Разработка hexapod с нуля (часть 2) — сборка


    Всем привет! Подошло время для второй части разработки гексапода SKYNET. В данной статье я расскажу как я собрал корпус и об ошибках при его проектировании. Так же будет демонстрация работы конечности и первый самостоятельный подъем с брюха.

    Этапы разработки:
    Часть 1 — проектирование
    Часть 2 — сборка
    Часть 3 — кинематика
    Часть 4 — математика траекторий и последовательности
    Часть 5 — электроника

    Корпус будет немного отличаться от модели из первой части, так как модель является улучшенной версией собираемого корпуса.

    Как упоминалось в первой части, в качестве материала будет использоваться фанера 3мм. Сделал заказ лазерной резки по чертежам из и спустя 2 дня модель из экрана перешла ко мне на стол, правда по частям.


    Меня это не остановило и начался длительный процесс сборки, который занял приблизительно часа 3 — 4. Перед сборкой лучше сделать сортировку деталей, так намного удобнее собирать.


    Сборка конечностей


    for (uint32_t i = 0; i < 6; ++i) {

    Звено 1


    Начать я решил со сборки 1 звена конечности. Для этого потребуются следующие детали:


    Ах да, нам еще понадобится сервопривод. На него необходимо установить 2 «подушки», которыми он будет фиксироваться в корпусе. Перепутать стороны очень сложно, в подушках есть специальный вырез под уголок на ушках сервопривода.


    Далее ставим полученную сборку на нижнюю часть звена в специальный вырез и устанавливаем остальные детали в соответствии с моделью. Ось сервопривода должна совпадать с осью винта на другой стороне. Установку необходимо делать очень аккуратно без особых усилий, чтобы не испортить пазы. Получился следующий результат:


    В конце ставим верхнюю часть звена, затягиваем винты и звено готово.



    Звено 2


    После поглощения пары кружек с чаем пришло время сборки второго звена. С виду собрать легко, но это самая рутиная часть. Для сборки понадобятся детали, показанные ниже. Кстати самая рутиная часть уже сделана — прикручены качалки для сервоприводов. И да, небольшой совет: закручивать саморезы быстрее всего плоскогубцами, крутя при этом саму деталь.


    Дальше по сборке проблем быть не должно. Делаем все в соответствии с моделью и должно получится так:


    Звено 3


    Наконец-то мы подошли к последнему звену будущей конечности. Необходимые детали для сборки набираем в соответствии с моделью и начинаем сборку каркаса:


    Теперь нам понадобится сервопривод и подушки для него. Установить их необходимо следующим образом (для второго ушка сервопривода делаем так же).


    Далее устанавливаем сервопривод в каркас и крепим его при помощи винтов. Так же устанавливаем вторую часть звена и затягиваем все винты. В данном случае я решил установить ось сервопривода ближе к центру звена — так лучше смотрится.


    Наконец-то сборка всех деталей конечности i завершена
    }

    После завершения цикла сборки деталей конечностей, нужно соединить всё вместе. Думаю процесс надевания качалок на оси сервоприводов не нужно описывать. Должно получиться так:


    Видео работы одной из конечностей:


    Сборка рамы


    Данная часть является самой простой и в подробных комментариях думаю не нуждается. Для сборки рамы нам понадобятся все оставшиеся детали. Сборку я решил начать с крышек, так как они собираются с участием клея и пока я буду собирать раму, клей уже высохнет (надеюсь).

    Крышки собираются очень просто и перепутать там что-либо трудно. Должно получится так (нижняя крышка):


    Как видно я залил клеем все места соединения деталей, чтобы вся эта конструкция не развалилась. Кстати, на удивление она оказалась довольно прочной. Верхняя крышка собирается аналогично, только при её сборки главное не перевернуть название гексапода.

    После сборки крышек пора приступать к сборке рамы. Сервоприводы к верхней части крепятся на прямую без подушек и затягиваются моими любимыми винтами и гайками М3. Далее ставим широкие и узкие стойки в пазы и цепляем нижнюю часть. Потом затягиваем все это дело винтами и радуемся результату (не смейтесь над отверткой, она многое пережила).

