OSSOS o robô humanóide: 11 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Feliz Dia das Bruxas a todos !!!

Para comemorar o Halloween deste ano, pensei que seria uma ótima ideia construir um robô adequado para a ocasião.

Um esqueleto humanóide dançante !!!

Sempre quis projetar e construir meu próprio robô humanóide, então este foi o projeto perfeito para mim.

Depois de projetar e construir o BORIS, o Bípede (link aqui), percebi que suas pernas eram a base perfeita para o Esqueleto, então, alguns minutos de amputação depois e um rápido redesenho da parte superior do tronco, nasceu o BONES, o Humanóide

Este será o projeto perfeito para aqueles interessados em aprender como programar servos para que o robô execute qualquer dança que você quiser.

BONES custa pouco mais de 150 $ para construir baterias e carregador incluídos

BONES é controlável com o controlador Arduino impresso em 3D (link aqui)

ele pode se mover para frente, para trás, esquerda, direita, chute direito, chute esquerdo, dançar 1, dançar 2

ou ele pode dançar sem o controlador

Aproveite as instruções de construção !!!

Suprimentos

Para construir este robô, você precisará de:

12x genuíno Tower Pro MG90S servo 180 graus analógico (link aqui)

Você pode ir barato da China em muitas coisas, mas servos não é uma delas! Depois de testar muitos tipos de diffenet, especialmente servos towerpro falsificados baratos, descobri que os falsificados baratos não são confiáveis e costumam quebrar um dia após o uso, então decidi que servos towerpro genuínos seriam os melhores!

1x Sunfounder Wireless Servo Control Board (link aqui)

Você não pode encontrar uma placa de prototipagem melhor do que esta para o servo controle sem fio. Esta placa tem um conversor de energia 5V 3A e 12 pinos de entrada servo e pinos para um módulo transceptor wireless nrf24L01 e Arduino NANO tudo em um pacote compacto condensado, então não se preocupe mais com cabos bagunçados por todo o lugar!

• 1x Arduino NANO (link aqui)
• 1x Módulo Transceptor NRF24L01 (link aqui) (Você não precisa disso se não estiver usando o controlador)
• 2 baterias de íon-lítio 18650 3,7 V (link aqui)
• 1 suporte de bateria 18650 (link aqui) (essas baterias fornecem cerca de 30 minutos de duração, outras melhores proporcionam cerca de 2 horas de duração)
• 1 carregador de bateria de íon de lítio (link aqui)

Todos os eletrônicos também podem ser encontrados na Amazon se você não puder esperar pela entrega, mas eles serão um pouco mais caros.

CONTROLADOR:

Para controlar este robô manualmente, você precisará do controlador Arduino impresso em 3D (link aqui)

O robô também pode ser puramente autônomo, portanto, o controlador não é obrigatório.

PLÁSTICOS:

As peças podem ser impressas em PLA, PETG ou ABS. !!

Observe que um carretel de 500g é mais do que suficiente para imprimir 1 Robot !!

IMPRESSORA 3D:

Plataforma de construção mínima necessária: L150mm x L150mm x H100mm

Qualquer impressora 3D serve. Eu pessoalmente imprimi as peças na Creality Ender 3, que é uma impressora 3D de baixo custo abaixo de $ 200 $. As impressões ficaram perfeitas.

Etapa 1: impressão 3D das peças

Então agora é hora de imprimir … Sim

Projetei meticulosamente todas as peças do BONES para serem impressas em 3D sem a necessidade de materiais de suporte ou jangadas durante a impressão.

Todas as peças estão disponíveis para download no Pinshape (link aqui) e MyMiniFactory (link aqui)

Todas as peças foram impressas em teste no Creality Ender 3

Material: PETG

Altura da camada: 0,3 mm

Infill: 15%

Diâmetro do bico: 0,4 mm

A lista de peças para BONES é a seguinte:

1x BODY BOTTOM

1x CORPO MÉDIO

1x BODY SPINE

6x PINOS DO CORPO QUADRADO

1x QUADRO ELETRÔNICO

1x PIN ELETRÔNICO QUADRADO

1x RIB BOTTOM

1x RIB BOTTOM MIDDLE

1x RIB TOP MIDDLE

3X RIB TOP

4x PEQUENO VERTEBRE

1x BIG VERTEBRE

1x FRONT SKULL

1x CRÂNIO TRASEIRO

1 PIN SKULL SQUARE

1x OMBRO

1x ARM

1x FOREARM

1x OMBRO (ESPELHO)

