Robot marcheur utilisant 1 servomoteur : 13 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

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Je voulais construire ce robot marcheur depuis que je l'ai vu sur YouTube. Après une petite recherche, j'ai trouvé plus d'informations à ce sujet et j'ai décidé de créer le mien.

L'objectif que j'avais en construisant ce déambulateur était d'essayer de le rendre aussi petit que possible. Je voulais qu'il tienne dans la paume de ma main et bien que j'aie des paumes assez grandes, les jambes pendent.

Le robot lui-même fonctionne grâce à un micro servo qui a été modifié pour tourner en continu. Au fur et à mesure que le servo tourne, il déplace quelques liaisons qui à leur tour déplacent les pattes arrière de haut en bas et les pattes avant d'un côté à l'autre, ce qui lui permet de marcher.

La construction elle-même n'est pas très difficile, mais la "régler" pour que la démarche de marche soit correcte prend un peu de temps. J'ai fait pas mal d'expérimentations et j'ai quelques conseils qui, espérons-le, vous aideront à l'accorder plus facilement que ce ne l'était pour moi.

Si vous n'avez jamais construit de robot marcheur auparavant et que vous souhaitez vous lancer dans le grand bain, alors c'est le projet parfait pour commencer.

Hackaday a fait un examen de mon marcheur - regardez-le ci-dessous:

Hackaday

Et avec ça, commençons

Étape 1: Pièces

Les pièces:

1. Servo Mirco - eBay

2. Batterie au lithium 16340 - eBay

3. Canal en aluminium 10 mm X 10 mm - eBay, vous pouvez également l'obtenir dans la plupart des quincailleries

4. 2 grands trombones - le marchand de journaux ou la papeterie les auront. Obtenez-les aussi gros que vous le pouvez

5. Wire Terminal - La quincaillerie eBay les aura également

6. Commutateur SPDT - eBay

7. Module de charge de batterie - eBay

8. Cintre en fil métallique - Placard

9. 3 vis M4 - eBay. Vous pourrez également les obtenir dans une quincaillerie. J'ai utilisé des philips car c'était ce que j'avais sous la main.

10. 6 X M4 Locknuts - eBay pourra également les obtenir dans une quincaillerie

11. 2 X plus petites rondelles. Quincaillerie

12. 2 fiches bananes femelles - eBay. J'ai utilisé une section à l'intérieur de ceux-ci pour faire les pivots des jambes. Ils s'adaptent parfaitement sur les vis M4.

Outils:

1. Meuleuse d'angle

2. Dremel pas obligatoire mais toujours utile

3. Percez

4. Superglue

5. fer à souder

6. petit chalumeau. Si vous n'en avez pas, vous pourriez probablement vous en tirer avec juste un fer à souder

7. Pinces. Le même nez d'aiguille et une paire plate plus grande devraient faire le travail

Étape 2: Châssis en aluminium - Plier les extrémités vers le haut

La première chose à faire est de déterminer comment la batterie et le servo s'adapteront et aussi combien de temps pour fabriquer le châssis.

Pas:

1. Placez le servo et la batterie sur le dessus du canal en aluminium. Cela vous donnera une idée de la longueur du châssis. Vous aurez besoin d'espace supplémentaire pour l'interrupteur et les vis. La longueur totale de mon châssis est de 85 mm.

2. Ensuite, vous devez plier les 2 extrémités sur le canal en aluminium. Cela vous permettra d'ajouter une petite vis à une extrémité et de terminer et de nettoyer l'aspect final du déambulateur.

3. Pour ce faire, vous devez retirer les côtés du canal et plier l'aluminium vers le haut.

4. Mesurez 20 mm à partir de l'extrémité du canal et faites 2 coupes verticales avec une meuleuse d'angle. Ne coupez pas le bas du canal car vous l'affaiblirez et il se cassera lorsque vous le plierez

5. Avec une paire de pinces, pliez soigneusement l'extrémité du canal. Pour l'obtenir le plus plat possible, utilisez un marteau et un morceau de métal et donnez-lui quelques coups. L'aluminium se cicatrise facilement, alors ajoutez un peu de tissu sur la section que vous frappez pour la protéger.

