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[项目] 【Arduino 动手做】Spiderbot:3D 打印的“变形金刚”机器人 |
蜘蛛机器人是“变形金刚”的模仿品。它是一个 RC 四足机器人,有两种作模式:蜘蛛和车辆,就像《变形金刚》中的机器人一样。它基于 Arduino,由使用蓝牙的 Android 手机控制。它内部没有任何运动学计算。机器人不能在崎岖不平的地面上玩耍,因为它需要轻微滑动。您应该先查看 Youtube 视频演示! 希望你喜欢它! 第 1 步:所需材料和技能 电子零件 Arduino Nano x1 芯片 EMAX ES08MA II 12g 迷你合金装备模拟舵机 x12 Adafruit 16 通道 12 位 PWM/伺服驱动器 x1 蓝牙 HC-05 模块 x1 H 桥电机驱动器 IC L293D x2 300RPM 6V N20 直流减速电机 w-Rubber Wheel x4 好盈 UBEC-8A 2-6S 锂电池输入 8A UBEC 用于 RC 模型 x1 Wild Scorpion 7.4V 2200mAh 30C MAX 40C 2S T 插头锂聚合物电池,适用于 RC 汽车飞机直升机部件 x1 T 型插座电池线 x1 6cm x 9.5cm PCB板 x1 5 毫米 LED x2 一些电线、跳线、排针和插座 机械零件 M2 x 10mm 圆头螺丝和螺母 x50 M1.2 x 6mm 沉头 自攻螺丝 x30 扎带少 3D 打印 所需技能 PCB 制造 软焊 第 2 步:准备 3D 打印体 准备 3D 打印体 需要的 3D 部件 rar 文件包括 8 个文件。要构建机器人,您需要打印: base.stl x1 cover.stl x1 coxa.stl x2 coxa_mirror.stl x2 股骨 stl x4 电机安装.stl x4 tibia.stl x2 tibia_mirror.stl x2 对于填充密度设置,“股骨”需要尽可能密集,而其他部分可以使用正常设置。 第 3 步:构建 Body Frame 使用 M4 x 1.2mm 螺钉将圆形伺服臂拧入底座和 6 个股骨 将舵机连接到 Coxae 和 Tibias,并用带螺母的 M2 螺钉拧紧它们 使用电机支架将带轮子的 N20 电机连接到胫骨上,并用带螺母的 M2 螺钉拧紧它们 注意伺服系统和电机的方向。 您可以参考上面的照片。 第 4 步:制作 PCB 并焊接零件 PCB 外形尺寸为 6cm x 9.5cm 首先,您必须使用“Main_Board.pdf”文件制作 PCB。 请注意,pcb/pdf 文件是 BOTTOM SIDE,您应该在制作 PCB 之前检查方向。上面有一张参考照片,所以请检查一下。 对于不知道如何制作 PCB 的人,您可能会在这里找到它 https://www.instructables.com/howto/PCB/ 制作电路板后,您可以将组件焊接到电路板上。我建议为 Arduino 板添加引脚插座。(您可以参考上面的照片。 焊接组件后,用电线连接留下的相同颜色的孔,并根据上图添加跳线。应有6根线:5V x2,接地x2,Arduino Rx<->HC-05 Tx & Arduino Tx<->HC-05 Rx 剩下的 8 个孔用于电机连接,稍后将完成。 然后,如上图所示,将 2 个 LED 与串联电阻器并联焊接。它充当机器人的眼睛。 之后,如上图所示,焊接 UBEC 的 input+ 侧和 T 型插座电缆之间的开关。 最后,将 UBEC 设置为 6V 输出,并将输出连接到 16 通道伺服驱动器,如上图所示。 舵机有 3 根线:棕线是地线,红线是 V+,黄线是 PWM 左前腿有伺服器 0,1,2 右前腿有伺服器 4,5,6 左后腿有伺服器 8,9,10 右后腿有伺服器 12,13,14 3、11、15 未连接。 7 用于 LED PWM。 接下来,将电线的一端焊接到 PCB 板电机输出端(总共 8 个孔,4 个电机),并将另一端相应地焊接到 Tibia 上的 N20 电机上。请参考上面的照片。 现在不要将 Coxa、股骨和胫骨连接在一起,因为伺服系统需要先校准。 