roboforum.ru

Еще давно, в 2010 году, натолкнувшись в журнале Robot Magazine на первые статьи об антропоморфном роботе Bioloid корейской компании Robotis , я был крайне заинтересован данным конструктором. Может показаться странным, что я называю «пляшущего человечка, андройдного робота и т.п.» конструктором, но это так и есть на самом деле. Компания Robotis позиционирует свою продукцию в первую очередь как образовательные наборы, причем строго определяя возрастную категорию обучающихся – от 15 лет и старше. Верхняя возрастная планка учащихся не ограничена – согласно Википедии : « набор используется в Военно-морской академии США как учебное оборудование в курсе машиностроения».

Так вот, в канун новогодних праздников мне в руки попал набор Bioloid Premium Kit, приобретенный ранее моими друзьями в Москве. Заранее отмечу, что являясь человеком достаточно сильно увлекающимся робототехникой, я впервые в жизни держал в руках что-то подобное – готовый к эксплуатации набор, которого можно сразу же собрать в робота.

Увесистая коробка содержит внутри два яруса и расположенные сверху инструкцию по эксплуатации, диск с программным обеспечением от Robotis и листочек c кратким описанием по Dynamixel. На верхнем ярусе расположены два отсека с сервомоторчиками Dynamixel , джойстик для дистанционного управления, корпусные детали, контроллер СМ-510, а также интерфейсные и зарядные кабели.

Так же в комплект входит набор датчиков: гироскоп, ИК-дальномер Sharp для измерения расстояния, ИК – «бампер» для обеспечения безопасности при ходьбе.

Для дистанционного управления применяется ИК канал между пультом и роботом, который оснащается специальным приемником. Ко всему прочему Bioloid можно оснастить радиоканалом.

Отдельного внимания заслуживает пакетик со шлейфами для объединения по TTL – линии приводов сочленений робота Dynamixel. Все шлейфы собраны в одном пакетике, но имеют разную длину. Мой вам совет – тщательно отсортируйте их по длине сразу же. Дело в том, что средние шлейфы на первый взгляд почти неотличимы по длине, но это не так – при сборке согласно руководству Bioloid может возникнуть ситуация когда один из выбранных вами шлейфов будет установлен в натяг, что опасно перетиранием в процессе движения.
Нижний ярус полностью заполнен пронумерованными коробочками с фирменной эмблемой производителя на крышке.

Первая коробочка содержит комплект крепежа – винты, гайки, пластиковые шайбы и втулки, саморезы и специальные хомутики для закрепления шлейфов на корпусе робота. Оставшиеся коробочки заполнены различными крепежными скобами, а вторая - плавким предохранителем в придачу. Именно эти скобы издавали гремящие звуки, в то время как я вез коробку домой.

Сборка Bioloid – увлекательный, но трудоемкий процесс соединения Dynamixel и специальных скоб. Корпус Dynamixel разработан таким образом, что с трех его сторон - по бокам и снизу расположены шестигранные углубления для закладных гаек. Помещенные в эти углубления гайки надежно фиксируются, таким образом, давая возможность при помощи винтов установить на корпусе Dynamixel одну из крепежных скоб.

Последовательно соединяя моторчики и крепежные скобы, получаем основные узлы гуманойдного робота. Мой вам совет – не бойтесь и как можно сильнее затягивайте винты. Слабо затянутые винты имеют свойство раскручиваться из-за вибраций, возникающих в процессе движения. Кстати, в некоторые комплекты – наборы скоб производитель Robotis комплектует тюбиком клея фиксатора резьбы Loctite. Все это не является существенной проблемой, хорошее качество деталей и крепежных элементов, а так же тщательная сборка обеспечивают надежность всех соединений и механизма в целом.

