[Mechanika] Mechanika robota kroczącego - HEXAPOD-a małym kosztem (~80zł!)

[madix]

Witam, w moim artykule przedstawię krok po kroku jak zbudować korpus robota kroczącego typu hexapod ( sześcionogi ) z profili dostępnych w każdym hipermarkecie budowlanym typu Praktiker. Jest to robot w wersji ekonomicznej – napędzany tylko 3 serwami typu standard, jest to niestety mniej imponujące od napędu 18 czy nawet 12 serwami ale od czegoś trzeba zacząć.

Do sterowania wykorzystałem popularny sterownik SK18. Oczywiście można wykorzystać inny sterownik a nawet zbudować samemu np. na jakiejś małej atmedze ale to temat na inny artykuł.

Dołączam projekt wykonany w darmowym programie 3D – sketchup8

Program do pobrania pod linkiem: http://sketchup.com.pl/download/index

Naprawdę banalny w użyciu - polecam projektantom robotów znacznie ułatwia etap projektowy : )

Dzięki wykorzystaniu profili przy ‘odrobinie’ pracy uzyskamy całkiem ciekawego i estetycznego robota stosunkowo tanim kosztem.

Potrzebny sprzęt:

-> piłka do metalu

-> pilniki do metalu różnego typu (większe i mniejsze)

-> wiertarka/wkrętarka

-> wiertła do metalu: 2.5 mm, 3 mm,
-> imadło

-> suwmiarka

-> liniał

-> ostry punktak

-> rysik stalowy

-> gwintownik M3 + uchwyt

-> papier ścierny różnych gramatur

Materiały:

-> Nr1 profil alu 10x10mm (cena: około 6zł )

-> Nr2 ceownik alu 10x12mm (cena: około 7zł )

-> Nr3 ceownik alu 8x8mm (cena: około 5zł )

-> Nr4 profil alu L 20x35 (cena: 12zł)

-> Nr5 profil alu okrągły średnica zewnętrzna- 10mm pusty (cena: około 6zł )

-> Nr6 profil alu okrągły średnica zewnętrzna- 6mm pełny (cena: około 5zł )

-> Nr7 profil alu okrągły średnica zewnętrzna- 8mm pusty (cena: około 5zł )

-> Nr8 sztaba alu 2x12mm (cena: około 5zł )

-> klej 2 składnikowy typu poxipol (cena: 10-15zł )

-> klej typu kropelka (cena: około 5zł )

-> śruby M3 długości (cena: około 10zł )

-> nakrętki M3 (cena: około 5zł )

Duuuuuuuuużo pracy - mi z projektem budowa zajęła 3 dni

Koszt mechaniki robota to około - 80 zł i jeszcze pozostaną profile na następną konstrukcję. (W przygotowaniu kolejne projekty z profili, chwytak, ramię, hexapod z 12/18 servo.)

Koszt stosunkowo niski jak na uzyskany efekt

A jak wygląda na szafie ! ;]

Jak widać koszt budowy robota to około 80 zł za mechanike + koszt elektroniki czyli 3 serw rozmiaru standardowego - najtaniej będzie użyć SG5010 Towerpro kosztują one około 20zł za sztukę plus sterownik przykładowo SK18 sterowany z portu COM lub mikrokontrolera (około 100zł) powszechnie dostępne są również sterowniki serw pololu (6 serw) za około 60zł. Chociaż najlepszym rozwiązaniem będzie użycie atmegii i od razu przewidzenie czujników typu sonar ultradźwiękowy (około 50zl) lub czujnika (-ków) sharp (~48zl sztuka)

(Wszystkie wymiary można odczytać z modelu 3D przy pomocy narzędzia liniał)

Docięte profile składające się na ramę główną:

Tutaj widzimy jak wykonać otwory pod belki ramy:

Należy zaznaczyć punktakiem punkty wierceń na profilu.

Nawiercić:

Doszlifować do odpowiedniego wymiaru:

Zaznaczyć punktakiem:

Obrabiane elementy najłatwiej obrabiać w solidnym imadle w ściereczce:

Otwory wiercimy wiertłem 2.5 mm - gwintujemy M3:

Miejsce na serwo:

Łączenie ramy najlepiej przewiercić dopiero po włożeniu jednego profilu w drugi:

Wklejamy tulejki przegubu nogi pająka:

-Zalewamy klejem 2 składnikowym.