6. Faites de même à l'autre extrémité

7. Enfin, j'ai arrondi les coins pour lui donner une meilleure finition.

Étape 3: Faire une découpe pour le servo

Le servo va à l'avant du déambulateur. Pour qu'il s'intègre dans le canal, vous devrez supprimer quelques sections dans le canal

Pas:

1. Placez le servo au-dessus du canal et marquez la largeur du servo sur le canal. Vous devez vous assurer que vous laissez 5 mm à l'avant car une vis doit passer par l'avant et vous devez garder un peu d'espace pour la tête de la vis

2. Coupez soigneusement les parois latérales du canal vers le bas.

3. Si vous avez un dremel, utilisez une molette pour effectuer la coupe finale le long du bord afin de retirer les sections latérales. Si vous ne le faites pas, vous pouvez probablement vous en tirer avec la meuleuse d'angle.

4. Ensuite, utilisez un fichier pour nettoyer les sections coupées. Vérifiez et assurez-vous que le servo s'adapte. Il doit être bien ajusté.

Étape 4: Faire une découpe pour la batterie

L'étape suivante consiste à faire une découpe pour la batterie. C'est à peu près le même processus que le servo. Ce châssis n'était pas vraiment le dernier que j'ai utilisé. J'ai fait un faux-pas sur celui-ci et j'ai dû en faire un autre, ce que je suis heureux d'avoir fait car il s'est avéré plus propre que celui des images

Pas:

1. Comme le servo, placez la batterie sur le canal en aluminium et marquez la section sur le canal à l'endroit où couper. Il doit y avoir un écart d'environ 5 mm entre le servo et la batterie. C'est là que l'interrupteur à bascule ira. De plus, vous devez également vous laisser un peu de place pour les fils.

2. Faire les coupes verticales avec la meuleuse d'angle et les horizontales avec le dremel

3. ébavurez la section coupée avec une lime et lissez les bords.

4. Vous ne voulez pas que la batterie soit trop serrée car elle reposera dans de l'aluminium qui est conducteur et pourrait court-circuiter la batterie si le positif et la terre touchent le châssis. Vous pouvez toujours ajouter un peu de ruban électrique à une extrémité pour vous assurer que la batterie ne court pas

Étape 5: Ajout des vis et du commutateur au châssis

Pour fixer les pieds au châssis, vous devez ajouter quelques vis. Pour les faire bouger, vous devez fixer une autre vis comme point de pivot sur le côté du châssis. J'ai fait un diagramme sur l'endroit où chacun des trous doit être percé, alors utilisez-le pour vous aider.

Pas:

1. Tout d'abord, trouez 1 dans ce qui sera la partie arrière du déambulateur. Vous pouvez facilement identifier l'arrière du déambulateur car c'est là que le servo ira. Le trou doit être assez grand pour que la vis puisse s'y insérer. Les pattes arrière seront fixées à cette vis.

2. Trou 2 dans la partie supérieure du châssis. Ce trou doit aller dans la partie avant supérieure du châssis. Les pattes avant seront attachées à cette vis

5. Le trou 3 doit être percé dans la partie supérieure, entre le servo et la batterie et est destiné à l'interrupteur à bascule

3. Le trou 4 doit être sur le côté du châssis, directement sous le trou de perçage 2. C'est là que le pivot ira.

4. Le trou 5 doit aller directement en face du trou 3. Ce trou est là pour vous permettre de mettre la vis en place et d'utiliser un tournevis. Sans ce trou, comment ajouteriez-vous la vis sur le côté du châssis ! assurez-vous qu'il est assez grand pour que la tête de vis puisse y passer.

5. Maintenant que tous les trous ont été percés, il est temps d'ajouter les vis. Fixez-les en place avec les noisettes.

REMARQUE: la vis dans le trou 3 doit pouvoir tourner, alors assurez-vous de bien la visser mais assurez-vous également que la vis peut tourner dans le trou. les 2 autres peuvent être fermés hermétiquement.

Étape 6: Modification du servo pour le rendre continu

Avant de fixer le servo dans le châssis, vous devez d'abord y apporter une petite modification. Il s'agit d'une modification très courante et vous pouvez trouver de nombreux tutoriels sur Google si vous avez besoin de plus d'informations. La modification permet au servo de tourner en continu, sans la modification, le servo ne tournerait que de 180 degrés.