С момента открытия коробки весь процесс сборки робота занял у меня двое суток. Сначала, согласно инструкции, предстояло соединить отдельные моторчики и крепежные детали, потом объединить моторчики в узлы, а после соединить их между собой. Далее привода сочленений Dynamixel при помощи заранее отсортированных по длине шлейфов объединяются в сеть по TTL-линии и подключаются к контроллеру СМ-510. После этого остается установить аккумулятор и произвести пробный запуск робота.
Базовая прошивка контроллера обеспечивает четыре основных режима: дистанционное управление при помощи джойстика, демонстрационный режим, режим автономной ходьбы и тестовый режим для проверки правильности сборки механизма.
В демонстрационном режиме робот, стоя на месте, произвольно выполняет различные движения – машет руками над головой, делает поклоны и бьет себя руками в грудь в стиле Кинг-Конга. В режиме автономной ходьбы робот произвольно передвигается, обнаруживает препятствия при помощи ИК-дальномера на груди и пытается их обойти.
Во время дистанционного управления можно произвольно передвигаться при помощи стрелочек и выполнять различные запрограммированные действия. Всего запрограммировано 16 базовых действий по числу возможных комбинаций кнопок на джойстике. Первая группа действий – акробатические движения, включающие в себя стойку на руках, отжимания, различные поклоны. Вторая группа - это различные социальные действия, приветствия и поклоны. Последние две группы состоят из игровых действий, движений предназначенных для боев с подобными роботами и для игры в футбол.

К сожалению, в одной статье описать все впечатления от первого общения с Bioloid роботом физически невозможно. Первые впечатления раскрывают огромный потенциал робототехнических конструкторов Robotis. Универсальность крепежных элементов позволяет из одного набора Bioloid Premium Kit, согласно инструкции, собрать 26 других механизмов, и все это достигается благодаря возможностям и конструкции моторчиков Dynamixel. Раскрыть особенности сборки этих механизмов и уж тем более описать процесс их программирования в рамках общей обзорной статьи - невыполнимая задача.
Отдельно отмечу, что для людей, настроенных конструировать на базе Dynamixel что-то самостоятельно, в начале своего пути наиболее разумным будет приобрести Bioloid Premium Kit. Данный набор по сравнению с двумя остальными (Beginner Kit & Comprehensive Kit) будет наиболее интересен разработчику, поскольку он сразу же содержит достаточно большой набор компонент, суммарная стоимость которых в случае приобретения по отдельности получится значительно выше.

P.S. при подготовке статьи использовались личные материалы, иллюстрации с официального сайта московского дистрибьютора, а так же руководств по сборке Bioloid Premium Kit и Bioloid Premium Kit Parking Gate.

Обзор замечательный, а продолжение будет?

Спасибо. Продолжение будет, но не так быстро, такого рода статьи с периодичностью неделя-две.
Может быть вам интересно что-то более конкретное?

Пора бы ввести плату за рекламу

Часть_2.

Какие бы обширные возможности не давали бы робототехнические конструкторы, со временем многие из разработчиков сталкиваются с необходимостью или со внутренним желанием сделать самостоятельную собственную разработку, выходящую за пределы и перечень базовых возможностей приобретенного Kit’а.

Осуществить подобную задумку можно путем сборки интересующего Вас механизма из компонент одного из базовых наборов Bioloid или воспользовавшись отдельными компонентами, такими как: приводы Dynamixel и контроллеры для их управления, а также различные крепежные скобы, предназначенные для сборки различных конструкций.

Корейский производитель Robotis распространяет большинство компонент отдельно от своих конструкторов. Номенклатура товара по объему примерно соответствует комплектации Bioloid Premium Kit и включает в себя все возможные крепежные элементы, контроллеры, датчики и прочие компоненты.

