Buat Kolam Robo-Ular: 19 Langkah (dengan Gambar)

Buat Kolam Robo-Ular: 19 Langkah (dengan Gambar)

Isi kandungan:

Anonim

Sneel adalah nama robot ular / belut ular saya. Ini adalah dokumentasi perkakasan, perisian dan reka bentuk mekanikal Sneel_003.

urethane flex tubing, microcontrollers, radio tanpa wayar Zigbee, pengapit hos, wayar, motor servo, kurungan titanium servo, silikon, gris marin, epoksi, pam pond

Sneel adalah ular air robot berenang, yang dibina untuk meneroka gerakan yang hidup dan hidup dalam robot akuatik. Ia direka untuk menavigasi kawasan yang tidak diketahui dan rupa bumi yang melampau.

Sneel diilhamkan oleh Protei, (protei.org), sebuah projek antarabangsa untuk reka bentuk armada sumber terbuka, robot, botani tanpa pemandu. Sneel adalah perkembangan Protei_007.

Sneel_003 berenang di San Francisco, California, Tasik Spreckles, Golden Gate Park:

Sneel adalah sumber terbuka, biomimetik, lokomotif, robot akuatik. Reka bentuk elektromekanik Sneel meniru struktur dan gerakan ular air nyata, sebagai ujian untuk meneroka tingkah laku berenang dalam robot linear beralun. Pengilhaman untuk Sneel berasal dari daya tarikan dengan bentuk motif yang bermotor dan implikasi pemodelan perkakasan dari struktur dan fungsi biologi. Sneel menggunakan perpustakaan perisian bertulis khas untuk menyebarkan gelombang berayun ke bawah garisan motor servo yang terdiri daripada badan robot. Model semasa adalah platform untuk pembangunan pesawat ular kos rendah lain, dengan kawalan navigasi separuh autonomi untuk mengikuti arah jalan, dan mengesan keupayaan untuk mengelakkan penghalang. Aplikasi di seluruh dunia untuk Sneel termasuk pengumpulan data marin terpencil tahap kemasinan / toksik, pengawasan tahap nuklear, talian paip atau penerokaan bawah air, pemantauan perikanan, dan pengumpulan minyak.

Sneel versi 2 berenang seperti ular sebenar:

Sneel versi 2, berenang pertama di taman tengah:

Bekalan:

Langkah 1: Bil Bahan

Perkakasan mekanikal:

Kurungan servis 5x Lynx

Kurungan C-5 Lynxmotion

5x suntikan servo engsel

tiub pengumpulan debu urethane, 5 'x 2.5"

pengapit hos berbelit

5/16 "tiub

5/16 "hos

Kedai 2x vac 2.5 hingga 1.25 "pengurang vakum

Braket 5x servshttp: //www.seeedstudio.com/depot/bracket-for-rb421-servo-p-939.html? CPath = 0

sealant urethane

minyak kelapa

sealant epoxy laut

o cincin

serat karbon 3x (1/32 ", 1" x12 "jalur)

getah sekitar 1/8 "tebal, 2" x10 "sekurang-kurangnya, seperti neoprena ini berfungsi dengan baik

loctite (hijau)

tali nylon sebagai tethering

pilihan:

tiub dalam atau injap untuk tekanan positif dengan pam basikal

pek gel silika

elektronik:

10 Servo motor (Saya cadangkan ini Hitec dengan roda Karbonite tetapi ini sedikit pricy. Apa sahaja yang anda dapatkan, gear nilon akan telinga dengan cepat sehingga saya memberi amaran terhadap mereka)

Pek bateri 3 6V NiMh

Arduino UNO

1 seeeduino mega

Xbee explorer

Siri 2x xbee 1

perisai wayarles xbee

servo motor shield

wayar sambungan servo

xbee breakout + 2 baris 10 pin header lelaki + 2 baris xbee 2mm header wanita

bekalan:

wayar

Playar mata jarum

snip sudut

penari wayar

pemutar skru kecil

4-40 skru, kunci atau kacang bergigi, dan bolt

2-56 skru, kunci atau kacang bergigi, dan bolt

solder besi + solder

hack saw

gerudi atau gerudi

Bit gerudi 3 mm

pilihan:

dremel

Langkah 2: Waterproof the Servo Motors

Lihat instructables ini yang saya buat mengenai motor servo kalis air.

