roboforum.ru

Добрый день.

Ищу единомышленников для создания восьминого робота на дугообразных ногах. Будет похож на Rhex, но на восьми ногах и без самостоятельного автоматического перемещения, на базе Arduino Uno.


В дальнейшем планирую использовать получившийся скетч для аналогичного робота большего (в 2-3 раза) размера на 12V двигателях.

Планируется (пока не все комплектующие приехали) робот размерами 40х40х4 см (ДхШхТ) без учета ног. Ноги дугообразные, диаметром 10 см. Вес до 4 кг.
Предполагаемая скорость движения в режиме шага около 2 км/ч.

Комплектующие:
1. Arduino Uno R3 - 1 шт в наличии


2. Multiservo Shield от Амперки - 1 шт в наличии

Максимальный постоянный ток на сервы: 10 А
Интерфейс управления: I²C
Количество сервоприводов: 18 по I²C, 6 через Arduino

3. Bluetooth-модуль HC-06 - 1 шт в наличии

Дальность связи при прямой видимости 30 м

4. Оптический энкодер с диском - 20 шт в наличии (по 2 шт на вал).

Количество срок: 100 линий
Внешний диаметр: 22 мм
Диаметр отверстия: 3.5 мм
Толщина: 0.3 мм
Материал: сталь
Производственный процесс: Лазерная резка

5. Понижающий DC-DC преобразователь (для логической части) - 1 шт в наличии

Диапазон входного напряжения: 3,6–25 В
Диапазон выходящего напряжения: 3,3–25 В
Минимальная разница напряжения: 0,6 В
Максимальный ток: 5 А
Максимальная мощность: 25 Вт
Частота преобразования: 350 кГц
Габариты: 46×50×20 мм

6. D066V Высокомощный понижающий DC-DC преобразователь (для сервоприводов) - 1 шт в наличии

Размеры: 60 х 52 х 20 мм
Напряжение вх., В: 4,5 - 30
Напряжение вых.. В: 0,8 - 28
Ток вых, А: 0 - 12 (без дополнительного охлаждения- 10А, с дополнительным охлаждением- 12А)
Мощность макс, Вт: 200 (без дополнительного охлаждения- 100Вт, с дополнительным охлаждением- 200Вт)
КПД: 95% макс

7. Аккумулятор 18650 Panasonic NCR18650B - 10 шт едут с aliexpress

Тип: литий-ионный
Емкость: 3400 мАч
Напряжение: 3,7 В
Диаметр: 18,5 мм
Длина: 65 мм
Вес: 46 г

8. Держатель для двух аккумулятор 18650 (для питания логической части) - 1 шт едет с aliexpress

Вес: 30 г

9. Держатель для четырёх аккумулятор 18650 (для питания сервоприводов) - 2 шт едут с aliexpress

Вес: 40 г

10. Привод постоянного вращения FEETECH FS5113R - 8 шт в наличии

Напряжение питания: 4,8–7,2 В
Крутящий момент: 12 кг·см при 4,8 В; 13 кг·см при 6 В
Скорость вращения: 60° за 0,18 сек (55 об/мин) при 4,8 В; 60° за 0,16 сек (62 об/мин) при 6 В
Габариты: 40,8 × 20,1 × 38 мм
Вес: 56 г
Внутренний интерфейс: аналоговый
Материал шестерней: металл
Материал корпуса: пластик

11. Кронштейны для серводвигателя - 10 шт в наличии

Материал: алюминиевый сплав
Длина: 40 мм
Высота: 20 мм
Ширина: 36 мм
Толщина пластина 2 мм

12. Гибкая муфта - 12 шт в наличии

Внутренний диаметр 5 x 5 мм
Внешний диаметр 18 мм
Длина 25 мм

13. Вал 5 мм - 10 шт в едут с aliexpress

Материал: bearing steel,45
Диаметр: 5 мм
Длина: 300 мм

14. Подшипник 695ZZ - 40 шт в наличии

Деталь: 695ZZ ABEC-5 качество Z3V3
Тип: радиальный шарикоподшипник
Материал: хромированная сталь
Закрытие: 2 щита, не могут быть удалены и повторно установлены
Внутренний диаметр: 5 мм
Наружный диаметр: 13 мм
Ширина: 4 мм

15. Опора подшипника SK13 - 20 шт в наличии

Внутренний диаметр: 13 мм
Высота: 37,5 мм
Ширина: 42 мм
Толщина: 14 мм
Вес: 30 гр.

16. Стопорное кольцо - 50 шт в наличии

Внутренний диаметр: 5,1 мм
Внешний диаметр: 10 мм,
Толщина: 5 мм
Вес: 2,2 гр.

17. Шайба стопорная, быстросъемная - 100 шт едут с aliexpress

Внутренний диаметр: 4,5 мм
Внешний диаметр: 10 мм,
Толщина: 0,8 мм

Ноги планирую пока сделать из алюминиевой полосы шириной 15 мм и толщиной 2 мм.
Корпус из алюминиевого профиля.
Управление с планшета через bluetooth с помощью какой-либо уже написанной программы.

