Hexapode DIY : 6 étapes

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

Dans ce instructable, je vais vous donner le guide étape par étape pour créer un Hexapode Bluetooth, télécommandé.

Tout d'abord, il s'agit d'un gros hexapode, et pour le déplacer, vous aurez besoin de 12 servomoteurs puissants (MG995) et pour gérer cette quantité de signaux PWM (pour contrôler chaque moteur), le moyen le plus simple de le faire est d'utiliser un Arduino Mega 2560 Il faut noter que certains équipements supplémentaires ont été utilisés, comme des imprimantes 3D et une machine de découpe WaterFlow. Vous trouverez maintenant tous les matériaux utilisés et les étapes dont vous aurez besoin pour construire l'un de ces robots.

Étape 1: ce dont vous aurez besoin

Équipement

Fer à souder, machine d'impression 3D, machine de découpe au jet d'eau.

Matériel

• Filament d'impression 3D PLA
• silicium,
• pédicure en acier
• Vis M3X20
• Vis M3X10
• Écrous M3
• Rondelles M3
• roulements à billes 623zz
• Logiciel de CAO

Composants

• (12) Servomoteurs MG995
• (2) piles 9V
• (1) batterie 6 V, 7 ampères
• Caméra GoPro
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) manettes de jeu
• (2) Module Bluetooth HC-05
• (1) potentiomètre 10K

Étape 2: Mécanique et conception des pièces dont vous aurez besoin

Design mécanique

La conception mécanique part du nombre de servomoteurs à utiliser par pied. Dans ce projet, il a été décidé d'utiliser 2 servos par jambe, ce qui lui donne un plus grand nombre de degrés de liberté et rend son naturel remarquable. Il est clair de mentionner que dans tout type de mécanismes, machines ou robots, plus vous avez de degrés de liberté, plus vos mouvements et vos actions sont naturels. Dans le plan de ce projet, exigences et limitations, il y a 12 actionneurs à utiliser, 2 par jambe. Comme mentionné, les servomoteurs seront les principaux composants des jambes, disons que ce sont ces points qui représentent les articulations du robot. Par lequel différents mouvements à la machine sont déclenchés qui, ensemble, simuleront le mouvement la faisant marcher. Sur la base des dimensions des servomoteurs précédemment cités, un carter est conçu dans lequel est monté ce type d'actionneur. Les dimensions de celui-ci fournissent des repères pour concevoir un système de fixation, pour les éléments de support et de connecteurs pour ce qui constituera la jambe dans son ensemble. L'un des servomoteurs est positionné verticalement et l'autre horizontalement, ceci est principalement dû au sens dans lequel son arbre va tourner et activer l'élément sur lequel il est vissé et développer ainsi le mouvement en x ou y, nécessaire à la marche de l'hexapode. En regardant les figures et les images, vous pouvez voir les points où ils sont assemblés à la base principale, qui sont les plaques, du robot. Si vous regardez le servomoteur en position verticale, vous verrez qu'il est entre les deux plaques. L'un d'eux étant vissé en partie haute et l'autre en partie basse. À partir de là, des connecteurs et des barres faciliteront le support du deuxième servomoteur en position horizontale, à partir duquel 4 types de connecteurs différents fonctionnent dans le cadre de la jambe. Ceux-ci permettent le mouvement mécanique qui simule et active le levage et le déplacement de cet élément; qui comprend ces deux barres qui retiennent le plus gros composant de la jambe, sur laquelle elle repose et laisse presque tout le poids du robot.

Comme mentionné précédemment, il existe des limitations qui définissent votre conception. Ils peuvent être de différents types qu'ils soient mécaniques, économiques, ou toute autre ressource essentielle au fonctionnement de votre machine. Ces éléments mécaniques; dans ce cas les servomoteurs, ont établi les dimensions du robot. C'est pourquoi la conception proposée dans ce manuel est de telles dimensions, puisqu'elles partent principalement des actionneurs et du contrôleur sélectionnés, auxquels une grosse batterie a été ajoutée plus tard.

Il est important de dire que la conception mécanique n'est pas définie pour être reproduite telle qu'elle est proposée. Celle-ci peut même être optimisée grâce à des simulations de contraintes et de fatigue des principaux éléments, barres et/ou connecteurs. En tenant compte de la méthode de fabrication choisie, la fabrication additive, vous pouvez tirer le meilleur parti de la conception, de la simulation et de l'impression du solide qui convient le mieux à vos charges et à votre application. Toujours considérer les éléments de base du support, des fixations et des roulements, pour ce dont vous avez besoin. Ceci selon le rôle qu'ils jouent dans le mécanisme. Vous devez donc réfléchir aux spécifications de ces éléments afin qu'ils aient la place appropriée en conjonction avec les autres pièces de la jambe.

