Quadrúpede impresso em 3D: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

É meu primeiro projeto com impressão 3D. Queria fazer um Quadruped barato com todas as operações. Encontrei muitos projetos na internet a respeito do mesmo mas eram mais caros. E em nenhum desses projetos eles ensinaram como projetar um quadrúpede? Como sou um engenheiro mecânico iniciante, esses princípios são muito importantes. Porque qualquer pessoa pode imprimir em 3D um modelo já existente e executar o mesmo código. Mas nada de valor é aprendido.

Fiz este projeto durante o meu freio do semestre e vou adicionar as melhorias ao longo do tempo.

Eu carreguei o vídeo. Você pode baixar e assistir.

Etapa 1: Projeto do chassi

O chassi deve ser projetado de forma que o torque máximo aplicado aos motores esteja dentro das classificações do motor.

Os principais parâmetros a serem mantidos em mente ao projetar o chassi são:

1. Comprimento do fêmur

2. Comprimento do tíbia

3. Peso estimado (mantenha-o no lado superior)

4. Autorizações necessárias

Como este é o hardware, devem ser tomadas folgas adequadas. Tenho usado parafusos auto-roscantes em todos os lugares. Portanto, meu design tem fios neles. E fazer pequenos fios com a impressora 3D não é uma boa ideia. Você pode ter que imprimir pequenas peças primeiro para verificar as folgas antes do corte final. Esta etapa só é necessária quando você não tem experiência suficiente como eu.

O chassi foi projetado em Solid Works 2017-18. O link para o mesmo é:

grabcad.com/library/3d-printed-quadruped-1

Se você quiser um controle ainda maior sobre o movimento dos quadrúpedes. O desenho da marcha também deve ser considerado na equação. Como foi meu primeiro projeto, percebi isso um pouco mais tarde.

Etapa 2: impressão 3D do chassi

I 3D imprimi o chassi em PLA (Poly Lactic Acid). Lixe as peças para obter folgas adequadas. Em seguida, montei todas as peças com servos como eu havia projetado. Lembre-se de que todos os seus servos são do mesmo fabricante, pois fabricantes diferentes podem ter designs diferentes. Isso aconteceu comigo. Portanto, verifique de antemão.

Etapa 3: Circuito para operação

Estou usando um Arduino UNO e um servo controlador de 16 canais para meu bot. Você pode encontrá-los facilmente online. Conecte os pinos de acordo. Você precisa escrever a conexão dos pinos do servo com qual pino. Caso contrário, ficará confuso mais tarde. Junte os fios. E estamos prontos para ir.

Para bateria, forneci duas células LiPo (3,7 V) com alta descarga de corrente. Eu os conectei em paralelo, pois a entrada máxima para servos é 5v.

Etapa 4: Codificando o Quadrúpede

Embora possa parecer difícil no início, fica mais fácil depois. Tudo o que você precisa manter em mente enquanto codifica é o design da marcha. Lembre-se do seguinte:

1. O centro de gravidade do quadrúpede deve estar sempre dentro da área formada por suas pernas.

2. Os ângulos devem ser tomados a partir de uma referência definida. Isso depende do seu design e de como você deseja mover as pernas.

3. Estou usando um servo de 180 graus, não um motoredutor, então você deve verificar isso enquanto está consertando os servos

Quanto à explicação do código, este link será suficiente:

makezine.com/2016/11/22/robot-quadruped-ar…

Estes são meus códigos

Etapa 5: cálculos geométricos

Os ângulos são calculados por meio de trigonometria:

1. Você deve primeiro encontrar o comprimento da perna 2D

2. Em seguida, verifique a elevação do seu bot

Com essas duas restrições, você pode calcular facilmente os ângulos de seus servos.

Escreva Eu escrevi um código para seguir em frente. Atualizarei o código mais tarde, quando for buscá-lo novamente.

Etapa 6: Melhoria Adicional

Vou adicionar um módulo bluetooth (BLE) para o controle do bot do telefone.

Obrigado por visualizar meu projeto, Qualquer dúvida é bem vinda.