Нужна помощь в написании скетча. Сам живу в Сергиевом Посаде. Каждый будний день бываю в Москве. Могу уделять проекту минимум по 10 часов в неделю. Интернет широкополосный (до 60 Мбит/с), можно общаться через Skype.

17.04.16

Собрал крепления для сервоприводов. Из кронштейнов для серводвигателей и алюминиевой полоски 500х15х2 мм, скрутил винтами М3. Расстояние между сервоприводами увеличил на всякий случай. Длина получилась 50 см. Когда будет полное понимание необходимых размеров, уменьшу.
Сервоприводы не прикручены, свободно лежат.

странная конструкция.
у него же устойчивость будет нулевая, камешек под лапой и он упадёт на бок.

Myp писал(а):странная конструкция.
у него же устойчивость будет нулевая, камешек под лапой и он упадёт на бок.

При ширине 40 см и длине 50 см, при том, что с каждой стороны будет по 4 ноги, робот будет довольно таки устойчив. На фотках от 17.04.16 только крепление сервоприводов.

Только держатели батареек придётся выкинуть, пружинки даже 1А с трудом держат, тем более ударные нагрузки буду обеспечены. Только сварка или пайка. Да и зачем стабилизировать питание драйверов если каждый двигатель будет контролироваться энкодером, только лишнее тепловыделение и расход энергии.

Medtech писал(а):Только держатели батареек придётся выкинуть, пружинки даже 1А с трудом держат, тем более ударные нагрузки буду обеспечены. Только сварка или пайка. Да и зачем стабилизировать питание драйверов если каждый двигатель будет контролироваться энкодером, только лишнее тепловыделение и расход энергии.

Про это не знал - спасибо. Хотел сделать в держателях, чтобы иметь возможность использовать аккумуляторы в кемпинговых фонариках, они у меня тоже на 18650 работают.

Medtech писал(а):Да и зачем стабилизировать питание драйверов если каждый двигатель будет контролироваться энкодером, только лишнее тепловыделение и расход энергии.

Вы правы: от стабилизации питания логической части можно отказаться. Наверное, и сервоприводы выдержат напряжение 8,4В (4,2Вх2, заявлена работа при 7,2В) при заряженных аккумуляторах, но потом оно начнёт падать, что меня не устраивает - робот и так будет медленно ходить (около одного оборота ноги в секунду).

18.04.16

Пришли с aliexpress стопорные кольца.

Коллега
Очень бы рекомендовал Вам сразу сосредоточиться на алгоритме управления сервоприводами.Подобный механизм имет чрезвычайно сложную кинематику Не решив эту проблему до построения механизма,большая вероятность неуспешности проекта.
На форуме уже были попытки построения этой модели, результат - отрицательный
Loox

loox писал(а):Коллега
Очень бы рекомендовал Вам сразу сосредоточиться на алгоритме управления сервоприводами.Подобный механизм имет чрезвычайно сложную кинематику Не решив эту проблему до построения механизма,большая вероятность неуспешности проекта.
На форуме уже были попытки построения этой модели, результат - отрицательный
Loox

Добрый день.

Это я понимаю, но так как мои познания в программировании почти ноль. Я сначала сделаю самого робота, чтобы тренироваться на готовой железке и сразу видеть результаты изменения скетча. Поэтому мне нужна помощь опытных коллег.

Почему ног 8 решили делать, а не 6?

orskdealer
1. Потренироваться Вы не сможете - кинематика движения такой конструкции очень сложная - это не колеса.
В каждый момент времени суставы( ноги, лапы ...) находятся в строгой синхронизации и как обеспечить эту синхронизацию - это вопрос. При этом каждый сустав имееет переменную скорость вращения: меньшую в нижней части , когда опирается на поверхность, и большую - когда уже нет точки соприкосновения с поверхностью. Например: оптические энкодеры, которые Вы приобрели - бесполезны, не смогут обеспечить синхронизацию суставов.
2. В не правильно понимаете термин программироваие,программирование - это решение задачи вообще, в целом, в любых терминах, на любом доступном Вам языке, а написание всяких немыслимых словосочетаний - "бракозябр" в виде if ..then? loop int и прочее - это кодирование программы. Если сомневаетесь, то можете почитать 3-х томный фолиант, классику МУР MУР ( это два автора не помню инициалов) "Искуство программирования"
3. Очень важно, сустав у этого механизма имеет сложную форму, отличную от окружности - это тоже необходимо учитывать.
4. Поэтому, если сочтете возможным прислушаться к моему совету,берете бумагу, карандашик и рисуете циклограмму движения каждого сустава по времени, и чем больше будет точек на циклограмме тем более понятно управление.
Из циклограммы Вы поймете в каких точках Вам понадобится точно знать положение а в каких этого не требуется - от сюда будет понятна принципиальная конструкция энкодера( наверно в данном случае применение слово энкодер не совсем правильно)
Далее к расчету подключите физические параметры - необходимые параметры моторов, текущее время , размеры суставов, вес и прочее - отсюда получите все параметры управления объектом.

