Арахноид: 16 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Нэгдүгээрт, цаг зав гаргаж, анхаарал хандуулсан танд баярлалаа гэж хэлмээр байна. Миний хамтрагч Тио Марелло бид Чейс Лич нар төсөл дээр ажиллаж, түүний тавьсан бэрхшээлийг даван туулж маш хөгжилтэй байсан. Бид одоогоор Wilkes Barre Area сургуулийн дүүргийн S. T. E. M. Academy I Junior, Tio бол 2 -р курсын оюутан. Манай төсөл, Арахноид бол 3D принтер, Талхны самбар, Arduino MEGA 2560 R3 самбар ашиглан бүтээсэн дөрвөлжин робот юм. Төслийн зорилго нь алхаж буй дөрвөлжин робот бүтээх явдал байв. Маш их ажил, туршилтын дараа бид дөрвөн талт роботыг амжилттай бүтээсэн. Арахноидын төслөө танд танилцуулах боломж олгосонд бид баяртай байна.

Алхам 1: Материал

Дөрвөлжин роботод бидний ашигладаг материалууд багтсан болно: 3D принтер, туслах материал угаагч, 3D хэвлэх тавиур, 3D хэвлэх материал, утас таслагч, талх, батерей, компьютер, АА батерей, цахилгаан соронзон хальс, скотч, MG90S цамхаг Pro Servo Motors, Crazy Glue, Arduino MEGA 2560 R3 самбар, холбогч утас, Inventor 2018 програм хангамж, Arduino IDE програм хангамж. Бид ашиглаж байсан програм хангамж, 3D принтерээ ажиллуулахын тулд компьютер ашигласан. Бид Inventor програм хангамжийг ихэвчлэн эд ангиудыг зохион бүтээхэд ашигладаг байсан тул үүнийг хэн ч гэртээ хийх шаардлагагүй, учир нь бидний үүсгэсэн бүх файлын файлууд энэ зааварт багтсан болно. Arduino IDE програмыг роботыг програмчлахад ашигладаг байсан бөгөөд үүнийг гэртээ хийж буй хүмүүст шаардлагагүй байдаг, учир нь бид бас ашиглаж буй програмаа өгсөн. 3D хэвлэгч, туслах материал угаагч, 3D хэвлэх материал, 3D хэвлэх тавиур зэргийг архахноидын хийсэн эд ангиудыг үйлдвэрлэхэд ашигласан. Батерейны багцыг бий болгохын тулд бид зай эзэмшигч, АА батерей, холбогч утас, цахилгаан соронзон хальс, утас таслагч зэргийг хамтдаа ашигласан. Батерейг батерейны хайрцагт хийж, утас таслагчийг ашиглан зайны багц болон холбогч утасны хоёулангийнх нь утаснуудын төгсгөлийг хайчилж, хамтад нь мушгиж, дараа нь цахилгаан соронзон хальсаар наажээ. Талх, холбогч утас, батерейны багц, Ardiuno зэргийг ашиглан хөдөлгүүрт тэжээл өгч, Arduino -ийн хяналтын тээглүүрт холбосон хэлхээг бий болгосон. Crazy Glue -ийг роботын эд ангиудад servo моторыг бэхлэхэд ашигласан. Өрөм ба эрэг нь роботын бусад элементүүдийг холбоход ашиглагджээ. Шураг нь зураг дээр үзүүлсэн шиг харагдах ёстой боловч хэмжээ нь дүгнэлтэд үндэслэж болно. Скотч соронзон хальс ба Zip зангиа нь ихэвчлэн утсыг удирдахад ашиглагддаг байв. Эцэст нь бид байхгүй байсан материалдаа нийт 51.88 доллар зарцуулсан.

