Robô ambulante usando 1 servo motor: 13 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

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Sobre: Sempre gostei de separar as coisas - é com a montagem de novo que tenho alguns problemas! Mais sobre lonesoulsurfer »

Tenho vontade de construir este robô andador desde que o vi no YouTube. Depois de pesquisar um pouco, encontrei mais algumas informações sobre ele e decidi fazer o meu próprio.

O objetivo que tive ao construir este andador era tentar torná-lo o mais pequeno possível. Eu queria que caísse na palma da minha mão e, embora tenha palmas bem grandes, as pernas ficam penduradas.

O próprio robô opera um micro servo que foi modificado para girar continuamente. Conforme o servo gira, ele move algumas ligações que por sua vez movem as pernas traseiras para cima e para baixo e as pernas dianteiras de um lado para o outro, permitindo que ele ande.

A construção em si não é muito difícil, mas "ajustá-la" para que o andar de pé esteja certo leva um pouco de tempo. Fiz algumas experiências e tenho algumas dicas que, espero, ajudem você a ajustá-lo com mais facilidade do que foi para mim.

Se você nunca construiu um robô ambulante antes e quer pular no fundo do poço, então este é o projeto perfeito para começar.

Hackaday fez uma revisão do meu andador - confira abaixo:

Hackaday

E com isso, vamos começar

Etapa 1: Peças

Partes:

1. Mirco Servo - eBay

2. bateria de lítio 16340 - eBay

3. Canal de alumínio 10 mm X 10 mm - eBay, você também pode obtê-lo na maioria das lojas de ferragens

4. 2 x clipes de papel grandes - o vendedor de jornais ou a papelaria os terá. Obtenha o maior que puder

5. Terminal de fio - a loja de ferragens do eBay também os terá

6. Switch SPDT - eBay

7. Módulo de carregamento da bateria - eBay

8. Cabide de arame - Armário

9. 3 parafusos X M4 - eBay. Também poderá obtê-los em uma loja de ferragens. Eu usei os de cabeça Philips, pois era o que eu tinha em mãos.

10. 6 X M4 Locknuts - o eBay também poderá obtê-los em uma loja de ferragens

11. 2 x arruelas menores. Loja de ferragens

12. 2 x plugues banana fêmea - eBay. Usei uma seção dentro deles para fazer os pivôs para as pernas. Eles se encaixam perfeitamente nos parafusos M4.

Ferramentas:

1. Rebarbadora

2. Dremel não é obrigatório, mas é sempre útil

3. Exercício

4. Supercola

5. ferro de solda

6. pequeno maçarico. Se você não tiver um, provavelmente poderá se safar apenas com um ferro de solda

7. Alicates. O mesmo bico de agulha e um par plano maior devem fazer o trabalho

Etapa 2: Chassi de alumínio - Dobrando as pontas para cima

A primeira coisa a fazer é descobrir como a bateria e o servo irão encaixar e também quanto tempo para fazer o chassi.

Passos:

1. Coloque o servo e a bateria no topo do canal de alumínio. Isso lhe dará uma idéia do comprimento do chassi. Você precisará de algum espaço extra para o interruptor e os parafusos. O comprimento total do meu chassi é 85 mm.

2. Em seguida, você precisa dobrar as 2 pontas no canal de alumínio. Isso permitirá que você adicione um pequeno parafuso em uma extremidade e também acabe e limpe a aparência final do andador

3. Para fazer isso, você precisa remover as laterais do canal e dobrar o alumínio.

4. Meça 20 mm a partir da extremidade do canal e faça 2 cortes verticais com uma rebarbadora. Não corte a parte inferior do canal, pois você o enfraquecerá e ele quebrará quando você dobrá-lo

5. Com um alicate, dobre cuidadosamente a extremidade do canal. Para deixá-lo o mais plano possível, use um martelo e um pedaço de metal e dê alguns toques. O alumínio cicatriza facilmente, então adicione um pouco de pano à seção que você está batendo para protegê-la.