Tetapi secara ringkas:

-pohon sealant laut silikon di sekitar kedua-dua jahitan di plasitc servos, di sekitar tempat di mana wayar dimasukkan, dan di mana skru dipasang di bahagian bawah.

-Mudah motor kering selama 24 jam …

-Untuk menghancurkan tanduk servo (atas plastik bulat servo motor).

-Apply petroleum atau gris marin sekitar aci bergigi, dan slipkan cincin o-sekitar sekitar aci.

-Pulkan kembali pada tanduk servo bulat. Pastikan ia berpusat (putar satu arah dan pastikan ia berputar sekitar 90 darjah dari pusat satu arah dan 90 darjah arah yang lain).

-Screw kembali pada tanduk servo plastik bulat.

Langkah 3: Sediakan Frame: Potong Serat Karbon

-Dengan gergaji besi, potong serat karbon ke dalam 4 inci (setiap jalur 12 "x1" hendaklah dipotong dalam 3 bahagian). Saya menggunakan dremel untuk mengelilingi sudut-sudut bergerigi.

-Lepaskan salah satu daripada setiap servo bracket 3 inci selain. Tandai pada serat karbon di mana kedua lubang besar dalam kurungan itu akan dipasang, supaya anda boleh menggerudi di sini untuk mengetuknya ke serat karbon.

-Bebitkan 4 lubang pada setiap serat serat karbon menggunakan bit gerudi 3 mm, atau sekitar saiz itu.

- Ini dengan 7x4 "keping.

Langkah 4: Sediakan Frame: Lampirkan Kurungan ke Serat Karbon

-Using skru lemak yang datang dengan kedua-dua kurungan, selaraskan lubang-lubang yang anda potong dengan lubang di kurungan.

-Screw dalam skru untuk melampirkan karbon ke kurungan. Pastikan anda mengetatkan dengan bolt pada bahagian belakang kurungan seperti yang ditunjukkan dalam foto.

Langkah 5: Sediakan Frame: Lampirkan kurungan C-

-Mengeluarkan getah dengan seksyen tengah c-pendakap (lihat gambar) dan potong 5 keping. Mereka akan menjadi kira-kira 1 "x 2"

-Melihat potong getah dengan salah satu kurungan-c, dan lukiskan getah di mana dua lubang-lubang itu dipasang.

-Gunakan pin untuk mencucuk lubang dalam getah pada kedua lubang lubang.

-Insert skru 2-56 dari penjepit hitam, melalui getah (pop atau skru melalui), kemudian melalui braket merah.

-Adalah ini untuk setiap pasangan pendakap hitam / merah.

NOTA: dari imej, saya melakukan perkara-perkara dalam perintah yang sedikit berbeza daripada yang dinyatakan di atas - anda dapat melihat servo saya sudah melekat pada braket servo. Ini menjadikannya jauh lebih sukar untuk mengecilkan kedua-dua skru di sini. Juga, saya akhirnya mendapat skru 1/2 inci tetapi pada mulanya saya menggunakan skru 1 inci dan terpaksa mengisar atau memotong lebihannya.

Langkah 6: Sediakan Frame: Pasang Servos pada Kurungan

-Dalam pakej dengan servos, terdapat beberapa bahagian. Dapatkan kubus segi empat tepat kecil.

-Masukkan ini ke semua empat lubang pada motor servo. Perhatikan bahawa getah mempunyai bahagian yang rata. Bahagian ini perlu menghadap ke luar.

-di 5 servos, mematuhi suntikan dibentuk bersama (kecuali jika anda mempunyai c-kurungan dengan bantalan di bawah)

- Letakkan servo di dalam kurungan seperti yang ditunjukkan - servos dengan sendi yang disuntikkan pergi ke kurungan servo hitam.

-Screw di skru 4x40. Letakkan kacang kunci di bahagian bawah dan skru dalam bolt.