Бидний гар дээр байсан хангамж

1. (Хэмжээ: 1) 3D принтер
2. (Хэмжээ: 1) Дэмжих материал угаагч
3. (Хэмжээ: 5) 3D хэвлэх тавиур
4. (Хэмжээ: 27.39 in^3) 3D хэвлэх материал
5. (Хэмжээ: 1) Утас таслагч
6. (Хэмжээ: 1) Өрөмдлөг
7. (Хэмжээ: 24) Шураг
8. (Хэмжээ: 1) Талхны самбар
9. (Хэмжээ: 4) Зай эзэмшигч
10. (Хэмжээ: 1) Компьютер
11. (Хэмжээ: 8) AA батерей
12. (Хэмжээ: 4) Зип зангиа
13. (Хэмжээ: 1) Цахилгаан соронзон хальс
14. (Хэмжээ: 1) Скотч соронзон хальс

Бидний худалдаж авсан хангамж

1. (Хэмжээ: 8) MG90S Tower Pro Servo Motors (Нийт өртөг: $ 23.99)
2. (Хэмжээ: 2) Crazy Glue (Нийт зардал: $ 7.98)
3. (Хэмжээ: 1) Arduino MEGA 2560 R3 самбар (Нийт өртөг: $ 12.95)
4. (Хэмжээ: 38) холбогч утас (нийт зардал: $ 6.96)

Програм хангамж шаардлагатай

1. Зохион бүтээгч 2018
2. Arduino -ийн нэгдсэн хөгжлийн орчин

Алхам 2: Ассемблейд зарцуулсан цаг

Бид дөрвөлжин роботоо бүтээхэд нэлээд хэдэн цаг зарцуулсан боловч бидний ашиглаж байсан хамгийн их цаг хугацаа нь Арахноидыг програмчлахад зориулагдсан байв. Бид роботыг програмчлахад ойролцоогоор 68 цаг, 57 цаг хэвлэх, 48 цаг дизайн хийх, 40 цаг угсрах, 20 цаг турших шаардлагатай болсон.

Алхам 3: STEM програмууд

Шинжлэх ухаан

Манай төслийн шинжлэх ухааны тал нь servo моторыг тэжээхэд ашигласан хэлхээг бий болгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Бид хэлхээний талаархи ойлголтоо, ялангуяа параллель хэлхээний өмчийг ашигласан. Энэ шинж чанар нь зэрэгцээ хэлхээ нь хэлхээний бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд ижил хүчдэл өгдөг.

Технологи

Арахноидыг зохион бүтээх, угсрах, програмчлах явцад бидний технологийг ашиглах нь маш чухал байсан. Бид Inventor хэмээх компьютерийн тусламжтай дизайны програм хангамжийг ашиглан дөрвөлжин роботыг бүтээжээ. Үүнд: их бие, таг, гуя, тугал. Бүх эд ангиудыг 3D принтерээр хэвлэв. Arduino I. D. E ашиглан. програм хангамжийн тусламжтайгаар бид Arduino болон servo мотор ашиглан Arachnoid алхах боломжтой болсон.

Инженерчлэл

Манай төслийн инженерийн тал бол дөрвөлжин роботод зориулагдсан эд ангиудыг зохион бүтээхэд ашигладаг давтагдах процесс юм. Бид моторыг холбож, Arduino болон талхны хавтанг байрлуулах аргуудыг тараах хэрэгтэй болсон. Төслийн програмчлалын тал нь тулгарч буй асуудлуудын шийдлүүдийн талаар бүтээлчээр бодохыг шаарддаг. Эцэст нь бидний ашигласан арга нь үр дүнтэй байсан бөгөөд роботыг шаардлагатай хэлбэрээр хөдөлгөхөд тусалсан юм.

Математик

Манай төслийн математик тал бол Омын хуулийг хэрэгжүүлэх шаардлагатай моторыг асаахад шаардлагатай хүчдэл ба гүйдлийн хэмжээг тооцоолох тэгшитгэлийг ашиглах явдал юм. Бид мөн математик ашиглан роботод зориулан бүтээсэн бүх эд ангиудын хэмжээг тооцоолсон.

