"Miles" der vierbeinige Spinnenroboter - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Miles basiert auf Arduino Nano und ist ein Spinnenroboter, der seine 4 Beine zum Gehen und Manövrieren verwendet. Es verwendet 8 SG90 / MG90-Servomotoren als Aktuatoren für die Beine, besteht aus einer kundenspezifischen Platine zur Stromversorgung und Steuerung der Servos und die Arduino Nano. PCB verfügt über dedizierte Steckplätze für IMU-Modul, Bluetooth-Modul und sogar IR-Sensor-Array, um den Roboter zu machen autonom. Der Körper besteht aus lasergeschnittenen 3 mm Acrylplatten und kann auch 3D-gedruckt werden. Es ist ein großartiges Projekt für Enthusiasten, die inverse Kinematik in der Robotik zu erforschen.

Der Code und die Bibliotheken, Gerber-Dateien und STL/Step-Dateien für das Projekt werden auf Anfrage zur Verfügung gestellt. Miles ist auch als Kit erhältlich, DM für Details.

Dieses Projekt ist von mePed (www.meped.io) inspiriert und verwendet einen aktualisierten Code, der davon inspiriert ist.

Lieferungen

Benötigte Komponenten:

Optional sind mit ~. gekennzeichnet

• Meilen-PCB (1)
• Miles Mechanische Karosserieteile
• SG90/MG90-Servomotoren (12)
• Aduino-Nano (1)
• LM7805 Spannungsregler (6)
• Schiebeschalter (1)
• 0,33uF Elektrolytkappe (2)
• 0,1uF Elektrolytkappe (1)
• 3,08 mm 2-poliger Pheonix-Stecker (1)
• 2-poliger Relimate-Anschluss (1)~
• 10-poliger Relimate-Anschluss (1)~
• 4-Zoll-Relimate-Anschluss (1)~
• Stiftleisten für Servoanschlüsse

Schritt 1: Entwerfen des Schaltplans und der Leiterplatten

Ich entwerfe meine Leiterplatten in Altium-Software (zum Download hier klicken). 12 SG90/MG90-Servos können bis zu 4-5 Ampere verbrauchen, wenn alle gleichzeitig arbeiten, daher erfordert das Design eine höhere Stromausgangsleistung. Ich habe 7805 Spannungsregler für die Stromversorgung der Servos verwendet, aber er kann maximal 1 Ampere Strom ausgeben. Um dieses Problem zu lösen, werden 6 LM7805-ICs parallel geschaltet, um die Stromabgabe zu erhöhen.

Schaltpläne und Gerber finden Sie hier.

Zu den Merkmalen dieses Designs gehören:

• MPU6050/9250 wird zur Winkelmessung verwendet
• Bis zu 6 Ampere Stromausgang
• Isolierte Servo-Stromversorgung
• HCsr04 Ultraschallsensorausgang
• Peripheriegeräte für Bluetooth und I2C sind ebenfalls vorhanden.
• Alle analogen Pins sind auf einem Relimate für den Anschluss von Sensoren und Aktoren vorgesehen
• 12 Servoausgänge
• Stromanzeige-LED

Spezifikationen der Leiterplatte:

• Größe der Platine ist 77 x 94 mm
• 2 Schicht FR4
• 1,6 mm

Schritt 2: Löten der Komponenten und Hochladen des Codes

Löten Sie die Bauteile in aufsteigender Reihenfolge der Bauteilhöhen, beginnend mit SMD-Bauteilen.

Es gibt nur einen SMD-Widerstand in diesem Design. Fügen Sie weibliche Header-Pins für Arduino und LM7805 hinzu, damit sie bei Bedarf ersetzt werden können. Stiftleisten für Servostecker und andere Komponenten anlöten.

Das Design hat separate 5V für die Servos und Arduino. Überprüfen Sie alle einzelnen Stromschienen auf Kurzschlüsse mit Masse, dh Arduino 5V-Ausgang, Servo VCC-Ausgang und Eingang 12V Phoenix.

Sobald die Platine auf Kurzschlüsse überprüft wurde, kann Arduino programmiert werden. Der Testcode ist auf meinem Github verfügbar (hier klicken). Laden Sie den Testcode hoch und bauen Sie den gesamten Roboter zusammen.

Schritt 3: Zusammenbau des lasergeschnittenen Körpers:

Das Design besteht aus insgesamt 26 Teilen, die 3D-gedruckt oder aus 2 mm Acrylplatten lasergeschnitten werden können. Ich habe rote und blaue 2 mm Acrylplatten verwendet, um dem Roboter einen Spiderman-Look zu verleihen.

Der Körper besteht aus mehreren Gliedern, die mit M2- und M3-Mutterschrauben befestigt werden können. Servos werden mit M2-Mutterschrauben befestigt. Stellen Sie sicher, dass Sie die Batterien und die Platine in das Hauptgehäuse einlegen, bevor Sie die obere Gehäuseplatte befestigen.

Notwendige Dateien finden Sie auf meinem Github (hier klicken)

Schritt 4: Alles verkabeln und den Roboter testen:

Schließen Sie nun die Servos in der unten angegebenen Reihenfolge an:

(D2) Schwenkservo vorn links

(D3) Hubservo vorne links

(D4) Schwenkservo hinten links

(D5) Hub-Servo hinten links

(D6) Zurück Rechts Pivot Servo

(D7) Hub-Servo hinten rechts

(D8) Schwenkservo vorne rechts

(D9) Hubservo vorne rechts

Starten Sie den Roboter mit dem Schiebeschalter!

Schritt 5: Zukünftige Verbesserungen:

Inverse Kinematik:

Der aktuelle Code verwendet einen Positionsansatz, bei dem wir die Winkel angeben, zu denen sich das Servo bewegen sollte, um eine bestimmte Bewegung zu erreichen. Die inverse Kinematik verleiht dem Roboter einen ausgefeilteren Ansatz beim Gehen.

Bluetooth-App-Steuerung:

Der UART-Anschluss auf der Platine ermöglicht es dem Benutzer, ein Bluetooth-Modul wie HC-05 anzuschließen, um den Roboter drahtlos mit einem Smartphone zu steuern.