6. Faça o mesmo com a outra extremidade

7. Por último, arredondei os cantos para dar um melhor acabamento.

Etapa 3: Fazendo um recorte para o servo

O servo vai na frente do andador. Para que se encaixe no canal, você precisará remover algumas seções do canal

Passos:

1. Coloque o servo no topo do canal e marque a largura do servo no canal. Você precisa ter certeza de deixar 5 mm na frente, pois um parafuso precisa passar pela frente e você precisa manter alguma folga para a cabeça do parafuso

2. Corte cuidadosamente as paredes laterais do canal na parte inferior.

3. Se você tiver uma dremel, use uma roda de corte para fazer o corte final ao longo da borda para remover as seções laterais. Se não o fizer, você poderá se safar com a rebarbadora.

4. Em seguida, use um arquivo para limpar as seções cortadas. Verifique e certifique-se de que o servo se encaixa. Deve ser um ajuste bonito e confortável.

Etapa 4: Fazendo um recorte para a bateria

O próximo passo é fazer um recorte para a bateria. É praticamente o mesmo processo do servo. Na verdade, este chassi não foi o último que usei. Fiz uma gafe neste e tive que fazer outro, que estou feliz por ter feito, porque ficou mais limpo do que o das imagens

Passos:

1. Como o servo, coloque a bateria no canal de alumínio e marque a seção do canal onde cortar. Deve haver uma lacuna de cerca de 5 mm entre o servo e a bateria. É aí que o botão de alternância vai. Além disso, você precisa se dar um pouco de espaço para os fios também.

2. Faça os cortes verticais com a rebarbadora e os horizontais com a dremel

3. retire as rebarbas da seção de corte com uma lima e alise as bordas.

4. Você não quer que a bateria fique muito apertada, pois ela será feita de alumínio, que é condutor e pode causar um curto-circuito na bateria se o positivo e o terra estiverem tocando o chassi. Você sempre pode adicionar um pouco de fita isolante em uma das extremidades para garantir que a bateria não entre em curto

Etapa 5: adicionar os parafusos e a chave ao chassi

Para prender as pernas ao chassi, você precisa adicionar alguns parafusos. Para fazer com que eles se movam, você precisa prender outro parafuso como um ponto de articulação na lateral do chassi. Eu fiz um diagrama sobre onde cada um dos furos precisa ser perfurado, então use isso para ajudá-lo.

Passos:

1. Primeiro, faça o furo 1 no que será a seção posterior do andador. Você pode identificar facilmente a parte de trás do andador, pois é para onde o servo irá. O orifício deve ser grande o suficiente para que o parafuso se encaixe. As pernas traseiras serão presas a este parafuso.

2. Furo 2 na seção superior do chassi. Esse orifício precisa ir para a parte frontal superior do chassi. As pernas dianteiras serão presas a este parafuso

5. O furo 3 precisa ser perfurado na seção superior, entre o servo e a bateria e é para a chave seletora

3. O furo 4 precisa estar na lateral do chassi, diretamente sob o furo 2. É para onde o pivô irá.

4. O orifício 5 precisa ir diretamente ao orifício oposto 3. Esse orifício existe para permitir que você coloque o parafuso no lugar e use uma chave de fenda. Sem este orifício, como você colocaria o parafuso na lateral do chassi! certifique-se de que é grande o suficiente para a cabeça do parafuso passar.

5. Agora que todos os furos foram feitos, é hora de adicionar os parafusos. Prenda-os no lugar com as nozes da sorte.

NOTA: o parafuso no orifício 3 precisa ser capaz de girar, portanto, certifique-se de fazer isso com segurança, mas também certifique-se de que o parafuso pode girar no orifício. os outros 2 podem ser feitos com firmeza.

Etapa 6: Modificando o Servo para torná-lo contínuo

Antes de prender o servo no chassi, primeiro você precisa fazer algumas modificações nele. Esta é uma modificação muito comum e você pode encontrar muitos tutoriais no Google se precisar de mais informações. A modificação permite que o servo gire continuamente, sem a modificação, o servo giraria apenas 180 graus.