Алхам 4: 2 -р давталтын дөрвөлжин робот таг

Арахноидын тагийг доод талд нь дөрвөн шонгоор хийсэн бөгөөд тэдгээрийг биен дээр хийсэн нүхний дотор байрлуулсан байв. Эдгээр шонгууд Crazy Glue -ийн тусламжтайгаар тагийг роботын биед бэхлэх боломжтой болжээ. Энэ хэсгийг Ardiuno -г хамгаалж, роботыг илүү боловсронгуй болгоход туслах зорилгоор бүтээсэн болно. Бид одоогийн загвараар урагшлахаар шийдсэн боловч үүнийг сонгохоос өмнө дизайны хоёр давталтыг давсан.

Алхам 5: Хоёр дахь давталтын дөрвөлжин роботын бие

Энэ хэсэг нь гуяны хэсэг, Ардуино, талхны хавтанг хөдөлгөхөд ашигладаг дөрвөн хөдөлгүүрийг байрлуулах зорилгоор бүтээгдсэн. Биеийн хажуугийн тасалгаанууд нь одоогоор бидний ашиглаж буй хөдөлгүүрээс илүү том хэмжээтэй хийгдсэн бөгөөд энэ нь салангид хэсгийг харгалзан үзсэн болно. Энэхүү загвар нь эцэстээ хангалттай дулаан тархалтыг хангаж, моторыг эрэг ашиглан бэхлэх боломжийг олгосон бөгөөд энэ нь биед гэмтэл учруулахгүйгээр дахин хэвлэхэд илүү урт хугацаа шаардагдах болно. Урд талын нүх, биеийн ар талд хана байхгүй байсан тул утсыг Arduino болон талхны тавцан руу оруулахын тулд зориудаар хийсэн болно. Биеийн дунд байрлах зай нь Arduino, талхны хавтан, батерейг байрлуулах зориулалттай байсан бөгөөд хэсгийн доод хэсэгт тусгай зориулалтын дөрвөн нүх байдаг бөгөөд энэ нь servo моторын утсыг дотогш нэвтрүүлэх зориулалттай. роботын ар тал. Энэ хэсэг нь бусад бүх хэсгийг зохион бүтээсэн суурь болж өгдөг тул хамгийн чухал хэсгүүдийн нэг юм. Үзүүлсэн нэгийг сонгохоосоо өмнө бид хоёр давталтыг давсан.

Алхам 6: 2 -р давталтын Servo мотор зайг

Серво мотор тусгаарлагч нь Арахноидын биеийн хажуугийн хэсгүүдэд зориулагдсан болно. Эдгээр тусгаарлагчид нь биеийн хажуу тал руу ямар ч өрөмдлөг хийх нь аюултай байж, илүү их хэсгийг дахин хэвлэхэд бидэнд материал, цаг хугацаа алдахад хүргэж болзошгүй гэсэн санааг агуулсан болно. Тийм ч учраас бид салгагчтай хамт явсан нь энэ асуудлыг шийдээд зогсохгүй хэт халалтаас урьдчилан сэргийлэх моторуудад илүү том зай гаргах боломжийг бидэнд олгосон юм. Зайлагч хоёр удаа давтсан. Анхны санаа нь: хоёр талд хоёр тусгаарлагчтай холбогдсон хоёр нимгэн хана. Энэ санаа нь хаягдсан, учир нь бид тал бүрийг тусад нь өрөмдөх нь илүү хялбар байх болно, тиймээс хэрэв нэг нь эвдэрч гэмтсэн бол нөгөөг нь хаях шаардлагагүй болно. Бид мотор тасалгааны дээд ба доод хэсэгт нааж хийхэд хангалттай байсан эдгээр 8 ширхэгийг хэвлэв. Дараа нь бид хэсгийн урт талд төвлөрсөн өрөм ашиглаж туршилтын цооног үүсгэсэн бөгөөд дараа нь моторын хоёр талд бэхлэх зориулалттай шураг ашигласан.