Помимо базовых компонентов разработчик может применить различные контроллеры, применяемые для расширения возможностей проектируемого механизма, например, путем применения дополнительных датчиков, а также любую другую продукцию, например: привода Dynamixel более мощной серии и крепежные скобы, предназначенные для них, а также многое другое.
Лично меня, как разработчика какого-либо механизма, в первую очередь интересует реализация исполнительного уровня, выполняющего поставленную задачу. В связи с этим особое внимание мною в процессе разработки уделяется приводам и сопутствующим им конструктивным элементам. На мой взгляд, почти весь спектр задач любительской робототехники можно решить, используя младшие модели приводов Dynamixel AX-12A или AX-18A. Данные привода немного отличаются друг от друга своими ТТХ, но являются взаимозаменяемыми, поскольку обладают одинаковыми присоединительными размерами.
Собственно говоря, и крепежные скобы, и Dynamixel распространяются как по отдельности, так и небольшими партиями около 3-5 или 10 штук. Отдельно замечу, что в случае с Dynamixel существует возможность поставки комплекта из 6 приводов в общей упаковке. Крепежные скобы в свою очередь так же могут быть доставлены в виде специального комплекта.

Удивительно, но с общим комплектом крепежных скоб от производителя случилась забавная ситуация. После заказа данного набора мне была доставлена коробка, на которой было написано «Bioloid Comprehensive Kit». Столкнувшись с этим, я в первое мгновение впал в дикое замешательство, где-то внутри граничащее с неожиданно зародившимся чувством счастья и надежды. «Неужели по ошибке мне достался полноценный робот, и я теперь смогу устроить кровавую бойню железных машин?!» Но суровая реальность спустила меня с небес на землю – в коробке оказался пусть и долгожданный, но вполне обычный набор крепежных скоб. Как оказалось, по непонятным мне причинам он распространяется в коробке, абсолютно идентичной той, в которой продается полноценный конструктор Bioloid Comprehensive Kit.

Вернемся же непосредственно к процессу разработки, где я попытаюсь описать процесс создания какой-либо конструкции. Наш первый шаг осуществим с апгрейда непосредственно самого робота Bioloid, а именно – оснастим его руки полноценным захватным устройством. Для этого нам понадобятся следующие комплектующие: FP04-F11 – 2шт (продаются по 2шт), FP04-F10 – 2шт (продаются по 10шт), FP04-F9 – 1шт (продается по 5шт), FP04-F3 – 2шт (продается по 10шт), FP04-F1 – 1шт (продается по 10шт), FP04-F8 – 1шт (продается по 3шт), крепеж по месту. Процесс сборки достаточно прост и наглядно демонстрируется на приведенной выше иллюстрации.
Наш робот имеет две руки и поэтому должен обладать двумя клешнями. Таким образом, вышеописанный процесс повторяется дважды. В результате Bioloid заметно преобразился и стал существенно более грозным и функциональным.

Отдельное внимание следует уделить крепежным скобам от CRUSTCRAWLER. Данный производитель выпускает аналог оригинальных крепежных скоб и в том числе реализует собственные проекты на базе них. Наиболее популярным проектом является манипулятор, обладающий грузоподъемностью почти около 1кг.

Подобный манипулятор состоит, как минимум, из двух комплектов: AX-12A Smart Robotic Arm Kit и AX-12A Dual Gripper Hardware Kit. Металлические крепежные скобы обладают идентичными присоединительными размерами по отношению к соответствующим им оригинальным, но в отличие от них обладают меньшей толщиной. В связи с этим возможны некоторые мелкие и неприятные казусы при попытке замены одной детали на другую. Один из них кроется в разной толщине оригинальной детали FP04-F3 и ее металлического аналога.

Проблема заключается в попытке собрать схват манипулятора из оригинальных деталей. Согласно разработке CRUSTCRAWLER, оба Dynamixel скрепляются друг с другом скобами по бокам и такой же скобой снизу. При попытке заменить эти скобы на FP04-F3 очевидно, что из-за увеличенной толщины каждой из них становится невозможным присоединить нижнюю скобу. К счастью, это не сильно критично, и FP04-F3 можно присоединить снизу к каждому из Dynamixel, а потом объединить их общей пластиной, в дальнейшем присоединяемой к поворотному сочленению.
Кстати, примерная грузоподъемность в 1кг манипулятора о т CRUSTCRAWLER – далеко не предел возможностей Dynamixel. В Стендфордском Университете выпущен проект The OpenArm , полностью реализованный на Dynamixel семейства RX и ЕХ, что позволило достичь грузоподъемности чуть более 2кг.
Таким образом становится очевидным, что Dynamixel – это основной компонент продукции ROBOTIS, по праву занимающий передовые позиции по мнению мирового сообщества любителей –робототехников. Данные привода с успехом применяются в хоббийных проектах, в образовательном процессе и мелкосерийных проектах.