Étape 3: Conception de l'électronique

2 PCB où conçus pour le robot.

1 est la carte principale qui sera montée dans le robot et la seconde est pour l'électronique de la télécommande. Le PCB a été conçu à l'aide du logiciel Fritzing puis usiné à l'aide d'un routeur CNC pour la gravure de PCB.

Le PCB principal comprend l'Arduino Mega ainsi que le module bluetooth, tous les servos sont également connectés et utilisent deux lignes d'alimentation qui viennent directement de la batterie à 2 bornes à vis.

Le PCB de la télécommande a plus de composants mais est plus compact, à commencer par le montage de l'Arduino Nano, il y est connecté les deux joysticks pour contrôler la direction et les mouvements de l'Hexapod, un bouton poussoir avec sa résistance 220Ohms appropriée, un potentiomètre pour régler la hauteur du robot et de son module bluetooth HC05. Toute la carte est alimentée à l'aide d'une batterie 9V et les éléments qu'elle contient sont alimentés à l'aide de la sortie 5v de la carte Arduino.

Après la conception, le PCB peut être fabriqué avec l'outil d'usinage CNC spécial PCB, puis vous pouvez procéder à l'installation de tous les composants dans les cartes.

Étape 4: Étape 4: Assemblage

Après avoir mis à disposition toutes les pièces imprimées, vis et roulements ainsi que les outils pour assembler le robot, vous pouvez commencer par l'assemblage des pièces correspondantes, étant donné que les bases des servos verticaux sont assemblées avec une plaque supérieure et une plaque inférieure, 6 de ces pièces avec un servomoteur à l'intérieur. Maintenant, l'accouplement à l'arbre du servomoteur est vissé et à cela la pièce est connectée: "JuntaServos" qui dans sa contrepartie aurait son roulement correspondant pour faciliter la rotation entre les deux parties. Ensuite, il serait connecté au deuxième servo, le servo horizontal et son ensemble respectif de barres qui se relient aux 2 autres segments, créant une fixation directe sur la pointe en acier. Les deux boulonnés avec les vis indiquées. Pour finir avec la jambe, l'embout imprimé en PLA est inséré sous pression.

Cette procédure doit être répétée 6 fois pour assembler les 6 pieds qui supportent et activent le robot. Finalement; positionner la caméra sur la plaque supérieure, en l'ajustant comme souhaité par l'utilisateur.

Étape 5: Étape 5: Codage

Dans cette section, il sera décrit un peu le fonctionnement du code. et il va être divisé en deux parties, le code de la télécommande et le code de l'hexapode.

D'abord le contrôleur. Vous souhaitez lire les valeurs analogiques des potentiomètres dans les joysticks, il est recommandé que ces valeurs soient filtrées et adéquates pour n'obtenir les valeurs que lorsque celles-ci changent en dehors de la plage établie dans le code. Lorsque cela se produit, une valeur de type tableau de caractères est envoyée à l'aide de la fonction Arduino Serial.write via Bluetooth pour indiquer que l'une des valeurs a changé cela pour pouvoir faire quelque chose une fois que l'autre module Bluetooth les reçoit.

Maintenant, le code Hexapod peut également être divisé en 2 parties.

La première partie est l'endroit où sont désignées les fonctions qui seront réalisées en fonction des messages reçus par bluetooth et l'autre partie est l'endroit où le nécessaire est fait pour créer les fonctions exécutées par l'hexapode, telles que marcher en avant, en arrière, en tournant, autres. ce que vous voulez faire dans le code est de désigner les variables nécessaires au fonctionnement à la fois de la communication Bluetooth et des fonctions des servos et de leurs mouvements dans chaque jambe.

la fonction Serial.readBytesUntil est utilisée pour obtenir l'ensemble du tableau de caractères, qui est de 6, toutes les commandes ont 6 caractères, c'est quelque chose de très important à prendre en compte. Dans les forums d'Arduino, vous pouvez trouver des références sur la façon de sélectionner les paramètres optimaux pour que le message soit reçu correctement. Après avoir obtenu l'intégralité du message, il est comparé à la fonction strcmp(), et un ensemble de fonctions if qui attribuent des valeurs à une variable est ensuite utilisé pour attribuer la fonction d'un hexapode dans une fonction de commutation.

Il existe des fonctions supplémentaires, dont l'une lors de la réception de la commande "POTVAL" modifie la hauteur du robot, une autre fonction modifie la hauteur relative de chaque jambe et sa rotation statique, ceci est réalisé avec le joystick, et lorsque le bouton est enfoncé dans la commande, la commande "BOTTON" est reçue dans le code de l'hexapode et modifie la vitesse de déplacement de l'hexapode.

Étape 6: Tester

Dans la vidéo suivante, il est montré comment l'Hexapode a évolué au fil du temps et de voir les tests et le résultat final.