Langkah 7: Sediakan Frame: Pasang Pasangan C-pendakap ke Kurungan Servo

-Masukkan kurungan servo merah ke c-kurung merah, dan hitam ke hitam:

RED:

Slip kurungan c di atas tanduk servo dan di bawah pendakap servo, seperti yang ditunjukkan dalam foto. Gunakan skru dan galas untuk mengamankannya.

BLACK:

Slip kurungan c di atas servo yang meliputi kebanyakan tubuhnya. Keluarkannya di atas tanduk servo dan di bawah pendakap servo. Pastikan bahagian atas tanduk servo adalah bahagian dengan satu lubang besar dan empat lubang kecil. Segmen dibentuk yang disuntik di bahagian bawah perlu muncul di dalam lubang kecil.

Kini anda perlu mempunyai ular panjang penuh seperti struktur.

Langkah 8: Skru di Tanduk Servo ke Kurungan

- arahkan lubang dengan kurungan dan tanduk servo.

-Pastikan tanduk anda berpusat (anda boleh berputar ke satu arah dan arah yang lain, kemudian bawa ia kira-kira separuh ke belakang, ke kedudukan tengah, jadi jika anda meletakkan pendakap anda sejajar lurus dengan servo ia akan ditentukur ke kedudukan tengah.

- Gunakan pemutar skru kecil untuk mengetatkan pendakap dan tanduk servo bulat plastik bersama. Saya suka mencubit mereka bersama-sama dengan tang untuk memastikan lubang dihidupkan.

Kurungan dan servos harus berputar dengan bebas. Anda perlu memohon beberapa gris di antara dua kurungan logam jika terdapat geseran.

Anda juga boleh menggunakan loctite untuk beberapa skru supaya mereka tidak keluar. Pastikan anda tidak melakukan ini sebelum anda yakin anda telah selesai, kerana sangat sukar untuk membatalkan skru apabila anda telah menggunakan loctite. Juga, hijau loctite sedikit kurang kekal.

Pada ketika ini, ular kamu badan sudah bersedia!

Langkah 9: Buat Litar

-Pembuat papan pelarian xbee (solder pada 2 baris tajuk lelaki dan 2 baris pengetua wanita 2mm xbee)

-Masukkan xbee ke atasnya.

-Saya menggunakan perisai motor servo dari studio pijar, tetapi saya semacam menggunakannya sebagai papan perfusi, tetapi yang mudah kerana semua tanah dan pin kuasa untuk motor servo saya sudah melompat bersama-sama, dengan terminal skru untuk input bateri. Dan mengabaikan kawat-kawat yang digantung di papan itu - saya telah dipamerkan pada pin header wanita untuk penggunaan papan lain, jadi saya mengeluarkan mereka supaya saya dapat menggunakannya di sini. Saya akhirnya memotong mereka tetapi anda boleh melihatnya dalam gambar.

-Jadi jika anda mempunyai perisai servo, solder pada terminal skru; dua baris tajuk di mana 6V dan GND dari bateri disambungkan. Solder pada tajuk lelaki supaya ia akan dipasang di mega seeeduino (atau arduino) anda. Saya menggunakan seeeduino sekali lagi kerana saya mempunyai sekitar, dan kerana ia lebih kecil supaya ia lebih baik ke dalam tiub kulit (lapisan luar pelindung).

Nota: mega arduino tidak perlu kerana bilangan output tetapi kerana ruang ingatan kilat di UNO arduino tidak cukup besar.

-jump xbee pin 1 (3.3Vin) ke Arduino 3.3V pin (lihat dawai merah)

-jump xbee tx (pin 2) ke Arduino RX (pin1) (lihat dawai kuning)

-jual tanah xbee (pin 10) ke arduino gnd (lihat wayar hitam)

-Perkara dari input bateri 6V ke pin Arduino VIN (wayar hijau)

-Solder pada kabel dari semua pin output digital (seperti banyak servos seperti yang anda gunakan).

Tempat di penyambung servo (Merah, hitam, putih di sini) dan masukkan wayar dOUT dari arduino ke kabel servo (wayar isyarat putih).