-Zaklejamy taśmą.

-Po wyschnięciu pilnikujemy do odpowiedniego kształtu.

Nogi:

Elementy przegubów nóg:

Kleimy przeguby nóg za pomocą kleju dwu-składnikowego:

Nogi hexapoda z rurki 10 mm:

Przegóby:

Gotowe nogi:

Ośki nóg:

Nakrętki mocujące przeguby nóg:

Mocowanie serwa:

Cięgna:

Poprzeczne rurki 6mm - wbijamy nakrętkę M3.

-Na to kropelka kleju typu kropelka.

-Jak wyschnie to gwintujemy żeby pozbyć się resztki kleju.

Mocowanie obudowy z rurek.

Belki poprzeczne mocujące przeguby nóg poruszających się w poziomie.

Szczegóły konstrukcyjne krzyżak robota.

Elegancko wyprofilowane zakończenia profili robota.

Częściowo złożony robot ^^

Gotowy robot!

Możliwości konfiguracji elektroniki w robocie:

Sonar:

Sharp:

Bluetooth:

Sk18:

Kamera:

Akumulator lipo:

Kamera bezprzewodowa:

Pozostałe zdjęcia ilustrujące elektronikę:

Gif ilustrujący montaż robota w załączniku - należy kliknąć i poczekać aby obejrzeć animacje (za duży rozmiar aby umieścić w poście ~7mb)

Plik programu sketchup w załączniku.

W wolnym czasie będę starał się wykonać i udostępnić tutorial-e robotów które mają największe 'wzięcie' w ankiecie Proszę o cierpliwość ponieważ zaczynam studia i z czasem coraz gorzej. Takie małe pytanie jest może jakieś koło robotyki na UTP w bdg? Należy do niego ktoś z Was? Prosze o info na prv.

Pozdrawiam i zapraszam do podzielenia się swoją konstrukcją jeżeli była wzorowana na tym artykule.

madix

hexapodbymadix.rar

[piotreks-89]

madix brawa za świetny artykuł! Przekonałeś nawet mnie, że HEX-y mogą być tanie i solidne Teraz staje przed trudnym wyborem - czy po MS-ie zrobić HEX-a czy MM-a

[Grabki]

Gratuluje! Takie artykuły/projekty najbardziej mnie interesują. Odwaliłeś kawał świetnej roboty. Wielkie gratulacje!

Ale żeby nie było tak różowo to napiszę co mi się nie podoba(choć i tak uważam że to jest świetny artykuł). Troche mi brakuje szczegółów, tzn. wiem, że powinienem zaglądnąć do sketchupa, ale wolałbym mieć np. wymiara na jakimś obrazku, chociaż ogólne jak długość, szerokość, itd. To dałoby mi lepszy przegląd sytuacji. W dodatku opis poszczególnych czynności jest delikatnie chaotyczny, ale i tak jest bardzo dobrze

Wielkie dzięki.

[piotreks-89]

madix jak ukończysz sterownik mógłbyś pokazać jak "chodzi" taki hexapod

[RaV]

W jaki sposób napędzałbyś mechaniczną dłoń?

[madix]

Rav - Dłoń planuje napędzać pneumatycznymi mięśniami (guma do procy, oplot taki do kabli, sprężarka samochodowa 12v, zbiornik z aluminiowej butli po absolucie^^) wszystko już w trakcie przygotowania - odsylam do google 'air muscles'

Grabki - Co do chaotycznego opisu to przepraszam ale robiłem go w ostatniej chwili praktycznie (studia) wiem że brakuje tu dużo do idealnego opisu, postaram się to ogarnąć jak najszybciej i mogę dodać zrzuty z sketchupa z wymiarami elementów jesli to potrzebne chociaż najwygodniej wszystko odczytać sobie z projektu w 3D. Jak będzie czas to wszystko postaram się ładnie ogarnąć i zamieścić inne opisy budowy robotów myślę że bardzo przydadzą się na forum bo tego typu konstrukcje są mało popularne. Niestety wymagają dużo pracy ale za to jaka SATYSFAKCJA ;D

[RaV]

Dzięki, ciekawy pomysł.

Rozważałem serwa, ale wyszła by ich straszna ilość (4 na palec) że nie mówiąc o cenie, nie było by ich gdzie zmieścić...

[madix]

Pierwotna - aktualna wersja palca.