第 6 步:将代码下载到 Arduino 并校准伺服 将代码下载到 Arduino 并校准舵机 在校准舵机之前,您必须将代码上传到 Arduino Nano。 您将需要 Adafruit_PWMServoDriver 库,下载链接在这里: https://learn.adafruit.com/16-ch ... he-adafruit-library 如何安装 Arduino 库:https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries 安装库后,您可以先编译代码,看看是否一切正常。 在将 Arduino Nano 板连接到 USB 数据线之前,您应该: 取下板上的 2 个跳线帽(1 个是断开蓝牙电源以释放 USB 的 Tx Rx 引脚,1 个是断开 Nano 与伺服电源的连接) 或 上传时拔出 Arduino Nano 上传完成后,您可以放回 2 个跳线帽并打开开关。 启动时,所有伺服系统都将初始化为“零”位置,现在您可以像上图一样将 Base、Coxa、股骨和胫骨连接在一起,Coxa 与底座边缘成 45 度,股骨与 Coxa 成 30 度,使胫骨垂直并略微向外弯曲。请记住保持开机状态,以便在连接舵机时保持“零”位置。在 Arduino 代码中,您可以调整舵机偏移值,使舵机具有更准确的位置。 最后是使用电缆扎带将电池绑在板上。请注意电池电缆的方向,因为我们需要将电缆安装到 Cover 中。您可以参考上面的照片。 附件 下载 {{ file.name }}spiderbot_servo.rar下载 第 7 步:校准机器人运动 Calibrate Robot Movements 您可以在 Arduino 代码中取消注释主循环中的一个函数 (forward, backward, left, right 和 vehicle) 以测试运动是否正常工作。 void loop() { ///////////////////// //Functions Below are for first time motion calibration //Uncomment one of them to calibrate //forward(); //backward(); //left(); //right(); //vehicle(); ///////////////////// } 如果没有,您可以在每个功能中调整相应的伺服度值。 对于车辆模式,腿应如上图所示弯曲。它应该有 2 个支撑点,以最大限度地减少伺服负载。 请注意,在承受高负载时,伺服系统可能会损坏。当伺服角度设置错误时,伺服旋转可能会被机械零件阻碍。在这种情况下会非常吵。请关闭主电源开关以防止损坏。 机器人的步态是蠕变步态。您可以参考 http://www.oricomtech.com/projects/proj2/crp-stab.htm 了解更多详情。为了简单起见,这个项目中没有运动学。 在调整步态时,您需要在一条腿抬起时形成一个稳定的三脚架。这意味着您只能调整舵机 0、4、8 和 12 的值(Arduino 代码中的 LFa、RFa、LRa 和 RRa)来实现稳定的三脚架。 最后,您可以在 mleft() 和 mright() 函数中校准舵机值,这些函数负责车辆模式的左转和右转运动。 第 8 步:下载 Android 应用程序并配对蓝牙 上面的 apk 文件支持 5 英寸屏幕。 我还上传了源码,你愿意可以修改它。 为了与机器人通信,首先您需要与它配对。 机器人的设备名称应为“HC-05”,因为它是蓝牙模块编号。 默认情况下,密码为 1234。配对后,当您在应用程序中打开蓝牙连接时,您会看到“HC-05”。 如果您已成功连接,将显示“连接”。 第 9 步:安装盖子并完成 首先将 LED 插入 Cover 的孔中。 然后将开关插入单个孔。 最后,将电池电缆安装在盖子的前面。 现在一切都完成了~~~ ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
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