【Arduino 动手做】Klann Linkage：3D 打印步行机器人

这个步行机器人是我一直想尝试的项目，我终于有时间完成了它，所以现在我与世界分享它！

这个项目的构建相当简单，不需要任何困难的技能或大型工具（除了 3D 打印机）。9V 电池夹与同轴插头的焊接量很小，但仅此而已。
它全部由我拥有的两个连续旋转伺服系统提供动力，它们由 Arduino Uno 控制，它可以极大地扩展机器人的功能，超出此 Instructable 中显示的功能，并带有一些插件。

这也是我的第一个 Instructable！因此，如果您对如何改进此 Instructable 或我将来制作的 Instructables 有任何评论，请告诉我。

第 1 步：您需要什么
所需条件
我围绕着我周围的零件设计了这个机器人，我在下面列出了这些零件。您可能可以用其他部分替换其中一些部分。我已在此 Instructable 中附加了每个部分的 3D 模型，以便您可以根据自己的喜好对其进行修改。

硬件
M3x20螺丝（~70x） -- （McMaster-Carr）
M3锁螺母（~70x） -- （McMaster-Carr）

电子
Arduino Uno -- （Amazon）
连续旋转伺服器（2x） -- （视差）
无焊面包板 -- （所有电子产品）
9V电池
9V电池卡扣 -- （所有电子产品）
跳线 -- （所有电子产品）我只是使用了我身边的一卷实心连接线。
1x40 接头 -- （所有电子元件）
2.1mm Co-Ax 电源插头 -- （所有电子元件）

工具
螺丝刀
3D 打印机*
带焊料的烙铁（参见步骤 10，可能没有必要）

*如果您没有 3D 打印机，您可以让其他人为您打印。例如 3DHubs 或 Ponoko

当然，在这些东西中，您还需要 3D 打印部件，这些部件在第 3 步中提供。

第 2 步：联系
这个机器人中使用的链接被称为 Joe Klann 创建的 Klann 链接，您可以在 http://www.mechanicalspider.com 上找到有关他的链接的大量信息。我在 BEST 机器人比赛中的一位导师向我介绍了 Klann 联动装置（在此处查看他自己的机器人使用此联动装置），由于事实证明它太复杂了，无法用我们有限的材料和时间制作，因此我们无法在我们的机器人中使用它。比赛结束后，我决定尝试使用这种连杆机构制作自己的机器人。

我对如何创建自己的 Boss 进行了更多的研究。但我也发现，没有很多说明或预制模型供机器人自己制作。所以我想为什么不做一个，然后把说明发给任何想做的人呢。

该链接是完全可定制的，并且可以使用此处的启用文本在任何 2D 草图绘制工具上进行设计。如果连杆的规模很小，我不建议在纸上手工设计一个，因为一些点可以非常接近。

我在 Solidworks 中创建了我的链接，并附上了每个零件的 3D 模型，如果您想根据自己的需要对其进行自定义。

附件
下载 {{ file.name }}SolidWorksModels.zip下载
下载 {{ file.name }}WalkingRobot_IGESPack.zip下载

第 3 步：打印零件

打印部件时没有任何特殊要求。但以下是我用于打印我的一些参数：

切片机：MatterSlice
层高：.25mm
材质：PLA

以下是您需要的每个零件的数量。

机器人的核心：
1x 平台
2x LinkageConnector
2x LinkageFrame
4x ArduinoStandoffs

注意：每个 LinkageFrame 都有 2 个镜像的链接集。

对于一个连杆组，您需要：
2x 腿
2x PowerLink
2x TopRocker
1x 底部摇杆
1x 底部摇杆内
1x 惰轮
1x 齿轮
1x 曲柄
3x 7mm 垫片
1x 9mm 垫片
2x 4mm 垫片
2x 3mm 垫片

附件
下载 {{ file.name }}WalkingRobotSTLPack.zip下载

第 4 步：连杆组件：检查惰轮配合
连杆组件：检查惰轮配合
检查以确保惰轮适合并且可以自由旋转，而不会在连杆框架的插槽中晃动。根据您的打印件，您可能需要从插槽中切掉一点塑料，以获得惰轮的平稳旋转。

用螺钉和锁紧螺母组装连杆机构时，要确保不要将接头拧得过紧。您希望每个关节都能轻松移动，不要太粘也不要太松。

第 5 步：连杆组件：组装支腿和 PowerLink
接下来，将连杆框架的外侧和内侧的支腿和动力链杆组装在一起。连接时，请记住将支腿放在 Powerlink 后面。

第 6 步：连杆组件：顶部和底部摇杆
连杆组件：顶部和底部摇臂
连杆组件：顶部和底部摇臂
将顶部和底部摇键连接到各自的支腿和 Powerlink 组件上。

内部底部摇臂只有一个用于螺钉的埋头孔，而另一个用于外部的底部摇臂将有两个埋头孔。

内部底部摇杆与 Powerlink 由 9 毫米垫片隔开。顶部内侧摇杆与支腿之间由 7 毫米垫片隔开。

第 7 步：连杆组件：连接齿轮和曲柄
将齿轮和曲柄连接到各自的连杆组件上。齿轮与 powerlink 由 4 mm 垫片隔开，曲柄与 Powerlink 由 7 mm 垫片隔开。