1x ARM (ESPELHO)

1X FOREARM (ESPELHO)

4x PINOS CIRCULARES DO BRAÇO

2x pés

2x TORNOZELOS

2x LEG 1

2x LEG 2

2x CAIXAS DE PISTÃO

2x CAIXAS DE PISTÃO (espelho)

4 PORTA-PISTÕES

4x PISTÕES

2x HIPS

8x PINO CIRCULAR L1

2x PIN CIRCULAR L2

2x PIN CIRCULAR L3

10x PIN CIRCULAR L4

13x SQUARE CLIP

22x CLIP CIRCULAR

Cada parte pode ser impressa como um grupo ou individualmente.

Para a impressão em grupo, tudo o que você precisa fazer é imprimir um de cada arquivo GROUP.stl, exceto o arquivo LEG 1.stl do grupo e os arquivos PIN.stl CIRCULAR DO GRUPO, dos quais você deve escolher um deles e terá o todo o conjunto de peças necessárias.

Siga as etapas a seguir para imprimir todos os arquivos STL.

1. Comece imprimindo os arquivos LEG 1.stl individualmente, pois são os mais difíceis de imprimir, eles exigem uma aba de cerca de 5 mm e uma camada de altura ao redor da parte para evitar empenamento se por algum motivo a aba não impedir a impressão de distorção do LEG 1 COM BRIM arquivo.stl.
2. Imprima o PINO CIRCULAR INDIVIDUAL 0,5mm L1, PINO CIRCULAR INDIVIDUAL L1 e o PINO CIRCULAR INDIVIDUAL 1mm L1 uma vez impressos teste os pinos nos orifícios da PERNA 1.stl que você imprimiu anteriormente e selecione aquele que se ajusta mais firmemente sem ser apertado para não conseguir empurrar através do orifício. Se possível, use o de 0,5 mm, pois quanto mais apertado o ajuste, mais rápido o robô andará.
3. Imprima o arquivo GROUP SHOULDERS. STL, não se esqueça de imprimi-lo com uma aba de 8mm de 2 alturas de camada para ter certeza de que será impresso corretamente
4. Prossiga com a impressão do restante dos arquivos GROUP. STL

E aí nós temos cerca de 2 dias de impressão depois, você deve ter todas as peças de plástico da BONES.

Etapa 2 concluída !!!

Etapa 2: Instalando o Arduino

BONES usa programação C para funcionar.

Para fazer upload de programas para o BONES, usaremos o Arduino IDE junto com algumas outras bibliotecas que precisam ser instaladas no Arduino IDE.

Instale o Arduino IDE em seu computador

Arduino IDE (link aqui)

Para instalar as bibliotecas no Arduino IDE, você deve fazer o seguinte com todas as bibliotecas nos links abaixo

• Clique nos links abaixo (isso o levará para a página de bibliotecas do GitHub)
• Clique em Clonar ou Baixar
• Clique em download de ZIP (o download deve começar em seu navegador)
• Abra a pasta da biblioteca baixada
• Descompacte a pasta da biblioteca baixada
• Copie a pasta da biblioteca descompactada
• Cole a pasta da biblioteca descompactada na pasta da biblioteca do Arduino (C: / Documents / Arduino / libraries)

Bibliotecas:

Biblioteca Varspeedservo (link aqui)

Biblioteca RF24 (link aqui)

E aí está, você deve estar pronto para começar. Para se certificar de que configurou corretamente o IDE do Arduino, siga as seguintes etapas

• Baixe o código Arduino desejado abaixo (Robot Controller.ino ou Robot Autonomous.ino)
• Abra-o no Arduino IDE
• Selecione Ferramentas:
• Selecione o tabuleiro:
• Selecione Arduino Nano
• Selecione Ferramentas:
• Selecione o processador:
• Selecione ATmega328p (carregador de inicialização antigo)
• Clique no botão Verificar (botão Marcar) no canto superior esquerdo do Arduino IDE

Se tudo correr bem, você deverá receber uma mensagem na parte inferior que diz Compilação concluída.

