulatorem i kamerą

[Cikler]

Witam!

Chciałbym zaprezentować projekt rozbudowanego robota kroczącego. Poza samą podstawą kroczącą na sześciu nogach o 3 stopniach swobody każda, w przedniej części korpusu zainstalowałem manipulator o 5 stopniach swobody z chwytakiem na końcu. Dodatkowo przed chwytakiem (przed 5 stopniem swobody) zamontowana została kamera bezprzewodowa również sterowana (2 stopnie - pion i poziom).

Materiał:

Większość konstrukcji wykonałem z aluminium (2, 3, 5, 8 mm) jedynie chwytak powstał z plexi (powstaje nowa wersja z alu:) ). Poszczególne elementy są skręcane lub sklejane, w zależności od potrzeb.

Napędy:

Do napędu poszczególnych stopni wykorzystałem serwonapędy modelarskie, w większości jest to Hitec, analogowe i cyfrowe, różne modele, od micro do całkiem sporych, jest nawet jeden HSR.

Oczujnikowanie:

Jak każdy porządny robot, ten również ma kilka czujników (i jeszcze więcej w planach ). Obecnie na stałe jest zainstalowany czujnik przyspieszenia (2 axis) kontrolujący pochylenie korpusu (funkcja auto-poziomowania), były również (w trakcie zmian) zainstalowane dwa Sharpy IR (jeden patrzący "przed robota", drugi "przed chwytak"), docelowo czekają jeszcze dwa czujniki ultradźwiękowe badające przestrzeń po bokach robota. Najnowsza zdobycz w czasie testów - 8 czujników siły, 2 do szczęk chwytaka i 6 pod stopy (adaptacja do podłoża). Do czujników można również zaliczyć wspomnianą kamerę bezprzewodową z mikrofonem. Cały moduł kamery jest tak zaprojektowany, żeby można było kontrolować przestrzeń przed chwytakiem, przed robotem, dookoła robota, również pod korpusem, a także przy odpowiednim ustawieniu ramienia wyjrzeć zza przeszkody, zza ściany, w mały otwór. Przy kamerze zainstalowane zostały 4 białe diody led pozwalające na pracę w nocy.

Zasilanie:

Do zasilania robocika wykorzystałem pakiet LiPo o pojemności ok. 3500 mAh. Dodatkowo do zasilania kamery i oświetlenia potrzebna jest bateria 9V. Wystarcza to na ok. 1h ciągłej pracy robota. Zasilanie kamery i oświetlenie można zdalnie włączać/wyłączać w celu oszczędzenia energii, dotyczy to również samego ramienia jak i całego robota.

Sterowanie:

Do sterowania wykorzystałem bezprzewodowy Pad do PS2. W Programie jest zaimplementowana kinematyka odwrotna, w "nogach" działa bez zarzutu, z ramieniem dochodzę do ładu. Wszystkie możliwe funkcje są dostępne z poziomu pada, więc sprawna obsługa wymaga chwili zabawy.

Troszkę zdjęć:

A oto braciszek Hexapoda bez ramienia, z modułem kamery w miejscu ramienia:

Więcej informacji, zdjęć, filmów, danych itd. itp. na maila, postaram się również uzupełniać ten wątek:) Troszkę informacji również na www.easyrobot.pl . Osoby zainteresowane zakupem takiego lub podobnego robota zapraszam do sklepu www.sklep.easyrobot.pl .

Pozdrawiam wszystkich fanów i pasjonatów dużych i małych robotów!

Piotrek

[l3wy]

Prezentuje się bardzo ciekawie. Mógłbyś dodać jakiś filmik, chciałbym zobaczyć jak on sobie żyje:)

A i popraw linki, są błędne (kropka na końcu)

Duże piwo dla Ciebie:)

[TurlacZ]

Gratuluje świetnego robota.Czekam na filmik i życzę kolejnych takich konstrukcji

I oczywiście piwo :->

[stanley]

W jaki sposób sterowałeś tyloma serwami ?

[soban]

B.ciekawa konstrukcja patrząc kątem oka.

Czy te "nogi" z aluminium nie są za cienkie? Na zdjęciu widać że przy nierównej nawierzchni jedna z nich się przechyla (ciekawe jak z resztą). Może to wina plastiku z serwa do której została przykręcona ta noga?

Pierwsze serwo pod kątem prostym

Przechylenie drugiego serwa przed "nogą"

Widoczne przechylenie całości

PS: Filmik b.mile widziany : )

[KD93]

Dodatkowo do zasilania kamery i oświetlenia potrzebna jest bateria 9V.

Ja kamerkę 9V podłączyłem bezpośrednio pod pakiet li-po, przy 7V zasilania działa dobrze, poniżej tej wartości nie wiem bo mi się robot resetuje Kawał świetnej roboty, gratulacje. Jaki jest algorytm chodu?

[xls]

Gratulacje następny kroczący na forum

[Cikler]

B.ciekawa konstrukcja patrząc kątem oka.

Czy te "nogi" z aluminium nie są za cienkie? Na zdjęciu widać że przy nierównej nawierzchni jedna z nich się przechyla (ciekawe jak z resztą). Może to wina plastiku z serwa do której została przykręcona ta noga?