Часть_3

Система управления – необходимая составляющая любого робототехнического или мехатронного устройства, превращающая его из груды металла в работоспособное изделие. Разработка системы управления представляет собой неотъемлемый процесс «оживления» робота, представляющий собой реализацию алгоритмов и программ управления в специально предназначенной для этого среде разработки. В зависимости от сложности поставленных задач меняется и применяемый разработчиком инструментарий.

Данное столь длинное введение предшествует краткому обзору способов и методов программирования робототехнических конструкторов Bioloid корейской компании Robotis.
Robotis предоставляет пользователю собственную среду разработки RoboPlus, состоящую из следующего набора компонент: RoboPlus Task, RoboPlus Motion, RoboPlus Terminal, RoboPlus Manager, RoboPlus Help & e-Manual. Данное программное обеспечение является единым для всей продукции Robotis и применяется для семейства OLLO, Bioloid, Expert kit.

RoboPlus Task применяется для программирования посредством набора стандартных инструкций или команд, предназначенных для реализации определенных действий или последовательностей, выполнения условий и организации циклов. Язык программирования легко понятен и подобен стандартным языкам программирования, хорошо знакомым большинству из школьной или университетской программы.

Таким образом, пользователю, знакомому с азами программирования, не составит труда разобраться со средой разработки, принципом программирования и решить поставленную задачу. В результате чего работающий механизм наглядно продемонстрирует собой правильность полученного решения и, несомненно, придаст разработчику заряд положительных эмоций.
RoboPlus Terminal является инструментом, дающим пользователю возможность управлять контроллером СМ-510 посредством текстовых команд при помощи специального интерфейса. Данная среда является обычным терминалом последовательного порта, при помощи которого можно осуществлять прием и передачу данных между компьютером и контроллером СМ-510.

RoboPlus Manager предназначен для диагностики оборудования, входящего в состав разработанного механизма или робота. При помощи специального редактора можно задавать базовые настройки параметров каждой из компонент робота – контроллера, приводов и т.п.

С помощью RoboPlus Manager можно распределять ID между приводами, входящими в состав механизма. Для каждого из Dynamixel можно задавать набор различных ограничений: ограничение углов поворота, ограничение максимальной скорости, предел тепловой защиты и т.д. Помимо базовых приводов, RoboPlus Manager обеспечивает возможность работы со всем семейством Dynamixel, а также с контроллерами СМ-5,СМ-510,СМ-700 и модулем беспроводной связи Zigbee.
Также RoboPlus Manager применяется для обновления драйверов оборудования и контроллеров, выпускаемых компанией Robotis.
Отдельно стоит уделить внимание RoboPlus Motion – среде разработки, в которой можно задавать последовательность движений исполнительных механизмов и моделировать полученный результат.

Окно среды разработки состоит из трех частей. Слева расположен список последовательностей действий робота, соответствующий загруженной в контроллер СМ-510 программе. Каждое действие, выполняемое роботом, может быть представлено в виде совокупности отдельных шагов, разнесенных по различным временным интервалам. Каждый шаг редактируется в центральном окне пользовательского интерфейса.
Справа во вкладке Basic Pose Editor отображаются задаваемые положения каждого из приводов робота, соответствующие выбранному шагу, и положение приводов робота на текущий момент. Во вкладке Pose Utility отображается конфигурация робота, получаемая вследствие переходов между определенными шагами или выполнения заданных операций.