Passos:

1. Primeiro, remova os parafusos na parte inferior do servo

2. O servo é dividido em 3 seções. Remova a seção superior primeiro. Se você olhar com atenção na grande roda dentada, verá um pequeno pedaço de plástico preso na parte inferior dela. Este é um limitador e pára de girar continuamente. Pegue alguns alicates e apenas prenda-os. Alguns servos têm o limitador dentro da caixa superior, então, se você não encontrar nenhum na engrenagem, verifique dentro da caixa

3. Coloque a seção superior de volta e remova a seção inferior. corte os fios do potenciômetro. Não se preocupe se você não tiver certeza de quais fios cortar, você precisa removê-los todos, então apenas corte

4. Na parte inferior do motor, haverá 2 pontos de solda. Você precisará soldar alguns fios diretamente no motor. Use o fio mais fino que você tiver, pois isso irá ocupar menos espaço no andador e você poderá escondê-lo bem.

5. Coloque o motor de volta na caixa e aparafuse tudo de volta. Teste o servo conectando-o à bateria que você está usando para caminhar. Se girar continuamente, você fez o mod com sucesso.

Etapa 7: Adicionando o Servo, a Bateria e o Carregador e Ligando Tudo

Agora é hora de adicionar as peças principais ao chassi! Eu queria tentar esconder os fios o máximo possível para que fiquem um pouco apertados. Na verdade, tive um curto na primeira vez e derreti os fios, o que foi uma dor. Eu tinha os fios positivo e terra muito próximos!

Passos:

1. A primeira coisa a fazer é prender o servo no chassi. O braço servo precisa estar o mais próximo possível da lateral do chassi. Se você remover os suportes dos parafusos no servo, poderá ter a lateral do servo nivelada com o chassi. Adicione um pouco de supercola e prenda-a no lugar

2. A seguir vem a bateria. Antes de fixá-la no lugar, você precisará soldar e adicionar alguns fios diretamente na bateria. A extremidade positiva da bateria deve ser colocada na extremidade do switch e o aterramento na parte traseira.

NOTA: Você deseja que o servo gire no sentido horário. Teste para ter certeza de saber qual fio do servo conectar a qual extremidade da bateria. Se errar, o seu andador irá para trás!

3. Solde o fio terra no servo ao terra na bateria. Além disso, adicione um fio extra ao aterramento, pois ele será conectado ao módulo do carregador posteriormente

4. Os fios passarão por baixo da bateria e, em seguida, subirão pela frente, de forma que permanecerão ocultos.

5. Adicione um pouco de supercola e prenda a bateria no chassi.

6. Você pode descobrir que o ponto de solda do meio na chave está muito próximo ou tocando o ponto de solda do meio na chave. Isso é bom, tudo que você precisa fazer é adicionar um pouco de solda e conectá-los. Você também precisará adicionar um fio ao positivo e conectá-lo ao módulo de carregamento um pouco mais tarde

7. Solde o outro fio do servo a um dos pontos de solda na chave. Experimente e certifique-se de que o servo ligue. É verdade! Boa.

8. Por último, adicione um pouco de supercola na parte inferior do módulo de carregamento e conecte o positivo e o terra aos pontos de solda da bateria

Etapa 8: fazendo as pernas

As pernas são feitas de cabide. A maioria dos cabides tem um revestimento, portanto, você precisará removê-lo com um pouco de lixa. Confira os diagramas que devem ajudar com as dimensões e curvas

Passos:

1. Assim que o arame tiver sido lixado, corte a seção inferior longa do cabide.

2. Primeiro, passo pelas pernas dianteiras. Estes são bastante simples e dobrados para fazer a forma de um copo. Primeiro, dobre o fio para baixo de forma que tenha cerca de 70 mm de comprimento. Você precisa dobrá-lo quase em ângulos retos.

3. O comprimento total das pernas na seção superior é de 70 mm. No entanto, você precisa fazer uma pequena dobra em "U" no meio. Isso permitirá que você o solde em um tubo de metal oco um pouco mais tarde. Use um alicate e faça o "U" o menor possível.