Na pewno przydały by się metalowe orczyki serw, plastikowe są miękkie i już powyrabiane, a dodatkowo śruby mocujące orczyk do osi serwa mają tendencję do luzowania się od drgań przy dłuższym chodzeniu - może Locktite by się przydał. Samo aluminium ma nawet spory zapas (cała konstrukcja była liczona w Ansysie). Poza tym same serwa już trochę przeżyły (na korpus można dorzucić jeszcze 2 kg obciążenia - testowane). Ale spostrzeżenie słuszne. Dziękuję za piwka:)

[ Dodano: 27-01-2011, 22:33 ]

Ja kamerkę 9V podłączyłem bezpośrednio pod pakiet li-po, przy 7V zasilania działa dobrze

W moim przypadku zastosowałem pakiet LiPo 11,1 V więc odpada . Nie pojawiają się u Ciebie problemy z zakłóceniami od pracy serw?

[kfh13]

Na pewno przydały by się metalowe orczyki serw, plastikowe są miękkie i już powyrabiane, a dodatkowo śruby mocujące orczyk do osi serwa mają tendencję do luzowania się od drgań przy dłuższym chodzeniu - może Locktite by się przydał. Samo aluminium ma nawet spory zapas (cała konstrukcja była liczona w Ansysie). Poza tym same serwa już trochę przeżyły (na korpus można dorzucić jeszcze 2 kg obciążenia - testowane). Ale spostrzeżenie słuszne. Dziękuję za piwka:)

Z realizacji podobnego projektu mogę powiedzieć, że jedynie serwa specjalnie przeznaczone do robotyki spełniają swoje zadanie (bardzo drogie). Innym rozwiązaniem było stosowanie serw dwuosiowych a nogi były łączone. Niestety serwa dwuosiowe są bardzo słabe.

Nie miałeś problemu z drżeniem serw bez obciążenia ? My zastosowaliśmy gumki/sprężyny, które dodatkowo odciążały serwa w najbardziej krytycznych momentach.

Jakie zostały przyjęte wymagania do analizy wytrzymałościowej ?

Robiłeś może jakąś analizę dynamiczną ? Czy wartości sił pochodzą z analizy statycznej ?

Ile wyniosły koszta cięcia aż czterech różnych blach ? Jakie to blachy (gatunek) ?

Jaka jest maksymalna prędkość ?

Podziwiam ogrom prac włożonych w ten projekt.

[KD93]

KD93 napisał/a:

Ja kamerkę 9V podłączyłem bezpośrednio pod pakiet li-po, przy 7V zasilania działa dobrze

W moim przypadku zastosowałem pakiet LiPo 11,1 V więc odpada . Nie pojawiają się u Ciebie problemy z zakłóceniami od pracy serw?

Nie miałem problemu, bo serwa ciągną z osobnego stabilizatora. Jak masz 11,1 to masz jeszcze lepiej - zamontuj stabilizator 9V, przy takim robocie będzie to naprawdę niewielki układzik, a pozbędziesz się baterii i konieczności wymiany, przy czym to jest tez oszczędność bo bateria swoje kosztuje.

[Cikler]

W jaki sposób sterowałeś tyloma serwami ?

Tego w opisie zabrakło... Do sterowania serwami wykorzystałem SSC-32, a za sam program, wejścia analogowe i cyfrowe oraz obsługę Pada odpowiada Basic Atom Bot Board 2 z zainstalowanym Atomem Pro 28 M. Komunikuje się on z SSC-32 za pomocą rs.

[ Dodano: 29-01-2011, 12:40 ]

Innym rozwiązaniem było stosowanie serw dwuosiowych a nogi były łączone. Niestety serwa dwuosiowe są bardzo słabe.

Co masy na myśli pisząc serwa dwuosiowe? Np. Hitec HSR 5498? Osobiście polecam Hitec Hs-645 MG - najlepsza proporcja jakości i możliwości do ceny

Nie miałeś problemu z drżeniem serw bez obciążenia ?

Bez obciążenia serwa są "spokojne". Przy dużych obciążeniach faktycznie pojawia się drganie, stąd luzowanie śrub w orczykach. Jeśli dobierze się właściwie serwa, gumki i sprężyny nie są konieczne. W mojej opinii źle dobrana sprężyna może zrobić więcej bałaganu niż pożytku.

Jakie zostały przyjęte wymagania do analizy wytrzymałościowej ?

Sprawdzałem odkształcenie całej konstrukcji oraz maksymalne naprężenia. Niestety z braku czasu i możliwości przebadania, serwa potraktowałem jako "sztywne", więc mam tylko odkształcenie konstrukcji, bez luzów i odkształceń osi serw.

Robiłeś może jakąś analizę dynamiczną ? Czy wartości sił pochodzą z analizy statycznej ?

Nie, dynamiki nie było. Masy i prędkości nie są tutaj powalające, więc zrobiłem takie "uproszczenie" i przeprowadziłem analizę statyczną dla 2 wariantów - optymalnego i maksymalnego.

Ile wyniosły koszta cięcia aż czterech różnych blach ? Jakie to blachy (gatunek) ?

Ponieważ był to element mojej pracy magisterskiej, firma która wycinała to dla mnie wodą policzyła mi mocno ulgową taryfę Koszty cięcia nie są powalające, ale sporo czasu zajmuje późniejsza obróbka (szlifowanie, wiercenie, gwintowanie, polerka )

Jaka jest maksymalna prędkość ?

Z badań do pracy magisterskiej wyszło ok. 2 km/h, ale musiałbym sprawdzić stan obecny.