NOTA: jika Arduino akan ditempatkan di frotnt ular, sambungkan pin kurang tinggi dari arduino ke servos yang paling dekat dengan kepala ke jauh). dengan kata lain: servo pertama (seperti ketika ular bergerak ke hadapan, servo di HEAD) harus pin digital 2, dan ujung servo akhir ekor menjadi pin digital 11.

-Screw dalam wayar ke terminal skru untuk dilampirkan ke 6V dan GROUND dari bateri anda.

- Saya memotong logam tambahan (anda tidak perlu melakukan ini jika anda bermula dari papan yang bersih, bukannya dengan pin kepala wanita yang disolder dalam)

Langkah 10: Muat naik Firmware

Saya telah menulis sebuah perpustakaan perisian untuk menghasilkan gelombang secara mudah berdasarkan oscillation. Ia memanggil perpustakaan Servo Arduino untuk menjana gelombang sinus yang menyebarkan garisan servos. Ia membolehkan modularity untuk mengubah input deria, parameter gelombang, dan bilangan servos.

Muat turun kod di sini. Muat naiknya ke Arduino, tanpa memasukkan xbee (apabila xbee dipasang, tx dan rx pin (pin 1 dan 0) pada arduino mega digunakanreferences kelas yang menyebarkan gelombang sinus ke bawah garisan motor.

Semasa setiap kitaran gelung:

- Program utama, merujuk kepada kelas yang menyebarkan gelombang sinus ke garis motor.

Senarai kepada protokol RC tanpa wayar yang berkomunikasi dengan ular menerusi kayu bedik

Langkah 11: Buat Pemancar Kawalan Jauh, Atau Cuma Gunakan Xbee & Komputer

Untuk versi ular ini, pelbagai input aksara (angka 1-6) menjejaskan tingkah laku gelombang.

PILIHAN 1: xbee + komputer (lihat ini boleh diperintahkan untuk maklumat lanjut)

-Plug dalam xbee ke xbee explorer.

-Plug xbee explorer ke komputer anda melalui kabel USB.

-Download dan buka CoolTerm.

-Klik "PILIHAN".

-Pastikan BAUD RATE ditetapkan kepada 57600.

-Pastikan bahawa selepas "PORT:" ia mengatakan sesuatu seperti "usbserial-A700xxx". Jika tidak, pilih "RESCAN SERIAL SEROR".

-Klik OK.

-Klik "CONNECT"

-Pastikan xbee anda ditetapkan ke 57600 baud rate:

Taip "+++" (anda mungkin tidak melihat apa-apa yang ditulis dalam port siri kecuali anda telah menyemak "ECHO LOKAL" di tab TERMINAL PILIHAN.)

Anda perlu mendapatkan "OK" kembali dalam pemantauan siri CoolTerm. Jika anda tidak, mungkin xbee tidak ditetapkan pada kadar baud itu. untuk debug, kembali ke PILIHAN dan pilih "baud rate 9600" dan cuba lagi.

Sekarang anda telah memasukkan "mod arahan" xbee.

Ketik "ATBD" kemudian ENTER (dan jangan tunggu terlalu lama atau anda akan keluar dari mod perintah).

Anda perlu mendapatkan pengembalian integer, sepadan dengan kadar baud xbee ditetapkan pada. Untuk memastikan ia ditetapkan kepada 57600, ketik "ATBD 6" kemudian ENTER.

Anda perlu mendapatkan "OK" kembali.

Sekarang taipkan "ATWR".

Sekarang, apabila anda menaip aksara 1-6 dalam monitor siri, apabila ular dihidupkan, aksara harus mempengaruhi gerakan.

5 & ​​6: menjejaskan kelajuan putaran servos.

3 & 4: menjejaskan tempoh gelombang (kelajuan penyebaran ke bawah garisan servos).

1 & 2: menjejaskan amplitud gelombang.

Visualisasikan pada perangkat lunak bagaimana tingkah laku gelombang dipengaruhi oleh berbagai parameter, atau ketik dalam bilangan bulat 1-6..

