大猩猩機(jī)器人開源分享

描述

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每年在圖盧茲（法國(guó)）都有圖盧茲機(jī)器人競(jìng)賽#TRR2021

比賽包括兩足機(jī)器人和四足機(jī)器人的 10 米自主沖刺。

我為四足動(dòng)物收集的當(dāng)前記錄是 10 米短跑 42 秒。

所以考慮到這一點(diǎn)，我必須想出一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)我認(rèn)為可以擊敗它的機(jī)器人的計(jì)劃，以便成為新的衛(wèi)冕冠軍?。?！

從教程成員“jegatheesan.soundarapandian”和去年圖盧茲?rùn)C(jī)器人競(jìng)賽“Oracid 1”的獲勝者那里尋求靈感，他們似乎都喜歡設(shè)計(jì)和分享有關(guān)如何構(gòu)建四足動(dòng)物的教程。我開始基本上復(fù)制那里的設(shè)計(jì)并使其更大一點(diǎn)！

該設(shè)計(jì)基于每條腿的五連桿機(jī)構(gòu) 2 個(gè)伺服器為每條腿提供動(dòng)力，總共 8 個(gè)伺服器。

規(guī)則規(guī)定，除了開始信號(hào)之外，整個(gè)比賽必須由機(jī)器人自主進(jìn)行，所以我必須想出一個(gè)輕量級(jí)的系統(tǒng)來(lái)讓機(jī)器人保持在軌道上，在這種情況下，我使用了 QMC5883L 磁力計(jì)（數(shù)字羅盤）所以它可以保持正確的方向，一個(gè) HC-SR04 超聲波傳感器，以防機(jī)器人真的搞砸并開始以 90 度角撞到墻上，我只是在代碼中使用了一個(gè)計(jì)步器來(lái)告訴它應(yīng)該走多少步10米。

如果您對(duì)構(gòu)建這個(gè)機(jī)器人感興趣，請(qǐng)不要擔(dān)心這只猴子已經(jīng)考慮好了一切！

100% 支持免費(fèi) 3D 打印主體：

除了電子設(shè)備和連接電子設(shè)備的螺絲外，所有東西都是 3D 可打印的，唯一使用的是相同的小十字頭螺絲，您只需要一個(gè)小十字頭螺絲刀來(lái)組裝機(jī)器人

簡(jiǎn)單的即插即用電子產(chǎn)品：

無(wú)需復(fù)雜的焊接

合理的打印時(shí)間：

他可能看起來(lái)很大而且很有氣勢(shì)，但他只有 15 小時(shí)的印刷品（對(duì)某些人來(lái)說(shuō)時(shí)間很長(zhǎng)：D）

合理的構(gòu)建量要求：

他可以在相對(duì)較小的打印機(jī)上打印，打印體積僅為 L:150cm x W:150cm x H:25cm

機(jī)器人總成本：

僅機(jī)器人一個(gè)成本就在 75 美元左右來(lái)制造包括在內(nèi)的充電器。

如果您想要與我相同的設(shè)置，則需要3D 打印控制器（可選）。

警告：

我使用的 5V 3A 電源不是最好的解決方案，因?yàn)檫@個(gè)機(jī)器人要行走所有 8 個(gè)舵機(jī)必須同時(shí)運(yùn)行，因此它們會(huì)消耗很多電流，不用擔(dān)心我沒有讓機(jī)器人著火或發(fā)生任何事情但預(yù)計(jì)功率晶體管會(huì)發(fā)熱很多，我不建議一次使用機(jī)器人超過 2 分鐘，讓它在兩次運(yùn)行之間冷卻，以避免對(duì)伺服護(hù)罩造成任何不必要的損壞。