[bartek1333]

Wydaje się dość duży. Jakie mniej więcej będzie miała ta dłoń wymiary?

[madix]

Palec według projektu ma 16mm czyli mniej niż przeciętny ludzki - spokojnie da się coś takiego wykonać. Zastanawiam się tylko skąd wziąć dużą ilość elektrozaworów do powietrza w przystępnej cenie.

Z powodu zainteresowania dodaje również aktualne zdjęcia BIPEDA z zmiennym - przesuwnym na wózkach środkiem ciężkości (akumulator, elektronika) - łożyskowanie na tulejkach. Profile planuje ożebrować w celu zmniejszenia wagi.

Jest to BAAAARDZO wstępna koncepcja prawdopodobnie dużo się w niej zmieni.

Milion pomysłów na minute objawia się masą nieskończonych projektów ;d

[GAndaLF]

Twoja konstrukcja hexapoda bardzo fajnie wygląda, jest tania, prosta i wymaga łatwo dostępnych materiałów, ale na razie chyba bardziej nadaje się do postawienia na szafę niż do użytku. Wspomniałeś o gotowym serwokontrolerze i dodaniu czujników, ale sterowanie konstrukcji z zewnątrz i ciągnięcie za sobą przewodów to raczej nie jest zbyt szczęśliwe rozwiązanie. Przy projektowaniu nie przewidziałeś miejsca na zasilanie i elektronikę a dołożenie tych elementów na pałę zepsuło by bardzo dobry efekt estetyczny. Jak byś na przykład na brzuchu umieścił lipola, do tego na górę dał płytkę z elektroniką i wszystko ładnie obudował, projekt był by dużo bardziej praktyczny.

Za to wielkim plusem Twojego artykułu jest otwarcie oczu nowicjuszom. Pokazałeś, że roboty kroczące wcale nie muszą kosztować kilka tysięcy złotych, mieć zaimplementowanych różnych algorytmów chodu i kinematyki odwrotnej. Można zacząć od czegoś bardziej przyziemnego a efekt i tak jest bardzo przyjemny dla oka.

[madix]

Miejsce na elektronikę i lipola jest przewidziane.

Jak zmontuje ponownie robota aktualnie został rozłożony do zdjęć - pokaże co i jak bez obaw wszystko spokojnie się mieści. Obudowanie takiego robota według mnie niema sensu ponieważ ma szkielet z rurek który chroni wszystko wystarczająco i dodaje swego rodzaju uroku.

[GAndaLF]

A to spoko, trzeba było o tym wspomnieć w artykule, albo umieścić je na modelu bo jednak na zdjęciach trudno mi było określić czy jeszcze gdzieś je zmieścisz. I chodziło mi o obudowanie lipola i elektroniki profilami, żeby na wierzchu nie leżały, ale w takim razie już to zrobiłeś.

[BlackJack]

A jak byś rozwiązał budowę takiego robota ?

PS. Jestem fanem serialu Ghost In The Shell. Ten robocik to Tachikoma (czyt. Taczikoma), to bojowy kroczący czołg wsparcia jednostek specjalnych obdarzony sztuczną AI na poziomie 7 letniego dziecka.

__________

Komentarz dodany przez: Treker

Raz, że były spacje pomiędzy linkiem, a tagami. Po drugie ten serwer nie pozwala na hotlinkowanie w takiej formie. Po trzecie

Dzięki, już wiem dla czego obrazki z Imageshark mi nie wchodzą. Poprawiłem też post aby było na naszym serwerze.

[madix]

No no.. bardzo ciekawy robocik w sumie jest to do zrobienia, szkielet najlepiej wykonać na frezarce CNC z alu, obudowę za pomocą prostej metody 'vacuum forming'

Na pewno robot nie był by AŻ tak skomplikowany i trzeba by było ograniczyć trochę jego stopnie swobody (bez przegubów kulowych w nogach) napęd 12 servo (3 na nogę)

Chyba że chodzi ci o coś prostszego z profili tzw quadropeda to nic nie stoi na przeszkodzie tylko czas i chęci bo koszty nie były by jakieś kosmiczne - trochę irytujące jest przeświadczenie że robotyka musi być straaasznie droga tak naprawdę bardzo ciekawe rzeczy da się zbudować bardzo tanio! Udowodnię to moją serią artykułów które mam nadzieje wzbogacą serwis.

GAndaLF- ogarnąłem artykuł i dodałem parę zdjęć