Pas:

1. Tout d'abord, retirez les vis au bas du servo

2. Le servo se sépare en 3 sections. Retirez d'abord la partie supérieure. Si vous regardez attentivement le grand rouage, vous verrez un petit morceau de plastique collé au fond de celui-ci. Il s'agit d'un limiteur qui l'empêche de tourner en continu. Prenez des pinces coupantes et coupez-les simplement. Certains servos ont le limiteur à l'intérieur du boîtier supérieur, donc si vous n'en voyez pas sur le rouage, vérifiez à l'intérieur du boîtier

3. Replacez la section supérieure et retirez la section inférieure. coupez les fils du potentiomètre. Ne vous inquiétez pas si vous n'êtes pas sûr des fils à couper, vous devez tous les retirer, alors coupez simplement

4. Au bas du moteur, il y aura 2 points de soudure. Vous aurez besoin de souder quelques fils directement au moteur. Utilisez le fil le plus fin que vous ayez car cela signifiera qu'il prendra moins de place sur le déambulateur et vous pourrez bien le cacher.

5. Replacez le moteur dans le boîtier et revissez le tout. Testez le servo en le connectant à la batterie que vous utilisez pour la marche. S'il tourne en continu, vous avez réussi à créer le mod.

Étape 7: Ajout du servo, de la batterie et du chargeur et câblage de tout

Il est maintenant temps d'ajouter les pièces principales au châssis ! Je voulais essayer de cacher les fils autant que possible pour qu'ils soient un peu serrés. En fait, j'ai eu un court la première fois et j'ai fait fondre les fils, ce qui était pénible. J'avais les fils positifs et de masse trop proches l'un de l'autre !

Pas:

1. La première chose à faire est de fixer le servo dans le châssis. Le bras d'asservissement doit être aussi près que possible du côté du châssis. Si vous coupez les supports de vis sur le servo, vous pourrez avoir le côté du servo au ras du châssis. Ajoutez un peu de superglue et fixez-le en place

2. Vient ensuite la batterie. Avant qu'il ne soit fixé en place, vous devrez souder et ajouter des fils directement à la batterie. L'extrémité positive de la batterie doit être placée à l'extrémité de l'interrupteur et la terre à l'arrière.

REMARQUE: vous voulez que le servo tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Testez pour vous assurer de savoir quel fil du servo connecter à quelle extrémité de la batterie. Si vous vous trompez, votre marcheur reculera !

3. Soudez le fil de terre du servo à la terre de la batterie. Ajoutez également un fil supplémentaire à la terre car il sera connecté au module de chargeur plus tard

4. Les fils passeront sous la batterie puis remonteront à l'avant pour qu'ils restent cachés.

5. Ajoutez de la superglue et fixez la batterie dans le châssis.

6. Vous constaterez peut-être que le point de soudure du milieu du commutateur est très proche ou touche le point de soudure du milieu du commutateur. C'est bien, tout ce que vous avez à faire est d'ajouter un peu de soudure et de les connecter ensemble. Vous devrez également ajouter un fil au positif et le connecter au module de charge un peu plus tard

7. Soudez l'autre fil du servo à l'un des points de soudure du commutateur. Essayez-le et assurez-vous que le servo s'allume. Cela fait! bon.

8. Enfin, ajoutez un peu de superglue au bas du module de charge et connectez le positif et la terre aux points de soudure de la batterie

Étape 8: faire les jambes

Les pieds sont fabriqués à partir d'un cintre. La plupart des cintres ont un revêtement, vous devrez donc l'enlever avec du papier de verre. Consultez les schémas qui devraient vous aider avec les dimensions et les coudes

Pas:

1. Une fois le fil poncé, coupez la longue section inférieure du cintre.

2. D'abord, je passe par les pattes avant. Ceux-ci sont assez simples et sont pliés pour faire une forme de coupe. D'abord pliez le fil vers le bas pour avoir une longueur d'environ 70 mm. Vous devez le plier presque à angle droit.

3. La longueur totale des pieds sur la section supérieure est de 70 mm. Cependant, vous devez faire un petit pli en « U » au milieu. Cela vous permettra de le souder à un tube métallique creux un peu plus tard. Utilisez une paire de pinces et faites le "U" aussi petit que possible.