第 8 步：Linakge 组件：将连杆拧紧在一起
将顶部和底部摇杆连接到框架上，并将螺钉从外部连杆插入，将两个连杆连接到连杆框架。外部连杆机构的底部摇杆和顶部摇杆由用于底部摇杆的 7 毫米垫片和用于顶部摇杆的 4 毫米垫片与框架隔开。

接下来，首先将惰轮放入槽中，用 3 毫米垫片将齿轮和曲柄与惰轮和框架分开，每侧一个，将两个连杆系在一起。为了将它们放在一起，用螺栓和锁紧螺母拧紧整个车轴组件（齿轮->3mm垫片->惰轮->3mm垫片->曲柄），这样当齿轮旋转时，曲柄也会旋转，使它们合二为一。

将它们拧紧在一起时，请确保曲柄和齿轮的方向如图所示。因此，在 powerlink 连接到齿轮的位置，位置正对着内部连杆的 powerlink 连接到曲柄的位置。

完成所有作后，您现在已经完成了一套连杆，并且可以在连杆框架的另一侧工作。步骤都是一样的，唯一的区别是它是镜像的。

第 9 步：将它们放在一起
用 4 个螺钉将伺服器连接到每个连杆框架上。

如图所示，两个连杆框架与两个联动连接器连接，平台连接到联动连接器。

伺服喇叭和齿轮

伺服器随附的 4 臂伺服喇叭可以正常工作，但您需要夹住尖端才能正常工作。如果你有一个圆形的伺服喇叭，那也会很好用。如图所示，中心齿轮和伺服喇叭用 2 个螺钉固定。

注意：在将伺服喇叭和齿轮连接到伺服器之前，请确保框架两侧的齿轮对齐，以便在放置齿轮和伺服喇叭时它们相对于其方向的位置相同。还要确保在放入两个中心齿轮时，左侧和右侧也处于相同的方向。

警告：与任何机器人一样，请小心齿轮等运动部件。当我把手指放在错误的地方捡起来时，我捏了自己一两次，而它还在移动。

第 10 步：电子和编程
电子学
电子设备非常简单，只需将相应的电线连接到相应的伺服器上，依此类推。伺服连接器还需要一个 1x3 接头，以将它们连接到无焊试验板。只需断开一小部分并连接即可。

需要注意的一点是，机器人实际上没有任何正确的方向。因此，您可以将您想要的任何一端作为正面，只需记住更改舵机连接的引脚号（如果更改）即可。

使用您自己的支架将 Arduino 连接到平台，或从提供的文件中 3D 打印您自己的支架。

如图所示，将 9V 电池夹焊接到同轴插头的正确引线上。您不一定需要使用同轴电缆为所有设备供电。如果您愿意，您可以通过板上的 GND 和 Vin 引脚为其供电。

编程
编程并不多，只有 Arduino Uno 和伺服系统，您就非常局限于它自己转向。要对机器人进行编程，只需在循环中键入您希望它执行的移动，然后是您希望它执行该移动的一定时间延迟。

大功告成！

项目代码

#include <Servo.h> 

#define LeftServoPin 10  //Sets the left servo to pin 10
#define RightServoPin 9  //Sets the right servo to pin 9

Servo LeftServo;
Servo RightServo;

void setup()
{ 
  pinMode(LeftServoPin, OUTPUT);
  pinMode(RightServoPin, OUTPUT);
  LeftServo.attach(LeftServoPin);
  RightServo.attach(RightServoPin);
} 


void loop() 
{
  //Program your movement sequence here
  Forward();      //Moves forward
  delay(7000);    //Wait 7 seconds
  TurnRight();    //Turns right
  delay(10000);   //Wait 10 seconds
  Forward();      //Moves forward
  delay(7000);    //Wait 7 seconds
}

/*
MOVEMENT FUNCTIONS BELOW

  0 = full speed counter-clockwise rotation
  90 = Stops the servo from moving
  180 = full speed clockwise
*/

void Forward()
{
  LeftServo.write(0);
  RightServo.write(180);
}

void Reverse()
{
  LeftServo.write(180);
  RightServo.write(0);
}

void Stop()
{
  LeftServo.write(90);
  RightServo.write(90);
}

void TurnLeft()
{
  LeftServo.write(0);
  RightServo.write(0);
}

void TurnRight()
{
  LeftServo.write(180);
  RightServo.write(180);
}
复制代码

【Arduino 动手做】Klann Linkage：3D 打印步行机器人
项目链接：https://www.instructables.com/3D ... obot-Klann-Linkage/
项目作者：Bit-Boy

项目视频 ：https://www.youtube.com/watch?v=INjZ6gpW_VE
项目代码：https://content.instructables.co ... FP2COINI4LKOIAT.txt
3D 文件：
https://content.instructables.co ... FTTL87DI4LKITC3.zip
https://content.instructables.co ... F3AC5UQI67SC1EN.zip
https://content.instructables.co ... F27E9RRI4LKIP77.zip