Привет!
Несколько месяцев назад я публиковал пост, о своем роботе.
Сейчас я хотел бы поделиться обновлением: недавно я написал клиентское приложение (на питоне) для Steam Deck (игровая консоль).
Теперь роботом можно управлять через WiFi, видеть логи и стрим с камеры.
Исходные коды клиентского и серверного приложений доступны в моем github https://github.com/stanislau-arkhipenka/arr
Привет.
Недавно закончил сборку вот этого робота.
Работает на raspberry pi, управляется контроллером от xbox.
Инструкция по сборке и список комплектующих тут https://zzbot.org/projects/apc-1-hexapod/
Всем привет! Хочу представить вам своего нового робота: АРС (Автономный Робот Спасатель) - это мой концепт, мой взгляд на то, как такой робот мог бы выглядеть, если бы он существовал в реальности. К тому же, мне хотелось создать бота, который бы выглядел так, как они выглядят в книгах, фильмах или играх. По сути, это классический дистанционно управляемый шагающий робот, но с интересным дизайном. Проект находится в открытом доступе, так что его может собрать любой желающий. Страница проекта - тык.
Подробное видео по сборке, в конце которого можно увидеть эту штуку в действии:
Не так давно я уже собирал одного гексапода, о нём можно прочесть здесь:
Шагающий FPV дрон "Скорпион". Часть 2: Настройка и тесты
Новый робот создан на его основе. "АРС" обошёлся мне примерно в 20 000 рублей + филамент для печати деталей, а вот "Скорпион" обойдётся в разы дешевле, т.к. он собран на гораздо более дешёвых сервах.
Все 3D модели созданы в КОМПАС-3D Home.
Все пластиковые детали напечатаны на 3D принтере. Я использовал филаменты четырёх типов: угленаполненный нейлон (BFCarbon), смесь поликарбоната и АБС (PC/ABS), резиноподобный филамент (BFGummy) и полупрозрачный Watson.
Все детали из PC/ABS были обработаны наждачной бумагой и окрашены аэрографом.
В движение робота приводят 18 оригинальных сервоприводов MG92B, установленных в ногах. Плюс ещё два (MG996R и MG92B) для головы. На них приходится больше половины стоимости всего бота, но они безусловно стоят своих денег: сервы действительно очень живучие и мощные, особенно как для своего размера и веса (каждый весит всего 15 грамм).
Питается робот от пары Li-ion аккумуляторов формата 21700 соединённых параллельно, суммарная ёмкость составляет 8000 mah. Заряда хватает минимум на 30 минут активной ходьбы в самом быстро режиме, с включенным светом и камерой. Заряжать бота можно зарядкой от смартфона, планшета, от пауэрбанка или даже от компьютера, т.к. здесь установлен типовой модуль зарядки с разъёмом USB Type-C.
Внешний каркас базы и головы собран на карбоновых трубках. В базе на него действительно ложится нагрузка, а вот на голове - это скорее декоративный элемент.
Хотя мы значительно улучшили прошивку и добавили много нового (подробности в видео) управление пока осталось прежним, потому пришлось снова использовать беспроводной контроллер от PS2. В ближайшем будущем нужно её переписать и прикрутить управление при помощи нормальной дальнобойной аппаратуры, потому что с приёмниками геймпадов часто бывают проблемы, да и радиус действия у них всего метров 10, а это не серьёзно.
В голове установлена FPV камера RunCam Split 3, которая не только транслирует видео на FPV шлем, но и пишет его на бортовую флешку в FullHD. Фонарик и габариты включаются дистанционно, при необходимости.
Бот весит 1,8 кг. но, не смотря на это, он получился довольно шустрым.
Я очень рад, что наконец-то смог реализовать свою давнюю задумку. Надеюсь эта штука вам понравилась =)
В ближайшее время я возьмусь за проектирование нового бота. Он будет гораздо больше, мощнее и ещё интереснее =)
И ещё несколько фото напоследок:
Два года разработки с 0, вот прям с чистого чертежа в КОМПАС 3Д. Всю электронику, прошивку, программу управления, механику, математику и дизайн - всё сам и всё с нуля. Наконец-то я сделал это - проект достиг версии 1.00. Не буду голословным, результат работы показан на видео. Надеюсь всем понравится :)
Вот тут можно узнать о ходе разработки подробнее. Там есть ссылки на различные этапы разработки.
Всем привет. Недавно я писал о своём новом Гексаподе.
Вот вторая часть видео, в которой я очень подробно рассказал обо всех режимах ходьбы и о настройке прошивки. А в конце вас ждёт небольшой тест - драйв:
Если вкратце, то вот список того, что умеет робот:
У нас тут есть четыре режима ходьбы: Tripod, Tetrapod, Wave, Ripple.