4. Pliez l'autre jambe comme la première. Cela vous donne la forme de base des jambes. Vous pouvez jouer avec eux plus tard pour améliorer la forme si nécessaire

5. Ensuite, les pattes arrière. Ceux-ci ont un coude ou un coude supplémentaire en eux. Tout d'abord, pliez le fil vers le bas pour avoir une longueur de 50 mm. Cela devrait être plié à environ 70 degrés à angle droit.

6. Tenez le fil de manière à ce que le premier coude soit face à vous et faites un coude à angle droit à 30 mm. C'est la première étape.

7. Vous devez maintenant faire la même chose que l'avant et faire un "U" d'environ 35 mm au milieu

8. Pliez l'autre jambe latérale de la même manière que la première.

Étape 9: Souder sur certains pivots aux jambes

OK, j'ai donc décidé d'utiliser l'intérieur d'une fiche banane femelle pour les pivots. Ceux-ci s'adaptent parfaitement aux vis M4 et ont très peu de mouvement latéral. Vous pouvez utiliser des tubes en cuivre si vous le souhaitez à la place, assurez-vous simplement qu'il est bien ajusté sur les vis. Cette étape est un peu délicate, alors assurez-vous de bien fixer la jambe et de bien pivoter avant de souder. J'ai utilisé une vis et une troisième main pour m'assurer que tout était bien en place avant de souder

Pas:

1. Tout d'abord, séparez la fiche banane et retirez tous les embouts en plastique de sorte qu'il ne vous reste plus que la section métallique.

2. Coupez la section de vis en métal de sorte qu'il ne vous reste plus que l'extrémité femelle de la fiche banane. Donnez une lime à l'extrémité coupée pour la lisser.

3. Vous devez maintenant en souder une à chacune des pattes de la section "U" que vous avez créée. Avant de le faire, placez le pivot sur la vis, puis placez les pieds dessus. Cela vous aidera à déterminer comment les jambes doivent s'asseoir contre le pivot.

4. Ajoutez un peu de fondant et avec un petit chalumeau, chauffez le métal et soudez le pivot et les pattes ensemble.

5. Effectuez un test pour vous assurer que les pieds reposent correctement sur le châssis.

6. Faites exactement la même chose pour l'autre jambe.

7. La dernière chose à faire est de fixer les pieds sur les vis avec des contre-écrous. Vous voulez les serrer à un point où les jambes bougent toujours d'un côté à l'autre mais avec un minimum de mouvement possible.

Les jambes ont l'air un peu bizarres sur les images. Les sections « orteils » doivent encore être légèrement façonnées pour que les pattes avant soient assez assises.

Étape 10: Ajout d'un terminal au bras du servo

Les bornes utilisées dans la construction ont été retirées d'une borne de fil. Leur utilisation vous permet de sécuriser les bras plus tard lors du déplacement des jambes et de les ajuster facilement pour que votre déambulateur marche correctement. Il faut quelques ajustements (peut-être plus que quelques-uns !) pour que votre robot marche correctement.

Pas:

1. Tout d'abord, vous devez percer un trou dans le bras du servo. Le trou doit être légèrement plus grand que la vis car la borne doit pouvoir tourner avec le servo.

2. J'ai percé un trou dans le deuxième trou du bras de servo. Il n'y a pas beaucoup de matière juste au bout du bras, donc utiliser le 2ème trou vous donnera juste assez de matière pour percer le trou.

3. Utilisez l'une des petites vis sur le terminal et fixez le terminal au bras servo

4. Enfin, fixez le bras du servo au servo

Étape 11: Liens pour faire bouger les jambes

Obtenir les bons liens m'a pris quelques tentatives. Cependant, j'ai fait quelques dessins dimensionnels qui devraient aider à les obtenir correctement. Vous n'êtes pas obligé d'avoir exactement les mêmes tailles, alors n'insistez pas pour essayer de les obtenir comme les miennes. Tant qu'ils sont proches.

Pas:

Bras de la jambe arrière

1. La première chose à faire est de redresser complètement le trombone du mieux que vous le pouvez.

2. Ensuite, avec des pinces à bec effilé, pliez le fil à environ 45 mm, 180 degrés

3. Pliez l'extrémité pour obtenir une forme ovale allongée. 5 mm de large

4. Soudez le trombone là où les 2 morceaux de métal se touchent.

Bras de la jambe avant

1. Comme le bras des jambes arrière, redressez complètement le trombone

2. Encore une fois, comme l'autre bras, faites une forme ovale allongée, mais cette fois, faites-la de 55 mm de long, elle devrait également faire environ 5 mm de large

3. Soudez l'extrémité pliée, de la même manière que vous l'avez fait sur l'autre.

4. À l'autre extrémité du morceau de fil, vous devez faire une petite boucle. L'une des vis du terminal passera à travers cela, alors assurez-vous qu'elle n'est pas trop petite et que la vis s'enfonce facilement.