Grafik yang dilampirkan menunjukkan nilai sudut output setiap servo dipetakan dari masa ke masa, sedikit daripada fasa dari satu sama lain. Perbezaannya adalah apabila terdapat penangguhan yang berbeza (kelewatan pada masa yang diperlukan satu servo untuk sampai ke sudut yang sebelumnya dalam garis gelombang).

Jika anda tidak mahu menggunakan komputer anda, dan ingin mempunyai kawalan jauh berdiri bebas, jangan ragu untuk membuat arduino berdasarkan r / c. Untuk melakukan ini, pasang xbee ke perisai xbee yang dipasang pada Arduino (lihat imej). Buat input butang 6. Saya digodam ke dalam joystick yang mempunyai 2 butang tambahan. Sambungkan 6 butang ke pin digital Arduino 2-7.

Muat naik kod berikut kepada arduino.

Dan kini mempengaruhi tingkah laku ular dengan cara yang sama seperti melalui coolTerm.

Langkah 12: Wire It Up

Setakat ini: Arduino dipateri, berwayar dan diprogramkan; dan badan ular dibina.

Kini sudah tiba masanya untuk menyambung semuanya:

Menggunakan extender kabel servo motor anda, memanjangkan semua kabel servo supaya mereka melebarkan panjang badan, sehingga beberapa inci melepasi kurungan servo terakhir.

Ia berguna bagi saya untuk mengesan wayar yang mana servo, supaya apabila saya memasangnya ke papan perfusi, mudah untuk memasangnya secara berturut-turut.

Saya menyambungkan dawai ke bahagian belakang serat karbon, dan pita ke serat karbon supaya apabila saya akhirnya meletakkan kulit vakum, ia tidak menarik wayar terlalu banyak. Saya juga meletakkan pita di persimpangan pada setiap sambungan wayar hanya untuk keselamatan.

Langkah 13: Pasang Bateri

Di setiap segmen serat karbon, pasangkan bateri dengan wayar 6V / GND yang menunjuk ke atas (ke arah atas servos) dan ke arah depan ular.

Gunakan dua zips untuk menjamin bateri pada serat karbon.

Saya menggunakan dremmel untuk pasir sudut zipties selepas memotong mereka, jika mereka merasa tajam.

Saya melampirkan empat pek bateri secara keseluruhan. Saya juga menggunakan sambungan wayar servo untuk memanjangkan kuasa bateri dan tanah ke depan ular, di kepala, di mana Arduino ditempatkan. Saya juga membuat y-link dari setiap persimpangan bateri supaya mereka semua datang bersama-sama di Arduino kuasa terminal skru dan input motor servo tanah.

Sebelum menamatkan sambungan bateri, pastikan untuk menambah butang hidup / mati: lihat langkah seterusnya.

Langkah 14: Tambah Butang on / Off, dan Sediakan Kepala dan Tail Caps

Saya menggunakan satu butang untuk pam air (bateri 12V) dan satu untuk arduino / servos (bateri 6V). Pam air tidak boleh dihidupkan melainkan jika ular berada di dalam air atau pam akan kering. Jadi saya menghidupkan ular terlebih dahulu kemudian menghidupkan pam. Lihat langkah seterusnya untuk melampirkan pam air.

Potong dua sekeping getah kira-kira 1.75 "diameter, supaya ia sesuai di dalam pengurangan vakum. Potong dua keping tali panjang kira-kira 2 kaki, bertindak sebagai tethers dan membantu kedudukan badan di dalam kulit.

UNTUK PUSAT (berhampiran Arduino):

Letakkan getah ke dalam pengurangan vakum, dan potong celah kecil, cukup besar untuk lulus wayar. Jalankan rentetan melalui pengurang vakum supaya terdapat kira-kira 8 inci rentetan pada bahagian dalam. Tidak perlu terlalu banyak di luar kerana tether akan terletak pada ekor.

Jalankan kedua-dua butang melalui pengurangan vakum. Jalankan dawai (mengandungi kuasa dan tanah) dari air terjun ke bawah melalui lubang dalam pengurang vakum. Jadi secara keseluruhan, wayar berikut harus dijalankan melalui pengurang vakum dan pad getah: kuasa dan tanah dari kedua-dua suis; satu rentetan; kuasa dan tanah dari pam.