Удачи loox

Что за серва F55113R? Будешь переделывать в обычный мотор-редуктор или собираешься использовать как есть?

loox писал(а):orskdealer
3. Очень важно, сустав у этого механизма имеет сложную форму, отличную от окружности - это тоже необходимо учитывать.
loox

F55113R -это не серва и хотя сигналы управления схожи с сервой но они отвечают грубо только за скорость кругового вращения.Вообще на мой взгляд лучше подошли бы обычные мотор редукторы но наверное и на этих можно строить.
Суставом эти лапы как то не правильно называть и их форма не сильно влияет на алгоритм движения.Главное обеспечить их по возможности синхронное вращение,когда две пары лап будут начинать подниматься из рабочего цикла другая пара должна входить в цикл.Сбой синхронизации не сильно страшен и влечёт всего лиш к тому что механизм будет кратковременно садится на брюхо.Форма лапы в основном как я понимаю должна повторять половину окружности со смещенным центром.Енкодеры вполне должны подойти только нужно знать у них стартовое значение которое они сами по себе не знают.Для этого можно в них например вырезать сектор перемычек и программно по увеличившейся задержке определять где находится лапа (например когда лапа внизу и скорость и так минимальна и особо на неё мы не повлияем поэтому склоняюсь к сектору в нижнем положении лапы) и от туда каждый раз начинать новый отчет, манипулируя управляющим сигналом сервы добиваясь одновременного прихода лап в начало или конец рабочего цикла.Ещё надежнее все таки поставить на ось вторую светопару которая будет срабатывать только в одном известном положении.

legion писал(а):Почему ног 8 решили делать, а не 6?

Так проще сохранять равновесие робота и большая вариативность способов ходьбы.

loox писал(а):1. Потренироваться Вы не сможете - кинематика движения такой конструкции очень сложная - это не колеса.
В каждый момент времени суставы( ноги, лапы ...) находятся в строгой синхронизации и как обеспечить эту синхронизацию - это вопрос. При этом каждый сустав имееет переменную скорость вращения: меньшую в нижней части , когда опирается на поверхность, и большую - когда уже нет точки соприкосновения с поверхностью. Например: оптические энкодеры, которые Вы приобрели - бесполезны, не смогут обеспечить синхронизацию суставов.

Оба диска энкодера будут насажены на вал. На первом диске будет открыта только одна прорезь, которая будет соответствовать вертикальному положению ноги. Думаю в void setup() приписать медленную прокрутку ног до этой отметки и принять данное положение за точку отсчёта. По второму диску планирую отслеживать текущее положение ноги. Сервоприводы из одной серии и имеют возможность выставления нуля. Также сервоприводу можно задать направление и скорость вращения. Поэтому надеюсь, что задача будет несколько легче, чем вы описали.

Petr Kiselev писал(а):Что за серва F55113R? Будешь переделывать в обычный мотор-редуктор или собираешься использовать как есть?

Это сервопривод постоянного вращения с крутящим моментом при 6В 13 кг·см, но использовать буду при 7,2В (максимальное напряжение заявленное производителем, данных по крутящему моменту для данного напряжения производитель не пишет), в принципе это и есть мотор-редуктор с драйвером управления. Буду использовать как есть.

sned писал(а):Енкодеры вполне должны подойти только нужно знать у них стартовое значение которое они сами по себе не знают.Для этого можно в них например вырезать сектор перемычек и программно по увеличившейся задержке определять где находится лапа (например когда лапа внизу и скорость и так минимальна и особо на неё мы не повлияем поэтому склоняюсь к сектору в нижнем положении лапы) и от туда каждый раз начинать новый отчет, манипулируя управляющим сигналом сервы добиваясь одновременного прихода лап в начало или конец рабочего цикла.Ещё надежнее все таки поставить на ось вторую светопару которая будет срабатывать только в одном известном положении.

У меня возникла аналогичная мысль.

Еще одна хорошая новость друг пообещал помочь с некоторыми деталями корпуса: на работе у него есть станок с ЧПУ (фреза) и алюминиевые листы толщиной 4 мм. Подскажите, пожалуйста, дружелюбную бесплатную или в пределах 1500 руб. программу для того, чтобы нарисовать чертёж простеньких деталей.

orskdealer писал(а):

legion писал(а):Почему ног 8 решили делать, а не 6?

Так проще сохранять равновесие робота и большая вариативность способов ходьбы.

Не вижу особых проблем с сохранением равновесия,как я уже говорил максимум что грозит это посадка на брюхо что регулярно делает даже Rhex.Да и не предназначены такие механизмы для переноски стаканов воды.
А вот развороты на более удлиненном корпусе будут более проблематичны.
Кстати точно расширить отверстие в тонкой пластине колеса енкодера будет весьма непросто для установки их на 5мм вал.