Для продвинутых пользователей компания Robotis предоставляет возможность написания программного обеспечения исполнительного уровня. Специально для этого разработаны множество библиотек для работы с базовым оборудованием и примеры на языке С. Программирование контроллеров серии СМ, а именно - микроконтроллера семейства ATmega, осуществляется с помощью WinAVR или AVRStudio на усмотрение разработчика. Прошивка микроконтроллера осуществляется с помощью вышеописанного терминала или Boot Loader.
Таким образом, нами был осуществлен обзор базового программного обеспечения, предназначенного для управления конструкторами компании Robotis.
На мой взгляд, знакомство и первые попытки программирования конструкторов Bioloid следует начинать с работы в RoboPlus Motion. Данная среда предоставляет возможность путем простых манипуляций создать программу, заставляющую робота выполнять различные движения. Возможность пошагово наблюдать за ходом разработки в окне моделирования и на реальном макете существенно упрощает процесс разработки и дает представление о будущих результатах. Простота разработки и наглядность полученных результатов делают процесс программирования робота Bioloid доступным и увлекательным для пользователей разного уровня базовой подготовки и квалификации.

Обзор добротный, огромное спасибо!
Как бы Вы отнеслись к испльзованию его на сайте нашего магазина? Разумеется, с указанием авторов и ссылок на первоисточник.

Ура, некропостинг!
Шли 3-и сутки сборки bioloid robotis premium.
Израсходовано винтиков типа s1 около 300 штук. В пакетике еще около сотни винтиков. Есть желание удавиться, застрелиться, утопиться.
А еще лежит чемоданчик с KHR-3HV. Пакетики с винтиками такие же жирные как у bioloid

поздравляю!

Зачем покупали когда можно было распечатать?
например такого

правда тут обычные сервы
https://hackaday.io/project/9334-kame-e ... -quadruped


Или такого
http://www.instructables.com/id/3D-Prin ... 00000-USD/

Или побольше
https://github.com/poppy-project/poppy- ... lyGuide.md
https://www.poppy-project.org/technologies/

Хорошие ссылки, в закладки
Все, собрал, прикольно на голову встает и отжимается, хотел видео записать, но потом нашел в инете:



Добавлено спустя 2 минуты 54 секунды:
Только на некоторых демках бьется об пол со всей дури, ребенок ржет как конь над этим. Скорее всего что-то с калибровкой гироскопа...

Робот клёвый, спору нет.

Как мне всё это напоминает старого, доброго иСобота.
https://youtu.be/HNU8VqJv9iI?t=3m10s

В общем, посмотрел я на этого робота в действии - тупая воспроизводилка предварительно записанных движений, даже минимальных инстинктов нет
Хочу такое:


Вторая коробка у меня с Kondo KHR-3HV. Вот думаю, тратить еще 3 дня или нет? Ну канешна буду тратить

Dmitry__ писал(а):В общем, посмотрел я на этого робота в действии - тупая воспроизводилка предварительно записанных движений, даже минимальных инстинктов нет

Как нет? Надо только ручки приложить.
Там несколько режимов, от развлекательных, до тупо радиоуправляемой модели, можно вещи таскать.

А в остальных игрушках, меня бесят их не жесткость конструкции, вечно где-то что-то прогибается и покачивается (от массы/инерции), да это всё можно компенсировать в алгоритме передвижений, но компенсировать гибкость материалов и слабость суставов - ну нафиг и так проблем куча без этого).

Madf писал(а):Как нет? Надо только ручки приложить.

Это да, хак - наше фсе! Но как-то круто за робота в 130000р. увидеть такое порно в стоковом варианте. Нагуглил контроллер робота: cm-530, сделан на stm32, есть гиты со стартовыми проектами. Буду дальше репу чесать.
Во, более старый контроллер cm-510, сделан на авр
http://wiki.robotgeeks.ru/index.php?title=%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D1%80_CM-510_/_CM-530