如果你們中的任何人對(duì)此問題有解決方案，您的意見將不勝感激！

補(bǔ)給品：

機(jī)器人用品：

• 8x Tower Pro MG90S 模擬 180 度伺服（Aliexpress/亞馬遜）
• 1x Sunfounder 無(wú)線伺服控制板（Sunfounder Store/RobotShop）
• 1x Arduino NANO（速賣通/亞馬遜）
• 1x NRF24L01 收發(fā)器模塊（如果您不使用控制器，則不需要此）（Aliexpress/Amazon）
• 1x 磁力計(jì)（數(shù)字羅盤）QMC5883L GY-273（Aliexpress/亞馬遜）
• 1x 超聲波傳感器 HC-SR04（Aliexpress/亞馬遜）
• 2x 18650 3.7V 鋰離子電池（Aliexpress/亞馬遜）
• 1x 18650 雙電池座，帶開關(guān)（Aliexpress/亞馬遜）
• 1x 18650 鋰離子電池充電器（Aliexpress/亞馬遜）
• 4x 母對(duì)母杜邦跨接電纜 10 厘米長(zhǎng)（Aliexpress/亞馬遜）
• 4x 母對(duì)母杜邦跨接電纜 20 厘米長(zhǎng)（Aliexpress/亞馬遜）
• 10x 螺絲 2 毫米 x 8 毫米（與一包伺服系統(tǒng)中的螺絲相同）（Aliexpress/亞馬遜）

控制器：

要手動(dòng)控制這個(gè)機(jī)器人，您需要 3D 打印的 Arduino 控制器（鏈接在這里）

機(jī)器人也可以是完全自主的，因此控制器不是強(qiáng)制性的。

塑料：

零件可以用 PLA 或 PETG 或 ABS 打印。

！！請(qǐng)注意 500 克線軸足以打印 1 個(gè)機(jī)器人！

3D打印機(jī)：

所需的最小構(gòu)建平臺(tái)：L150mm x W150mm x H25mm

任何 3d 打印機(jī)都可以。我親自在 Creality Ender 3 上打印了這些部件，這是一款價(jià)格低于 200 美元的低成本 3D 打印機(jī)。打印出來(lái)的效果很完美。

第 1 步：3D 打印零件

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• 將圓形銷 L1 放入 BASE FRONT 前左舵機(jī)支架的孔中
• 將其中一個(gè) MG90S 舵機(jī)的電纜穿過 BASE FRONT 左前舵機(jī)支架中的插槽
• 將 MG90S 伺服插入到位
• 用 2 個(gè)螺絲將 MG90S 伺服固定到位（不要過度擰緊，因?yàn)檫@可能會(huì)損壞底座）
• 對(duì) BASE FRONT 左后、右前和右后伺服支架重復(fù)相同的過程
• 對(duì) BASE BACK 左前、左后、右前和右后伺服支架重復(fù)相同的過程
• 使用 2 個(gè)對(duì)角螺釘或 4 個(gè)螺釘將電池座固定到 BASE ELECTRONICS
• 用 2 個(gè)斜對(duì)角螺釘或 4 個(gè)螺釘將無(wú)線伺服控制板固定到 BASE ELECTRONICS
• 將 Arduino nano 和 NRF24L01 收發(fā)器夾到無(wú)線伺服控制板
• 通過 2 個(gè)朝后的方孔 USB 端口將 BASE FRONT 滑到 BASE ELECTRONICS 上
• 用 2 個(gè)方形夾固定到位
• 通過 2 個(gè)朝后的方孔 USB 端口將 BASE BACK 滑到 BASE ELECTRONICS 上
• 用 2 個(gè)方形夾固定到位
• 用 2 顆螺絲將磁力計(jì)固定到底座前部
• 將超聲波傳感器夾在 BASE FRONT 上
• 如圖所示，將伺服電纜引導(dǎo)至無(wú)線伺服控制板

第 3 步：插入電子設(shè)備

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• 將 1 英尺滑過 1 個(gè)圓形銷 L4
• 將 1 CALF EXT 的較厚端滑過 CIRCULAR PIN L4，伸出的一側(cè)背對(duì)腳
• 在圓形銷 L4 上滑動(dòng) 2 CALF INT
• 將 1 CALF EXT 的較厚端滑過 CIRCULAR PIN L4，伸出的一側(cè)朝向腳
• 在圓形銷 L4 上滑動(dòng) 1 英尺
• 用 3 個(gè)圓形夾子固定到位
• 將 1 個(gè)圓形銷 L3 滑過組裝好的 CALF EXT 的 1
• 將 1 個(gè) THIGH SERVO 滑到 CIRCULAR PIN L3 上，伸出側(cè)朝向 CALF EXT
• 在圓形銷 L3 上滑動(dòng) 1 大腿
• 將 CIRCULAR PIN L3 滑過另一個(gè)組裝好的 CALF EXT
• 用 3 個(gè)圓形夾子固定到位
• 將 1 個(gè) THIGH SERVO 滑到 1 個(gè)圓形銷 L2 上，伸出側(cè)朝向圓形銷 L2 的頭部
• 將圓形銷 L2 滑過兩個(gè)組裝好的 CALF INTS
• 滑動(dòng) 1 大腿穿過圓形銷 L2
• 用 3 個(gè)圓形夾子固定到位
• 對(duì)剩下的 3 條裸腿重復(fù)所有過程，記住當(dāng)腿組裝到機(jī)器人上時(shí)，銷頭朝外，CALF EXTS 位于 CALF INTS 前面，因此組裝前后相同，但從左到右對(duì)稱.