    В раме стоят сервоприводы S3003, так как партия MG996R из 6 штук пока, что в пути, но размеры у них одинаковые.


    После сборки рамы устанавливаем крышки на свои места, но их приклеивать не нужно. Выглядит это круто.


    Результат


    И теперь момент истины — установка всех ног на свои места. Думаю установить их на оси сервоприводов не составит труда. Результат ну просто шикарен:


    Да, он умеет вставать. Радости в этот момент было крайне много. Код писался на скорою руку, чтобы понять сможет ли он хотя бы встать. В сборке на видео везде стоят сервоприводы S3003, так как оно было снято до перехода на MG996R.


    Грабли, тяпки и мотыги на которые я наступил


    1. Сервоприводы. Решил взять самые дешевые S3003 по 100 руб на шутку и пожалел об этом. Усилия хватает с запасом, но вот люфт это ужас. Ось сервопривода можно спокойно повернуть примерно на 10 градусов в любую сторону, при этом он не делает никаких попыток удержать положение. Если крутить больше, то он будет сопротивляться. И никаких плавных движений с ними реализовать невозможно.
    2. Неверное расположение опор. В результате этого в некоторых местах детали прогибаются при затяжке, особенно это заметно на 3 звене конечности.
    3. Чем больше кусок фанеры, тем сильнее он деформирован, особенно это заметно в раме. В итоге некоторых местах наблюдаются щели.
      Решение: добавил по краям пару отверстий под винты

    4. Подшипники. Да, нужно было поставить подшипники. Эта мотыга черенком по ноге пока не стукнула, но я чувствую, что она приближается. Осевые отверстия быстро изотрутся под нагрузкой и будут люфтить.

    Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

    Про что нужно написать в первую очередь?

    Статьи писать начал недавно. Чего добавить, чего удалить?

    Поделиться публикацией

    Похожие публикации

    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 44

      +6
      Статья хорошая. А вот голосования неправильные — все варианты ответа какие-то пессимистичные. Поэтому отвечаю в комментариях.
      Про что нужно написать в первую очередь?
      Про всё. Очерёдность изложения определяется авторским замыслом. А советы читателей это примерно как ответ Короля из «Алисы в Стране Чудес»:
      — С чего начинать, Ваше Величество? — спросил он.
      — Начни с начала, — важно ответил Король, — продолжай, пока не дойдешь до конца. Как дойдешь — кончай!

      Статьи писать начал недавно. Чего добавить, чего удалить?
      Всего добавить, ничего не удалять.
        +1
        Спасибо за советы)) Я так и планировал, что люди не нашедшие варианты в опросах будут писать в комментарии. Да, опросы не очень, согласен.
        +8
        По сборке, что режет глаза — это винты с потайной головкой в не зенкованные отверстия. Либо винты с полукруглой шляпкой, либо зенкуем отверстия.
          0
          Еще и в дерево. И металл то, если с такой головкой перетянуть, плохо себя чувствовать будет (что легко сделать если нет зенковки), а дерево так вообще треснуть может… Так-что тут не только «режет глаза»…
            0
            И не просто дерево, а фанера 3 мм. У меня самодельное рабочее место для клавы, мыши и т.д. стол-полка к стене, на которой монитор. Винты «в потай», зенкованные отверстия, фанера 15 мм, ok.
            0

            Верно. Это косяк. Нужно будет поправить, но нечего критичного пока не произошло))

            +1
            Название неудачное. Гуглить с таким названием одно мучение. Увидят например на фотке, захотят нагуглить, а найдут известно что.
              0

              По запросу "Skynet гексапод" гуглятся обе части. Возможно название действительно не удачно, но все относительно.