UNTUK TAIL:

Hanya tali rentetan tali yang lain. Biarkan kira-kira 10 inci rentetan di dalam, dan sedikit lagi di luar. Rentetan ini bertindak semata-mata sebagai tethering. Anda akhirnya boleh memanjangkannya dengan melampirkan rentetan lain supaya anda dapat mempunyai tether lagi.

Sekarang, solder butang on / off ke wayar 6V merah yang melekat pada terminal skru, supaya apabila anda menghidupkan ini, arduino menyala dan servos mendapat kuasa. Butang ini ialah butang induk / mati.

Langkah 15: Sediakan Baterian Pam dan Elongate Badan

-Add dua 4 "potongan serat karbon ke ujung ular, sehingga kepala dan ekor melebar ke luar beberapa inci.

-Solder bersama persimpangan bateri untuk bateri untuk menyambung terus ke pam kolam, tetapi solder yang lain pada / off suis ke wayar merah antara bateri dan pam. Bateri duduk betul-betul di sebelah Arduino.

-Masukkan bateri ke serat karbon dengan zips.

Sekarang anda harus mempunyai sesuatu yang bergerak seperti ini apabila bateri dipasang:

Langkah 16: Tutup Caps

Sapukan banyak cincin kepada kedua-dua bahagian dalam pengurang vakum, di jahitan di mana getah itu, dan di sebaliknya, jauh di dalam lubang. Pastikan untuk menutup semua wayar.

Biarkan ia kering kira-kira 24 jam.

Langkah 17: Pakai Kulit

-I menambah beberapa paket silika gel untuk memastikan kelembapan itu diserap.

-I panas terpaku Arduino hanya untuk memastikan tiada wayar keluar.

-Jika mana-mana sendi servo yang kaku atau logam menggosok, saya menambah beberapa minyak antara bahagian menggosok.

-Kemudian sampaikan pada kulit, pergi dari sisi Arduino ke bahagian ekor yang lain.

-Tekan tiub ke panjang, jika terlalu lama.

-Setelah itu, saya menggunakan rentetan pada kedua-dua belah pihak untuk mengangkat serat karbon sepanjang jalan ke akhir tiub vakum. Saya mengikat simpulan di sini untuk mengelakkan tergelincir.

-Pulkan penutup pada kepala dan hujung ekor. Menggunakan beberapa gris marin boleh membantu mengelaknya.

Langkah 18: Pasang Pam Air

potong panjang plastik 5/16 "tiub ke panjang ular Slip ke atas muncung OUTPUT pada pam (muncung yang lebih sempit adalah output). Saya suka sebentar letupan simpang dengan heatgun apabila saya tergelincir tiub untuk membuat sambungan baik dan selesa. Selamatkan hos-penjepit di sekeliling tiub pada sendi.

pilihan: sambungkan hos yang lain sebanyak 7/16 "ke injap input

-Mount pump di tempat berhampiran ular depan, di bahagian bawah (bertentangan tanduk servo). Plat plastik yang dilengkapi dengan pam memasang pada pam, dan mempunyai tempat dengan dua punggung di kedua-dua sisi. Saya menggunakan ziptie untuk membungkus salib di sekitar badan ular untuk mengamankannya.

-I juga memasang goPro tetapi ini juga pilihan.

Langkah 19: Take It Outside!

Bawa dia ke luar.

- Berikan gris ke luar butang plastik supaya tidak ada air.

- Saya mengikis pada pengapit hos ke kepala dan hujung ekor, tetapi saya tidak pasti ini perlu, ia hanya untuk menjadi lebih selamat.

Hidupkannya.

Letakkannya di dalam air. Mungkin anda perlu menyesuaikan gerakan gelombang dengan kawalan jauh anda.

Sekali di dalam air, anda boleh menghidupkan pam dengan suis yang lain.

Tonton dia berenang dan gunakan r / c untuk mengawal gerakannya.