E é isso, você concluiu a Etapa 2 !!!

Etapa 3: Programando OSSOS

Agora é hora de fazer o upload do código para o cérebro do BONES, o Arduino Nano.

• Conecte o Arduino Nano ao seu computador via cabo USB
• Clique no botão de upload (botão de seta para a direita)

Se tudo correr bem, você deverá receber uma mensagem na parte inferior que diz Upload concluído.

E é isso para a Etapa 3.

Etapa 4: Calibrando os Servos da Perna de BONES

Então agora é hora de calibrar e começar a montar os servos Leg em partes do BONES …

Todas as etapas a seguir são descritas no vídeo Assembley acima.

Peças eletrônicas necessárias:

• 1x Arduino Nano
• 1x transceptor NRF24LO1 (apenas se estiver usando BONES com controlador)
• 1x Sunfounder Wireless Servo Control Board
• 12x servos genuínos TowerPro MG90S 180 graus
• 1x suporte de bateria
• 2 baterias de íon de lítio 18650 3,7 V

Peças de plástico necessárias:

• 4x pistões
• 4x porta-pistão
• 2x caixas de pistão
• 2x caixas de pistão (espelho)
• 2x quadris
• 1x corpo inferior
• 1x corpo médio
• 4 pinos quadrados corporais
• 4 clipes quadrados

Parafusos e chifres de servo necessários:

• Parafusos auto-cônicos compridos 12x
• 6x parafusos curtos para servo Horns
• 4x Servo Chifres de braço único
• 2x Chifres Servo de braço duplo

Instruções de montagem dos pistões:

• Coloque todos os 4 pistões nos 4 suportes de pistão
• Deslize as 4 caixas de pistão sobre os suportes do pistão, conforme mostrado no vídeo Assembley acima
• Posicione os 4 pistões de modo que os orifícios dos pistões e os orifícios da caixa do pistão estejam alinhados
• Insira os 4 Servos através dos 4 orifícios das caixas de pistão
• Fixe os 4 servos no lugar com 2 parafusos longos auto-cônicos por servo nas 4 caixas de pistão (não aperte demais)

Instruções de montagem dos quadris e do corpo:

• Insira os 2 Servos na parte do meio do corpo (certifique-se de colocá-los da maneira correta em torno dos cabos voltados para fora)
• Fixe os 2 Servos no lugar com 2 parafusos longos auto-cônicos por Servo na parte do meio do corpo
• Insira os 2 quadris na parte inferior do corpo
• Alinhe a parte inferior do corpo com a parte central do corpo
• Prenda a parte inferior do corpo na parte do meio do corpo com 6 pinos quadrados do corpo (como mostrado no vídeo Assembley)
• Prenda os pinos do Body Square com 6 clipes quadrados

Instruções eletrônicas:

• Conecte o Arduino e o transceptor NRF24L01 (opcional) na Placa Servo Cotrol
• Conecte os fios do suporte da bateria (vermelho para positivo, preto para negativo) à placa de controle do servo (certifique-se de que as conexões estejam do jeito certo)
• Conecte os Servos às conexões 4, 5, 6, 7, 8 e 9 na ordem que desejar (certifique-se de obter as conexões da maneira certa)
• Insira as baterias
• Empurre o botão da placa de controle servo para a posição pressionada
• Coloque o interruptor do suporte da bateria na posição ON
• A placa deve acender e os servos devem se mover para sua posição inicial de 90 graus

Instruções de montagem dos chifres do servo:

• Uma vez que os Servos alcançaram sua posição inicial de 90 graus, insira os Chifres de Servo de braço único nos Pistões em um ângulo de 90 graus (+ - alguns graus de deslocamento não é o fim do mundo) para todas as caixas de pistão, conforme mostrado no Assembley Video acima.
• Insira as buzinas do servo de braço duplo nos quadris de modo que os dois braços do servo fiquem alinhados um com o outro. Conforme mostrado no vídeo Assembley acima
• Prenda todos os Chifres Servo aos Servos com 1 parafuso curto por Servo
• Coloque o interruptor do suporte da bateria na posição DESLIGADO
• Desconecte os Servos das conexões 4, 5, 6, 7, 8 e 9

E aí está todos os Leg Servos estão calibrados e o resto do Robot está pronto para ser montado.