4. Dobre a outra perna para baixo da mesma forma que a primeira. Isso dá a você a forma básica das pernas. Você pode brincar com eles mais tarde para melhorar a forma, se necessário

5. Em seguida, as pernas traseiras. Eles têm uma dobra ou cotovelo extra. Primeiro, dobre o fio para baixo de forma que tenha um comprimento de 50 mm. Isso deve ser dobrado em cerca de 70 graus em um ângulo reto.

6. Segure o fio de forma que a primeira dobra fique voltada para você e faça uma dobra em ângulo reto em 30 mm. Esta é a primeira etapa.

7. Você agora tem que fazer o mesmo que na frente e fazer uma forma de "U" com cerca de 35 mm no meio

8. Dobre a outra perna lateral da mesma forma que a primeira.

Etapa 9: Soldar em alguns pivôs nas pernas

OK, então decidi usar o interior de um plug banana fêmea para os pivôs. Eles se encaixam perfeitamente nos parafusos M4 e têm muito pouco movimento lateral. Você pode usar um pouco de tubo de cobre se quiser, apenas certifique-se de que se encaixe bem nos parafusos. Esta etapa é um pouco complicada, então certifique-se de prender bem a perna e o pivô antes de soldar. Usei um parafuso e uma terceira mão para garantir que tudo estava bem antes de soldar

Passos:

1. Primeiro, puxe o plugue banana à parte e remova todos os pedaços de plástico de forma que você fique apenas com a seção de metal.

2. Corte a seção do parafuso de metal de forma que você fique apenas com a extremidade fêmea do plugue banana. Dê à extremidade cortada uma lima para suavizá-la.

3. Agora você precisa soldar um deles em cada uma das pernas da seção "U" que você fez. Antes de fazer isso, coloque o pivô no parafuso e, em seguida, coloque as pernas nele. Isso o ajudará a descobrir como as pernas precisam se apoiar no pivô.

4. Adicione um pouco de fluxo e com um pequeno maçarico, aqueça o metal e solde o pivô e as pernas.

5. Teste para ter certeza de que as pernas estão assentadas corretamente no chassi.

6. Faça exatamente o mesmo com a outra perna.

7. A última coisa a fazer é prender as pernas nos parafusos com algumas contraporcas. Você deseja apertá-los a um ponto em que as pernas ainda se movam de um lado para o outro, mas com o mínimo de movimento possível.

As pernas parecem meio estranhas nas imagens. As seções dos dedos dos pés ainda precisam ser modeladas um pouco para que as patas dianteiras fiquem bastante retas.

Etapa 10: Adicionando um Terminal ao Braço do Servo

Os terminais usados na construção foram retirados de um terminal de fio. Usando-os, você pode segurar os braços mais tarde, mover as pernas e ajustá-los facilmente para que o andador ande direito. São alguns ajustes (talvez mais do que alguns!) Para fazer o seu robô andar direito.

Passos:

1. Primeiro, você precisa fazer um furo no braço do servo. O orifício deve ser ligeiramente maior do que o parafuso, pois o terminal precisa ser capaz de girar com o servo.

2. Eu fiz um furo no segundo furo no braço do servo. Não há muito material bem no final do braço, então usar o segundo furo fornecerá material suficiente para fazer o furo.

3. Use um dos pequenos parafusos no terminal e prenda o terminal ao braço do servo

4. Por último, prenda o braço do servo ao servo

Etapa 11: Articulações para fazer o movimento das pernas

Conseguir as ligações certas levou-me algumas tentativas. No entanto, fiz alguns desenhos dimensionais que devem ajudar a acertá-los. Você não precisa obter exatamente os mesmos tamanhos, então não se estresse em tentar obtê-los iguais aos meus. Contanto que eles estejam próximos.