Tripod (Треножник) – Робот переставляет по 3 ноги за раз.
Tetrapod (Четвероногий) – Робот переставляет по две ноги за раз, как Тетрапод (четвероногий)
Wave – Робот переставляет по одной ноге за раз, по очереди, от первой до шестой.
Ripple – Так же по одной ноге за раз, но уже в ином порядке.
Для каждого из этих режимов доступен медленной подрежим ходьбы, при активации которого скорость робота снижается в 3 раза.
Ну и дополнительные возможности:
При активации режима Translate правый стик приводит в движение корпус робота в горизонтальной плоскости, а так же позволяет поднимать и опускать корпус по вертикали левым стиком.
Режим Rotate позволяет вращать корпус по трём осям при помощи правого и левого стиков, а так же поднимать и опускать его по вертикали.
Ещё есть режим фиксации. Можно изменить положение корпуса робота при помощи режимов Rotate или Translate, зафиксировать его, а затем выбрать один из четырёх режимов ходьбы и попробовать ходить в таком виде.
Ещё робот можете махать передними лапами, но этот режим так, для галочки, видимо просто оставалась свободная кнопка.
Прошивка взята вот из ЭТОГО проекта – это отличный большой Гексапод. Автора этого проекта зовут Марк, он проделал большую работу и написал отличный код, а затем выложил в открытый бесплатный доступ, за что надо сказать ему просто Огромное Спасибо. Мне только пришлось разобраться что к чему (не без помощи автора) и настроить прошивку под моего Гексапода, т.к. он отличается от оригинального как по размерам, так и частично по конструкции. В своём видео я изложил всю необходимую информацию о прошивке, так что любой желающий теперь сможет собрать своего робота, желаемых размеров и формы, и настроить эту прошивку для работы с ним.
В целом робот получился очень даже не плохим, особенно как за свои деньги. Без FPV системы эта штука обойдётся примерно в $70 - $80, что очень дёшево, как для радиоуправляемого шагающего робота.
Аккумулятора ёмкостью 850mah хватает на 30 минут ходьбы по ровной поверхности. Из минусов – робот получился не особо быстрым, а так же едва отрывает ноги от поверхности, из за чего цепляется ими даже за мелкие камни и ветки. Всё это я постараюсь исправить уже в следующей версии.
Этот шагающий FPV дрон – это только первый прототип, который был необходим, чтобы помочь мне разобраться в прошивке и посмотреть, как всё это должно работать на практике. Следующая пара роботов будет куда интереснее =)
Всем привет! Решил я наконец собрать ещё одного шагающего робота. На этот раз - это Гексапод, управляемый контроллером от PS2. На борту установлена FPV система, которая отправляет картинку на шлем и пишет её на бортовую MicroSD карту.
Ссылка на страницу проекта - тык.
Видео по сборке:
Платой управления является Mega 2560 Pro - уменьшенный аналог Arduino Mega 2560. О прошивке я подробно расскажу в следующей части.
FPV камера RunCam Split 3 с возможностью записи видео и звука на бортовую флешку. Максимальное разрешение - FullHD (1080) при 60 кадрах в секунду. Матрица тут совсем небольшая, потому по качеству видео получается не лучше, чем на бюджетных экшен камерах, но и весит эта штука всего 14 грамм, потому никаких претензий к картинке быть не может =)
Платы распределения питания для сервоприводов нарисованы самостоятельно и заказаны у производителя прототипов печатных плат.
В движение робота приводят 18 сервоприводов MG90.
Для питания используется 2S Lipo аккумулятор на 850mah.
В следующей части видео я подробно расскажу о прошивке, что и где нужно крутить, чтобы настроить её под Гексапода любых (в разумных пределах) размеров и, конечно, устроим небольшой тест -драйв =)
Здравствуйте. Сегодня я бы хотел поделится своим инженерном шедевром - гексаподом SKYNET. Тут не будет технических подробностей и инструкций, просто хочу показать людям свое творение и услышать какую-нибудь критику или предложения. Если вы хотите больше технических подробностей, то я в ходе разработки публикую статьи на хабре (ссылки я оставлю в конце).
Робот собран на базе микроконтроллера SAM3X8E (Arduino Due, только без Arduino - FW написано на чистом C). Возможно вы не поверите, но сделан он из фанеры 3мм с применением лазерной резки. Долго и нудно красил фанеру перманентным маркером (6 штук ушло), но результат порадовал.