                +1
                Тут есть две вещи. Гугл использует персонализированную выборку, на своем рабочем компьютере без проблем все найдется, а у других совсем нет. Вторая, не каждый знает, что такие конструкции называются гексаподом, и догадается добавить в поисковый запрос.
                  0
                  Возможно Вы правы, но когда я начал искать проекты, то быстро узнал как они называются. Да и название уже поздно менять)) Вырезано на крышке
              0
              Сервы вполне себе ничего, по крайней мере для такого устройства. Какую библиотеку вы используете для управления? Люфт, дребезг и еще миллиард и одна проблема с сервами, могут быть прямым следствием выбора библиотеки работы с ними. Ну или как вариант кодом вашим. Например если вы пытаетесь ими просто тупо пошевелить, не разобравшись в вопросе.
                0
                Сторонние библиотеки не использую — написал свою, но тут дело не в коде 100%. Завести ШИМ на частоте 50Гц очень легко. Да и осциллографом все проверено. Дело в самих серво: MG996R работают прекрасно, а вот S3003 нет. Возможно там китайцы намудрили в плате.

                Их все равно нужно менять, так как пару пластиковых шестеренок ушли на тот свет
                –2
                … надеюсь автор осознает что это лютое «велосипедостроение», и полезно ток с целью прокачки смежных скилов используемых в «проекте», на али вроде полно комплектов
                  +3
                  Да, осознаю. Хочу понять как они работают, а чтобы хорошо это сделать его нужно собрать самому. Да, Вы правды — это проект для прокачки моих скилов, да и робот на полке не помешает))

                  На али есть много чего готового, но это не повод не браться за это.
                  +1
                  Чем больше кусок фанеры, тем сильнее он деформирован, особенно это заметно в раме. В итоге некоторых местах наблюдаются щели.
                  На эти грабли я наступал, поэтому предупредил. Сожалею, но дальше будет хуже. Создавая подобные самоделки мы сознательно или бессознательно берем пример с окружающих нас вещей. Но не нужно забывать, что современный мир — мир непрочных вещей. Полвека назад вещи делались с многократным запасом прочности, сейчас ровно столько — сколько нужно. Это усложняет конструирование, но при массовом производстве такое усложнение оправдано. А в единичных оригинальных конструкциях лучше следовать устаревшим принципам многократного запаса.
                    0
                    В более менее стабильной версии, когда чертеж корпуса устаканится перейду на более хорошие материалы. Еще же кучу датчиков ставить нужно, а фанеру дешевле всего резать. Для отладки думаю самое то))
                      0
                      И мне так казалось, но так намучился, что понял: даже для начальных испытаний надо выбирать не самый плохой материал, пусть и резать чуть труднее. Но может Вам повезет.
                      Желаю удачи!
                        0
                        Спасибо))
                    0
                    А можно посмотреть сам проект в Компасе? Или не планируется пускать его в интернеты?
                      0
                      Конечно можно. Проект открытый. Могу в личку чертежи скинуть (3D сборка там же)
                        0
                        А можно сразу на почту?
                        diolimcom@gmail.com
                        Заранее спасибо!
                          0

                          Выложите, пожалуйста, чертежи на Github или Ядиск, наконец, чтобы все могли скачать.

                      0
                      А как у него с передвижением по неровной местности?
                        0
                        Передвижение еще в процессе разработки. Пока что планирую научить ходить по ровной поверхности.
                          0
                          вот интересно было бы почитать про ваши алгоритмы хождения
                            0
                            Надеюсь до этого этапа дойду быстро. Недавно только закончил с математикой, когда оттестирую её, тогда займусь походкой.
                        0
                        Я бы еще посоветовал автору в будущем добавить датчики касания. Не то чтобы без них работать не будет, но с обратной связью можно будет избавиться от «прыжков» и «подергиваний» при перемещении, и задача по проектированию станет куда интереснее)
                          0
                          Да, планируется поставить датчики касания на концы ног. Пока еще не определился с реализацией. Думаю какие-нибудь концевики поставить или кнопки. Буду рад советам
                            0
                            Ну миниатюрные концевики самый очевидный вариант. Остальное дороже и сложнее. Только, учитывая условия работы, сразу же стоит подумать о легкой замене в случае поломки. И выбрать какой-нибудь распространенный вид, который можно купить «по месту», чтобы не ждать их потом с алика месяц.
                          +1
                          Статьи писать начал недавно. Чего добавить, чего удалить?

                          Традиционно: спеллчекинг и вычитку. Хорошо, когда статья содержательная и интересная. А когда в ней нет досадных ошибок, опечаток и словесного мусора — лучше раз в стопиццот.