第 5 步：安裝 Arduino

GorillaBot 使用 C++ 編程來(lái)運(yùn)行。為了將程序上傳到 GorillaBot，我們將使用 Arduino IDE 以及其他一些需要安裝在 Arduino IDE 中的庫(kù)。

• 在您的計(jì)算機(jī)上安裝 Arduino IDE：Arduino IDE （鏈接在這里）

為了將庫(kù)安裝到 Arduino IDE，您必須對(duì)以下鏈接中的所有庫(kù)執(zhí)行以下操作

• 單擊下面的鏈接（這將帶您到庫(kù) GitHub 頁(yè)面）
• 單擊顯示代碼的綠色按鈕
• 單擊下載 ZIP（下載應(yīng)在您的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中開始）
• 打開下載的庫(kù)文件夾
• 解壓下載的庫(kù)文件夾
• 復(fù)制解壓后的庫(kù)文件夾
• 將解壓后的庫(kù)文件夾粘貼到 Arduino 庫(kù)文件夾（C:\Documents\Arduino\libraries）

圖書館：

• Varspeedservo 庫(kù)（鏈接在這里）
• QMC5883L 庫(kù)（鏈接在這里）
• RF24 庫(kù)（鏈接在這里）

我們已經(jīng)準(zhǔn)備好了，你應(yīng)該準(zhǔn)備好了為了確保你已經(jīng)正確設(shè)置了 Arduino IDE，請(qǐng)按照以下步驟操作

• 在下面下載所需的 Arduino 代碼（GorillaBot Controller & Autonomous.ino）
• 在 Arduino IDE 中打開它
• 選擇工具：
• 選擇板：
• 選擇 Arduino Nano
• 選擇工具：
• 選擇處理器：
• 根據(jù)您購(gòu)買的 Arduino nano 選擇 ATmega328p 或 ATmega328p（舊引導(dǎo)加載程序）
• 點(diǎn)擊Arduino IDE左上角的Verify按鈕（Tick按鈕）

如果一切順利，您應(yīng)該在底部收到一條消息，顯示完成編譯。

第 6 步：上傳代碼

現(xiàn)在是時(shí)候?qū)⒋a上傳到 GorillaBot 的大腦 Arduino Nano。

• 通過 USB 電纜將 Arduino Nano 插入您的計(jì)算機(jī)
• 單擊上傳按鈕（右箭頭按鈕）

如果一切順利，您應(yīng)該會(huì)在底部收到一條消息，上面寫著完成上傳。

第 7 步：校準(zhǔn)舵機(jī)

為了正確組裝腿，我們必須將伺服系統(tǒng)歸位到其原始位置。

• 將 2 節(jié)鋰離子電池插入電池座
• 打開機(jī)器人并等待 5 秒鐘，讓伺服系統(tǒng)到達(dá)其原始位置
• 關(guān)閉機(jī)器人

第 8 步：將腿組裝到身體上

將腿連接到伺服系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，只需記住在裝配針頭朝外時(shí)，CALF EXT 將放置在 CALF INT 的前面。

• 將其中一條腿的 CALF EXT 側(cè)的 THIGH 滑到前左舵機(jī)支架上的 CIRCULAR PIN L1 上
• 用 1 個(gè)圓形夾固定到位
• 將同一條腿的 CALF EXT 側(cè)的 THIGH SERVO 滑到前左前伺服支架上的伺服頭上（確保 THIGH SERVO 與身體成 90 度角）
• 使用單臂伺服喇叭和小伺服螺釘將 THIGH SERVO 固定在與車身成 90 度角的位置
• 對(duì)該腿的剩余 THIGH 和 THIGH SERVO 對(duì)前后左伺服支架重復(fù)相同的過程
• 對(duì)剩余的 3 條腿重復(fù)所有先前的過程

第 9 步：準(zhǔn)備比賽?。?！

所以就是這樣，你應(yīng)該準(zhǔn)備好了?。。?/font>