Мощные фанерные лапы содержат в себе сервоприводы с моментом 20кг\см, что хватает для причинения болей в случайно попавших во время движения человеческих пальцах (поверьте моему опыту). Без проблем может тащить на себе 4л бутылку с водой и может сходить за вас в магазин (в теории). Собирается это чудо за 8-10 часов с учетом калибровки и настройки.
Электроника гексапода состоит из 2 частей: силовая плата для питания микроконтроллера и сервоприводов и плата управления, которая отвечает за коммуникацию по WIFI и подключение внешних сенсоров. Все печатные платы проектировались, разводились и изготавливались в домашних условиях своими руками (все они двухсторонние). Ниже на картинке плата управления. Она вставляется в Arduino Due, а та уже прикручивается к корпусу.
Сердце гексапода - DC-DC понижающий преобразователь 12V - 6V на базе 8 LM2596S. Максимальный выходной ток в 24A позволяет подключать мощные приводы, при этом запас по току остается довольно большой. КПД преобразователя 85% при входном напряжении 12V и максимальной нагрузке.
И конечно же немного видео.
Проект является открытым и активно развивается. Исходные коды прошивки, программ и чертежи доступны на GitHub:
- Прошивка (Atmel Studio): https://github.com/NeoProg2013/Skynet_firmware
- Программа управления (Qt Creator): https://github.com/NeoProg2013/Skynet_control
- Печатные платы (Sprint Layout): https://github.com/NeoProg2013/Skynet_PCB
- Чертежи (КОМПАС 3D V16): https://github.com/NeoProg2013/Skynet_blueprint
- Программа конфигурации (Qt Creator): https://github.com/NeoProg2013/Skynet_setup
Технические подробности (хабр):
- Часть 1: https://habr.com/ru/post/424867/
- Часть 2: https://habr.com/ru/post/424905/
- Часть 3: https://habr.com/ru/post/436748/
- Часть 4: https://habr.com/ru/post/444070/
- Часть 5: https://habr.com/ru/post/448058/
Если у кого-то будут вопросы или проблемы по сборке (если вы вдруг захотите), я буду рад на них ответить.
Баянометр ругался на кривые деревья :)
Предыстория (для тех кто не в кугсе, часть -1) : решили мы с коллегой пособирать что либо на ардуино, его выбор пал на шестинога (чаще встречается название гексапод, паук и т.д.).
Вступление. В этой части рассмотрим геометрию хождения «паучьих», терминологию (сразу оговорюсь я ее применять не буду, но для академического интереса опишу). Вспомним (для кого-то подтянем, может даже и для самих себя после каментов) тригонометрию, опишем ее, переложим в код и проверим все это в работе одной ноги.
Железо по прежнему 1 arduino nano, 18 сервоприводов tower pro MG996R (точнее их дешевые клоны-уже писал что это никак не сопоставимо с оригиналом, но дешево) 4 аккумулятора 18650 2х2 (7.4В 4.8 Ач) несколько преобразователей напряжения. И шилд расширения шим выводов или еще одна arduino nano (не решено, но опробовано и так и так).
Обещанная терминология лап.
Чаще применяются 3 части Coxa, Femur, Tribia. Я назову Плечо, Предплечье и Лапа.
Про код. Чаще встречаешь в сети из легко доступного код который может совершить конкретные действия в конкретном механизме заранее известного размера, что весьма печалит ибо всегда хочется совершать и свои движения. Постараемся написать именно такую функцию которая может передвигать лапу в любом направлении по «рисунку» на координатной плоскости (по сути по описанию промежуточных точек, в массиве, с координатами X Y Z)
Про термины. Нам понадобятся функции sin(A), cos(A), tan(A).
sin(A) отношение противолежащего (относительно угла) катета к гипотенузе
cos(A) отношение прилежащего (относительно угла) катета к гипотенузе
tan(A) отношение противолежащего катета к прилежащему или синуса к косинусу угла.
Еще нам понадобится формула отыскания угла в непрямоугольном треугольнике .
Про переменные. Переменные которые мы заведем (что то будет заведено не переменными а "задефайнено"=#define эта штука запоминает первую часть описания и меняет на вторую во всем коде, не занимает место в оличии от переменных и в нее удобно поместить вещи которые не нужно менять, наши габаритные параметры лап). Первые из переменных это координаты в пространстве x, y, z, по ним зададим точки в пространстве по которым будем перемещать лапы.
Углы которые будем считать q_0 угол плеча, q_1, q_2-угол сервопривода лапы, A-угол сервопривода предплечья, F.