Étape 12: Ajout des liens au Walker

Les tringleries sont connectées au servo et au pivot via des bornes que vous pouvez retirer d'une borne filaire.

Pas:

1. Tout d'abord, placez la tringlerie verticale à travers le pied avant.

2. Ensuite, ajoutez une petite rondelle à la vis de pivot et poussez la tringlerie verticale sur la vis de pivot

3. Ajoutez une autre rondelle (vous voulez prendre en sandwich la liaison entre les 2 rondelles) et ajoutez un écrou à la vis de pivot.

4. Poussez la tringlerie vers le haut pour que le bas soit proche de la vis de pivot (images 2) et serrez le contre-écrou pour que la tringlerie ne puisse pas monter ou descendre

5. La prochaine chose à faire est d'ajouter un terminal à la petite boucle en bas du terminal. Vous pouvez utiliser l'une des petites vis du terminal pour ce faire

6. Pour la tringlerie horizontale, placez d'abord la section de boucle à travers la jambe avant

7. Ensuite, poussez la section de tige à travers la borne sur le servo et également à travers l'autre borne jointe à la tringlerie verticale

8. Serrez les deux vis sur les bornes - cela maintiendra les liaisons en place et allumera votre déambulateur. 95% du temps, il va juste faire un back flip et flop sur le dos. Vous aurez besoin de l'accorder, ce qui demande un peu d'apprentissage. Ce n'est pas difficile cependant et j'ai fourni quelques conseils dans la prochaine étape pour le faire.

Étape 13: affiner votre déambulateur

Vous pouvez modifier la façon dont votre déambulateur marche en modifiant la hauteur de la tringlerie verticale et la longueur de la tringle horizontale

Pas:

1. Placez votre déambulateur sur le sol et tournez le bras du servo pour qu'il soit orienté vers le bas. Les pattes avant doivent être relativement droites et l'une des pattes arrière doit être relevée. Vous pouvez abaisser ou augmenter la hauteur de la jambe en modifiant la hauteur de la tringlerie verticale

2. Si vous déplacez le bras du servo pour qu'il pointe vers le haut, l'autre jambe arrière doit être relevée et les jambes avant doivent être relativement droites.

3. Découvrez les 2 premières images qui montrent à quoi les jambes devraient ressembler avec le bras de servo vers le bas et vers le haut

4. Si l'un des pieds arrière s'élève plus haut que l'autre, vous pouvez régler cela en élevant ou en abaissant la tringlerie verticale.

4. Ensuite, déplacez le bras du servo pour qu'il pointe vers la droite dans la 3ème image. Maintenant, les pattes arrière doivent être relativement droites et l'avant doit être tourné. Vous pouvez changer la quantité de tour dans les pattes avant en changeant la longueur de la tringlerie horizontale

5. Si vous déplacez le servo vers la gauche, l'inverse se produira pour les pattes avant et elles seront tournées dans l'autre sens. Jetez un œil aux 2 dernières images qui montrent les positions gauche et droite du servo.

6. Si vous constatez que les pieds avant tournent plus dans un sens que dans l'autre, ajustez cela en modifiant la longueur de la tringlerie horizontale. Une autre astuce consiste à plier légèrement la section de liaison autour de la jambe arrière. Cela peut aider à égaliser la démarche.

7. Continuez à affiner votre déambulateur jusqu'à ce que les deux pattes avant se soulèvent à peu près de la même quantité. Vous ne pourrez pas les obtenir exactement, mais assez près suffira.

8. La dernière chose à faire est de le laisser commencer à explorer son environnement. Essayez de mettre des obstacles sur son chemin et voyez s'il peut les franchir. Vous serez surpris de ce qu'il parvient à surmonter. Il peut même tourner lorsqu'il heurte un mur en utilisant un pied pour se tourner.

Deuxième prix du concours Robots