Etapa 5: Montagem das pernas de BONES

Todas as etapas a seguir são descritas no vídeo Assembley acima.

Peças de plástico necessárias para a perna esquerda:

• 1x pé esquerdo
• 1x tornozelo
• 1x perna 1
• 1x perna 2
• 2 pistões montados
• 4 pinos circulares L1
• 1x pinos circulares L2
• 1x pinos circulares L3
• 3 pinos circulares L4
• 9x clipes circulares

Instruções de montagem da perna esquerda:

1. Deslize os 4 pinos circulares L1 através dos orifícios do tornozelo (como mostrado no vídeo Assembley)
2. Posicione um dos pistões montados na ranhura do pé esquerdo, selecione o pistão montado que faz com que os cabos do servo fiquem voltados para trás (conforme mostrado no vídeo Assembley)
3. Posicione o tornozelo na ranhura do pé esquerdo e na ranhura do pistão montado
4. Deslize 1 pino circular L2 através da articulação do tornozelo e pé
5. Deslize 1 pino circular L3 através do tornozelo e junta do pistão montado
6. Deslize 1 pino circular L4 através do pé e junta do pistão montado
7. Posicione a Perna 1 no lugar no tornozelo e os pinos circulares L1
8. Posicione a Perna 2 no lugar no tornozelo e os pinos circulares L1
9. Posicione um dos pistões montados entre a perna 1 e a perna 2, selecione aquele que faz com que o cabo do servo fique voltado para fora (conforme mostrado no vídeo de montagem)
10. Deslize 1 pino circular L4 através da perna 1 e o pistão montado
11. Deslize 1 pino circular L4 através da perna 2 e o pistão montado
12. Prenda todos os pinos circulares com clipes circulares

Peças de plástico necessárias para a perna direita:

• 1x pé direito
• 1x tornozelo
• 1x perna 1
• 1x perna 2
• 2 pistões montados (espelho)
• 4 pinos circulares L1
• 1x pinos circulares L2
• 1x pinos circulares L3
• 3 pinos circulares L4
• 9x clipes circulares

Instruções de montagem da perna direita:

Proceda da mesma forma que as instruções de montagem da perna esquerda.

Etapa 6: Montagem dos braços de BONES

Todas as etapas a seguir são descritas no vídeo Assembley acima.

Peças eletrônicas necessárias:

4 servos genuínos TowerPro MG90S 180 graus

Parafusos necessários:

4x parafusos auto-cônicos longos

Peças de plástico necessárias para o braço esquerdo:

• 1x braço
• 1x antebraço
• 2 pinos de braço circular

Instruções de montagem do braço esquerdo:

1. Insira o pino do braço circular no orifício do antebraço
2. Insira o pino do braço circular no orifício do braço
3. Insira o Servo no braço como mostrado no vídeo Assembley acima
4. Prenda o servo ao braço com 2 parafusos auto-roscantes longos
5. Insira o servo no antebraço
6. Conecte o braço e antebraço como mostrado no vídeo Assembley acima

Peças de plástico necessárias para o braço direito:

• 1x braço (espelho)
• 1x antebraço (espelho)
• 2 pinos de braço circular

Instruções de montagem do braço direito:

Proceda da mesma forma que com o braço esquerdo montado

Etapa 7: Montagem da parte inferior do corpo de BONES

Todas as etapas a seguir são descritas no vídeo Assembley acima.

Peças eletrônicas necessárias:

2 servos genuínos TowerPro MG90S 180 graus

Parafusos necessários:

4 parafusos auto-roscantes longos

Peças de plástico necessárias:

• 1x coluna
• 2x Vertebre pequeno
• 1x Rib Bottom
• 1x Rib inferior meio
• 1x quadro eletrônico
• 1x pino quadrado de quadro eletrônico
• 4x pino circular L4
• 4 clipes quadrados
• 4 clipes circulares
• 1x quadris montados
• 2x pernas montadas

Instruções do Assembley:

1. Posicione a perna esquerda montada nos quadris do corpo montado (certifique-se de colocá-la do lado direito)
2. Prenda no lugar com 2 pinos circulares L4
3. Prenda no lugar com 2 clipes circulares
4. Repita as etapas 1, 2 e 3 para a perna direita
5. Passe os cabos do Servo pelos orifícios dos quadris até o corpo e passe-os entre os 2 servos do quadril. Conforme mostrado no vídeo Assembley acima
6. Insira a estrutura da eletrônica na posição no corpo (certifique-se de colocá-la da maneira correta)
7. Prenda no lugar com o pino quadrado eletrônico e 2 clipes quadrados
8. Insira a coluna no corpo
9. Prenda no lugar com 2 clipes quadrados
10. Deslize a parte inferior da costela sobre a coluna
11. Deslize o pequeno vértice sobre a coluna
12. Deslize a parte inferior da costela sobre a coluna
13. Deslize o pequeno vértice sobre a coluna
14. Insira o servo de ombro esquerdo na estrutura de eletrônicos
15. Fixe com 2 parafusos autorroscantes longos
16. Repita as 2 últimas etapas para o servo de ombro direito
17. Passe os 2 cabos dos servos de ombro através do mesmo orifício que todos os outros cabos
18. Passe os cabos dos braços montados à esquerda através da passagem do cabo esquerdo
19. Repita a última etapa para os cabos dos braços montados corretamente.

Etapa 8: Fiação da Eletrônica

Todas as etapas a seguir são descritas no vídeo Assembley acima.

Peças eletrônicas necessárias:

Placa eletrônica montada e suporte da bateria

Parafusos necessários:

2x parafusos longos auto-cônicos

Instruções do Assembley:

1. Prenda a placa eletrônica ao quadro eletrônico, conforme mostrado no vídeo de montagem acima
2. Coloque o suporte da bateria na ranhura traseira do robô

Agora é hora de brincar com o Espaguete !!!

1. Conecte todos os 12 servos às conexões da placa principal 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 e 12 como mostrado na imagem acima (certifique-se de conectá-los da maneira correta)
2. Puxe o excesso de folga do cabo para a parte traseira do robô

Etapa 9: Montagem da parte superior do corpo de BONES

Todas as etapas a seguir são descritas no vídeo Assembley acima.

Peças de plástico necessárias:

• 2x vértice pequeno
• 1x grande vértice
• 1x canelado médio
• 3x canelado superior
• 1x crânio frontal
• 1x crânio traseiro
• 1 pino de crânio quadrado
• 3 clipes quadrados

Instruções do Assembley:

1. Deslize o meio da parte superior da costela sobre a coluna
2. Deslize o pequeno vértice sobre a coluna
3. Deslize a parte superior da costela sobre a coluna
4. Deslize o pequeno vértice sobre a coluna
5. Deslize a parte superior da costela sobre a coluna
6. Deslize o grande vértice sobre a espinha
7. Deslize a parte superior da costela sobre a coluna
8. Junte o crânio frontal e traseiro juntamente com o alfinete crânio quadrado
9. Junte-se à moldura da Caveira e Eletrônica junto com o alfinete de caveira quadrada
10. Prenda as costelas na coluna com 2 clipes quadrados
11. Fixe com o grampo quadrado do crânio

Etapa 10: Calibrando os braços de BONES

Todas as etapas a seguir são descritas no vídeo Assembley acima.

Parafusos e chifres de servo necessários:

• 6x parafusos curtos para servo Horns
• 4x Servo Chifres de braço único
• 2x Chifres Servo de braço duplo

Peças de plástico necessárias:

• 1x ombro
• 1x ombro (espelho)

Instruções Assembley Braço Esquerdo:

1. Ligue o robô
2. Espere que os servos voltem para a posição inicial
3. Desligue o robô
4. Posicione o ombro esquerdo na posição de 0 grau
5. Ombro esquerdo seguro com chifre duplo e parafuso curto
6. Prenda o braço no ombro na posição de 0 grau
7. Braço seguro com chifre único e parafuso curto
8. Coloque o antebraço na posição de 90 graus
9. Antebraço seguro com chifre único e parafuso curto

Instruções de montagem do braço direito:

Proceda da mesma forma que nas instruções do braço esquerdo

Etapa 11: compilação completa !

Bem, agora que terminamos a construção do BONES, espero que você tenha gostado deste Instructable e, por favor, deixe-me saber o que você achou.

Segundo Prêmio no Concurso de Halloween 2019