Еще величины использующиеся при расчете r_1 длина предплечья, r_2 длина лапы, vinos_r_1 расстояние от оси Z (оси поворота плеча, корневой сервы) до оси поворота предплечья (второго сервопривода). Дело в том что эта величина всегда перпендикулярна оси Z и она не участвует в геометрии треугольника, не учесть мы ее не можем, так как точки 1 и 2 сервопривода (плечо и предплечье) нельзя совместить в одной точке, но учесть ее оказалось не сложно.
Вот так я для себя отобразил углы и стороны треугольника сопоставив с размерами между осями сервоприводов
Для чего я это выписал величины в начале, первое чтобы изучить то на чем мы будем строить расчет нашего движения, второе чтобы заранее подумать как мы это будем «засовывать» в ардуино. Функции синус и косинус в ардуино есть и тут ничего сверх сложного нет, но нужно понимать какого порядка будут величины, в чем их можно хранить (имеется введу типы переменных) а где они могут потеряться если их присвоить в другой тип данных. Еще один нюанс, нельзя забывать что расчет всех величин как в эксель так и в ардуино ведется в радианах. Полученные углы нужно будет переводить в градусы.
Пишем код. Все что нам нужно определить заранее (известные величины: длина предплечья, лапы, вынос) выставим это все в начале скетча
#define PI 3.1416
#define rad2deg(x) ((180.0/PI)*(x))// перевод в градусы
#define r_1 56 //мм
#define r_2 90 //мм
#define vinos_r_1 30 //мм
#define Plecho_1_pin 3
#define PredPlecho_1_pin 4
#define Lapa_1_pin 5
Заведем перменные
float x_mass[]={-40,-30,-20,-10,0,10,20,30,40}; //перемещение вперед, назад координата X
float z_mass[]={-15,-25,-40,-65,-75}; //перемещение вверх, вниз назад координата Z
float y_mass[]={90,90,90,90,90,90,90}; //расстояние от оси поворота плеча до точки касания лапой земли не будем пока что менять
Инициализируем приводы
Servo Lapa1;
Servo Plecho1;
Servo PredPlecho1;
Заводим первую функцию сетап
void setup() {
Plecho1.attach(Plecho_1_pin ); // к ардуино 3
PredPlecho1.attach(PredPlecho_1_pin); // к ардуино 4
Lapa1.attach(Lapa_1_pin); // к ардуино 5
}
void loop () {
raschet_uglov (); //функция расчета углов
ugol_per_prav (); //функция вывода углов в сервоприводы
delay(1000); //для тестов поставим задержку чтобы лихорадочно не дергаться
}
Посмотрим теорию по расчету углов треугольника.
Смотрим сюда Вики и на картинки
Для проверки формул (вживую не хочется жечь сервы, когда они зависают в крайних углах) я завел таблицу excel и вбил туда все эти формулы для проверки возможности перемещения ноги в заданные координаты. Ее прикладывать не буду (не жалко, но кто хочет сами потренируйтесь)
Теперь пишем сами функции расчета углов и вывода их в сервоприводы.
void raschet_uglov ()
{q_0 = atan((x_mass[0])/( y_mass[0])); // угол плеча
float L = sqrt(sq(x_mass[0])+sq(y_mass[0]));
float _V_ = L-vinos_r_1;
float _L = sqrt(sq(_V_)+sq(z_mass[0]));
float q_2 = acos(z_mass[0]/_L);
float r_1sq=sq(r_1);
float r_2sq=sq(r_2);
float _Lsq=sq(_L);
F = (r_1sq+r_2sq-_Lsq)/(2*r_1*r_2); // расчет угла смотрим вики, расчет углов треугольников
q_1 = (r_1sq-r_2sq+_Lsq)/(2*r_1*_L); // смотрим вики, расчет углов треугольников
F = acos(F); // угол лапа
q_1 = acos(q_1);
A = (rad2deg(q_2)-rad2deg(q_1));} // предплечье
Теперь выводим эти углы в сервоприводы
void ugol_per_lev ()
{ Plecho1.write(90+rad2deg(q_0));
PredPlecho1.write (A);
Lapa1.write(rad2deg(F));}
На этом все. Двигать лапами мы в этот раз не будем никакими воздействиями, думаю и так уже дым из ушей, просто заняли положение крайнее вперед из наших матриц. Если ходите попередвигать то просто перебирайте координатой х (опять таки из массива) настоящее движение мы будем писать в следующей статье…
П.С. Прямо этот текст не проверял, но все рабочее 100% (просто выдернуто из общего скетча) пишите в комментариях если что не так.
П.П.С. В следующей части будет железо и подключение всего что связано с лапами. Чтобы не было дыма из ардуино, 3 мощных привода нужно запитывать уже от отдельного источника.