Passos:

Braço da perna traseira

1. A primeira coisa a fazer é endireitar totalmente o clipe de papel da melhor maneira possível.

2. Em seguida, com um alicate de bico fino, dobre o fio em cerca de 45 mm, 180 graus

3. Dobre a extremidade para cima, formando uma forma oval alongada. 5mm de largura

4. Solde o clipe de papel onde as 2 peças de metal se tocam.

Braço da Perna Dianteira

1. Como o braço das pernas traseiras, endireite totalmente o clipe de papel

2. Novamente, como o outro braço, faça uma forma oval alongada, mas desta vez com 55 mm de comprimento, também deve ter cerca de 5 mm de largura

3. Solde a extremidade dobrada para cima, da mesma forma que você fez na outra.

4. Na outra extremidade do pedaço de arame, você precisa fazer um pequeno laço. Um dos parafusos do terminal vai passar por isso, então certifique-se de que não seja muito pequeno e o parafuso se encaixe facilmente.

Etapa 12: Adicionar as ligações ao andador

As ligações são conectadas ao servo e ao pivô por meio de alguns terminais que você pode retirar de um terminal de fio.

Passos:

1. Primeiro, coloque a articulação vertical na perna dianteira.

2. Em seguida, adicione uma pequena arruela ao parafuso do pivô e empurre a ligação vertical no parafuso do pivô

3. Adicione outra arruela (você deseja sanduichar a ligação entre as 2 arruelas) e adicione uma noz da sorte ao parafuso do pivô.

4. Empurre a articulação para cima de modo que a parte inferior fique perto do parafuso do pivô (imagens 2) e aperte a contraporca para que a articulação não possa se mover para cima ou para baixo

5. A próxima coisa a fazer é adicionar um terminal ao pequeno loop na parte inferior do terminal. Você pode usar um dos pequenos parafusos no terminal para fazer isso

6. Para a articulação horizontal, primeiro coloque a seção do laço através da perna dianteira

7. Em seguida, empurre a seção da haste através do terminal no servo e também através do outro terminal unido à ligação vertical

8. Aperte os dois parafusos nos terminais - isso manterá as ligações no lugar e ligará o andador. 95% das vezes, ele vai apenas dar um salto para trás e cair de costas. Você precisará ajustá-lo, o que requer um pouco de aprendizado. Não é difícil, porém, e forneci algumas dicas na próxima etapa para fazer isso.

Etapa 13: ajuste fino do andador

Você pode mudar a forma como o andador anda mudando a altura da articulação vertical e o comprimento da horizontal

Passos:

1. Coloque o andador no chão e gire o braço do servo para que fique voltado para baixo. As patas dianteiras devem estar retas e uma das patas traseiras levantada. Você pode diminuir ou aumentar a altura da perna, alterando a altura da articulação vertical

2. Se você mover o braço do servo de forma que ele esteja apontando para cima, a outra perna de trás deve ser levantada e as pernas da frente devem estar retas

3. Confira as 2 primeiras imagens que mostram como as pernas devem ficar com o braço do servo para baixo e para cima

4. Se uma das pernas traseiras estiver subindo mais do que a outra, você pode ajustar isso levantando ou abaixando a articulação vertical.

4. Em seguida, mova o braço do servo de forma que ele aponte para a direita na 3ª imagem. Agora, as pernas de trás devem estar relativamente retas e a frente deve estar virada. Você pode alterar a quantidade de giro nas pernas dianteiras, alterando o comprimento da articulação horizontal

5. Se você mover o servo para a esquerda, o oposto acontecerá com as pernas dianteiras e elas ficarão voltadas para o outro lado. Dê uma olhada nas 2 últimas imagens que mostram as posições esquerda e direita do servo.

6. Se você achar que as pernas dianteiras estão girando mais para um lado do que para o outro, ajuste isso alterando o comprimento da articulação horizontal. Outro truque é dobrar ligeiramente a seção de ligação em torno da perna de trás. Isso pode ajudar a equilibrar a marcha.

7. Continue afinando seu andador até conseguir levantar as duas pernas da frente na mesma proporção. Você não será capaz de obtê-los com exatidão, mas perto o suficiente bastará.

8. A última coisa a fazer é deixá-lo começar a explorar os arredores. Tente colocar alguns obstáculos em seu caminho e veja se ele consegue ultrapassá-los. Você ficará surpreso com o que ele consegue superar. Ele pode até mesmo se virar ao bater em uma parede, usando um pé para se virar.

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