                            0
                            Согласен, учту это в будущем
                            0
                            Я правильно понял, что:
                            — Дизайн разрабатывался исходят «так красивше будет», без прикидок кинематики?
                            — Нагрузки не прикидывались, фанера 3мм взята больше по привычке, поскольку раньше хватало?
                              0
                              — Дизайн разрабатывался исходят «так красивше будет», без прикидок кинематики?

                              Кинематику прикидывал, но и внешний вид не оставлял без внимания. 50 на 50 вообщем. А что, есть какие-либо замечания на счет кинематики? Если да, готов выслушать, так как я нашел мало информации по поводу расположения ног, их размеров и т.п.

                              Нагрузки не прикидывались, фанера 3мм взята больше по привычке, поскольку раньше хватало?

                              Прикидывались. Проводил примерный расчет нагрузки на 1 ногу с точностью +-100г, так как не учитывал некоторые величины. Фанеру взял по привычке и исходя из опыта.
                                0
                                PatientZero публиков хорошую серию переводов про кинематику, например. Т.е. я бы взял Unity и в ней бы поигрался, заодно получил бы часть кода и упростил тестирование. Ещё были неплохие статьи про V-REP и ещё одного гексапода, там кинематика рассмотрена довольно подробно.
                                  0
                                  Спасибо за ссылки, обязательно изучу.
                                    0
                                    Поиграться с гексаподом можно еще в ODE, если есть навык программирования на С. За вечер можно набросать код и походить.
                                      0
                                      Спасибо, этот инструмент для меня нов. Давно хотел попробовать щупальца, но лень возиться с тросами и муфтами.
                                      UPD а, ODE как движок используется симами Webots и V-REP.
                                0
                                Мне кажется, что если делать корпус из фанеры, то было бы неплохо потом его чем нибудь покрыть для долговечности.
                                  0
                                  День добрый!
                                  Сам собираю шагающего робота, но с 4 лапами и чуть более расширенными требованиями (например, чтобы мог поднять всю тушку с пола 2 лапами, если потребуется), поэтому интересно было узнать Ваше мнение по сервоприводам.
                                  Я тоже начал с MG996R, но у меня они показали мощность сильно ниже заявленной. Долго ковырялся, думал с проводкой или управлением что не так, пока не наткнулся на видео Torque Test для их серии (https://www.youtube.com/watch?v=QrZ3HRmbINs), где явно показано, что у них мощность в 4 раза ниже заявленной. У Вас они такой же мощности? Или это нам всем так повезло на подделки, а где-то есть сервы этой серии, выдающие положенные 16 кг/с?
                                  Я в итоге пересел на rds3115, они и двухосные, и в комплекте идут с кронштейнами, и мощность выдают заявленную — 15 кг/с. Цена выше всего на 20-30%, зато сразу избавляет от невероятного количества проблем.
                                    0
                                    Мы с Вами в личке уже это обсудили, но я продублирую это тут для остальных.

                                    Я провел быстрые тесты и получил следующие результаты (при частоте 50Гц и 300Гц). Значения не являются предельными, побоялся спалить их:
                                    — 50Гц: > 7кг\см (при удержании)
                                    — 300Гц: > 10кг\см (при удержании)

                                    Как я понял в спецификации указан вес, который серва сможет удерживать, но не поднимать. Подъемная сила где-то в 1.3 — 1.5 раза меньше.

                                    При частоте 300Гц проскакивают заданное положение, но потом возвращаются обратно куда нужно, так же имеются редкие подрагивания. Оптимальная частота 150Гц — при этой частоте не наблюдается раков при управлении приводом.
                                    0
                                    А где вариант голосовалки «статья норм, пиши ещё»? :)

                                    Теперь серьёзно: намекни, пжл, где ты заказывал лазерную резку?
                                      0
                                      Да, действительно этого пункта явно не хватает.

                                      По поводу лазерной резки. Я заказывал в фирме в своем городе (Тула) — InverGroup (http://invergroup.ru/). Сейчас найти того, кто нарежет фанеру на лазерном станке не проблема.
                                        0
                                        Я с год назад искал. Не получилось :(

                                        Спасибо!

                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                    Самое читаемое