Алхам 7: Хоёр дахь давталт Дөрвөлжин робот хөлний гуяны хэсэг

Энэ хэсэг нь гуя буюу роботын хөлний дээд хагас юм. Энэ нь манай роботыг өөрчилсөн мотортой хамт ирсэн арматурын зориулалтаар хийсэн хэсгийн дотор талд нүх гаргажээ. Бид мөн хөлнийхөө доод талыг хөдөлгөхөд зориулагдсан моторт зориулагдсан хэсгийн доод хэсэгт үүр нэмж оруулав. Энэ хэсэг нь хөлний гол хөдөлгөөнийг зохицуулдаг. Бидний ашиглаж буй энэ хэсгийн одоогийн давталт нь хоёр дахь нь юм, учир нь эхнийх нь илүү загвартай байсан тул бид шаардлагагүй гэж шийдсэн.

Алхам 8: Дөрвөлжин роботын өвдөгний үений 5 дахь давталт

Өвдөгний үе нь дизайны хамгийн төвөгтэй хэсгүүдийн нэг байв. Энэ нь хэд хэдэн тооцоо, туршилт хийсэн боловч одоо үзүүлсэн загвар нь маш сайн ажилладаг. Энэ хэсэг нь хөдөлгүүрийн хөдөлгөөнийг тугал эсвэл доод хөл дээрх хөдөлгөөнд үр дүнтэй шилжүүлэхийн тулд моторыг тойрон гарах зориулалттай байв. Дизайн, дизайныг дахин боловсруулахад таван удаа давталт хийсэн боловч нүхний эргэн тойронд бий болсон тодорхой хэлбэр нь бидний шаардлагатай хүч чадлыг алдалгүй хөдөлгөөний боломжит түвшинг дээд зэргээр нэмэгдүүлсэн. Бид мөн моторыг хажуугийн нүхэнд илүү сайн бэхэлсэн арматур ашиглан бэхэлсэн бөгөөд энэ нь мотор дээр төгс тохирох бөгөөд энэ нь эрэг шургийг ашиглах боломжийг олгодог. Хэсгийн ёроолд байгаа туршилтын цооног нь өрөмдлөг, эвдрэлээс зайлсхийх боломжтой болгосон.

Алхам 9: 3 -р давталтын дөрвөлжин робот хөл тугал

Роботын хөлний хоёр дахь хагасыг ийм байдлаар бүтээсэн бөгөөд робот хөлөө яаж ч буулгасан хамаагүй, үргэлж ижил хэмжээний зүтгүүрийг хадгалж үлдэх болно. Энэ нь хөлний хагас тойрог хийц, ёроолд нь наасан хөөсөн дэвсгэрийн ачаар юм. Эцсийн эцэст энэ нь роботыг газарт хүрч, алхах боломжийг олгодог зорилгодоо бүрэн нийцдэг. Бид энэ загвараар гурван давталт хийсэн бөгөөд үүнд голчлон урт, хөлийн дизайны өөрчлөлт орсон.

Алхам 10: эд анги зохион бүтээгчийн файлыг татаж авах

Эдгээр файлууд нь Inventor -ийнх юм. Эдгээр нь бидний энэ төсөлд зориулж боловсруулсан бүх бэлэн хэсгүүдийн файлууд юм.

Алхам 11: Чуулган

Бидний өгсөн видеон дээр Арахноидыг хэрхэн угсарсан тухай тайлбарласан боловч энд дурдаагүй нэг зүйл бол та хуванцар хаалтыг хөдөлгүүрийн хоёр талаас нь салгаж, хуучин байрандаа зүлгүүрээр зайлуулах шаардлагатай болно.. Бусад зургуудыг угсралтын үеэр авсан болно.

Алхам 12: Програмчлал

Arduiono програмчлалын хэл нь C програмчлалын хэл дээр суурилдаг. Arduino код засварлагч дотор бидэнд хоёр функц өгдөг.

• void setup (): Энэ функц доторх бүх код эхэндээ нэг удаа ажилладаг
• void loop (): Функцийн доторх код эцэс төгсгөлгүй эргэлддэг.

Улбар шар өнгийн линк дээр дарж кодын талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл доороос шалгана уу!

Энэ бол алхах код юм

#оруулах

classServoManager {

нийтийн:

Servo FrontRightThigh;

Servo FrontRightKnee;

Servo BackRightThigh;

Servo BackRightKnee;

Servo FrontLeftThigh;

Servo FrontLeftKnee;

Servo BackLeftThigh;

Servo BackLeftKnee;

voidsetup () {

FrontRightThigh.attach (2);

BackRightThigh.attach (3);

FrontLeftThigh.attach (4);

BackLeftThigh.attach (5);

FrontRightKnee.attach (8);

BackRightKnee.attach (9);

FrontLeftKnee.attach (10);

BackLeftKnee.attach (11);

}

voidwriteLegs (int FRT, int BRT, int FLT, int BLT,

int FRK, int BRK, int FLK, int BLK) {

FrontRightThigh.write (FRT);

BackRightThigh.write (BRT);

FrontLeftThigh.write (FLT);

BackLeftThigh.write (BLT);

FrontRightKnee.write (FRK);

BackRightKnee.write (BRK);

FrontLeftKnee.write (FLK);

BackLeftKnee.write (BLK);

}

};

ServoManager менежер;

voidsetup () {

Manager.setup ();

}

voidloop () {

Manager.writeLegs (90, 90, 90, 90, 90+30, 90-35, 90-30, 90+35);

саатал (1000);

Manager.writeLegs (60, 90, 110, 90, 90+15, 90-35, 90-30, 90+35);

саатал (5000);

Manager.writeLegs (90, 60, 110, 90, 90+30, 90-65, 90-30, 90+35);

саатал (1000);

Manager.writeLegs (70, 60, 110, 90, 90+30, 90-65, 90-30, 90+35);

саатал (1000);

Manager.writeLegs (70, 60, 110, 120, 90+30, 90-65, 90-30, 90+35);

саатал (1000);

Manager.writeLegs (90, 90, 90, 90, 90+30, 90-35, 90-30, 90+35);

саатал (1000);

}

GitHub -ийн ❤ дээр зохион байгуулагдсан rawQuad.ino -г үзэх

Алхам 13: Туршилт

Бидний энд оруулсан видеонууд нь архахноидыг туршиж үзэхэд зориулагдсан болно. Таны алхаж буйг харах цэгүүд жаахан богинохон боловч энэ нь дөрвөлжин роботыг хэрхэн яаж хийсэн тухай ойлголт өгөх ёстой гэж бид үзэж байна. Төслийнхөө төгсгөлд бид алхаж чадсан боловч аажмаар бидний зорилго биелсэн. Өмнөх видеонууд нь бид хөлний дээд хэсэгт бэхэлсэн моторыг туршиж үздэг.

Алхам 14: Дизайн хийх, хэвлэх явцад

Бидний энд оруулсан видеонууд нь бидний хийсэн эд ангиудыг зохион бүтээх, хэвлэх үйл явцын явцыг шалгах явдал юм.

Алхам 15: Боломжит сайжруулалтууд

Арахноидтой илүү их цагийг өнгөрөөж, зарим санаа олсон бол бид хэрхэн урагшлах талаар бодох цаг гаргав. Бид Arachnoid -ийг тэжээх илүү сайн арга замыг хайж олох болно, үүнд: цэнэглэж болох илүү сайн, хөнгөн зайны багцыг хайж олох. Бидний бүтээсэн хэсгийг дахин төлөвлөж, хөлийнхөө дээд хэсэгт servo моторыг холбох илүү сайн аргыг хайж олох болно. Бидний хийсэн бас нэг анхаарал хандуулах зүйл бол камерыг роботод хавсаргах явдал бөгөөд үүнийг хүмүүс хүрч чадахгүй газарт нэвтрэхэд ашиглаж болно. Бид роботыг зохион бүтээх, угсрах явцад эдгээр бүх зүйлийг оюун ухаандаа дамжуулж байсан боловч цаг хугацааны хувьд хязгаарлагдмал байсан тул бид тэдгээрийг хэрэгжүүлэх боломжгүй байв.

Алхам 16: Эцсийн дизайн

Эцэст нь хэлэхэд, бидний эцсийн загвар гарч ирсэнд бид маш их баяртай байгаа бөгөөд танд ч бас ийм санагдаж байна гэж найдаж байна. Цаг гаргаж, анхаарал тавьж байгаад баярлалаа.