BONES humanoidalny robot: 11 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Wszystkiego najlepszego z okazji Halloween !!!

Aby uczcić tegoroczne Halloween, pomyślałem, że to świetny pomysł, aby zbudować robota na tę okazję.

Tańczący szkielet humanoidalny !!!

Chciałem zaprojektować i zbudować własnego humanoidalnego robota, więc był to dla mnie idealny projekt.

Po zaprojektowaniu i zbudowaniu BORIS the Biped (link tutaj) zdałem sobie sprawę, że jego nogi są idealną bazą dla szkieletu, więc kilka minut później amputacji i szybkiego przeprojektowania górnej części tułowia narodził się BONES the Humanoid

Będzie to idealny projekt dla osób zainteresowanych nauką programowania serw, aby Robot wykonywał dowolną rutynę taneczną.

BONES kosztuje nieco ponad 150 $, aby zbudować baterie i ładowarkę w zestawie

BONES można kontrolować za pomocą drukowanego w 3D kontrolera Arduino (link tutaj)

może poruszać się do przodu, do tyłu, w lewo, w prawo, w prawo kopnięcie, w lewo kopnięcie, taniec 1, taniec 2

lub może wykonać taniec bez Kontrolera

Korzystaj z instrukcji kompilacji !!!

Kieszonkowe dzieci

Aby zbudować tego robota będziesz potrzebować:

12x Genuine Tower Pro MG90S analogowy serwo 180 stopni (link tutaj)

Możesz taniej z Chin na wiele rzeczy, ale serwa nie są jednym z nich! Po przetestowaniu wielu różnych typów, szczególnie tanich podrobionych serw towerpro, dowiedziałem się, że tanie podróbki są tak zawodne i często psują się dzień po użyciu, więc zdecydowałem, że oryginalne serwa towerpro będą najlepsze!

1x Bezprzewodowa płyta sterująca serwo Sunfounder (link tutaj)

Nie można znaleźć lepszej płytki prototypowej niż ta do bezprzewodowego sterowania serwomechanizmem. Ta płyta ma wbudowany konwerter zasilania 5V 3A i 12 pinów wejściowych serwo i pinów do bezprzewodowego modułu nadawczo-odbiorczego nrf24L01 i Arduino NANO, wszystko to w skondensowanej, zgrabnej obudowie, więc nie martw się już o plątaninę kabli w całym miejscu!

• 1x Arduino NANO (link tutaj)
• 1x moduł nadawczo-odbiorczy NRF24L01 (link tutaj) (nie potrzebujesz tego, jeśli nie używasz kontrolera)
• 2x 18650 akumulatory litowo-jonowe 3,7 V (link tutaj)
• 1x 18650 uchwyt baterii (link tutaj) (te baterie zapewniają około 30 minut czasu pracy, lepsze zapewniają około 2 godzin pracy)
• 1x ładowarka akumulatorów litowo-jonowych (link tutaj)

Całą elektronikę można również znaleźć na Amazon, jeśli nie możesz sobie pozwolić na czekanie na dostawę, ale będą one nieco droższe.

KONTROLER:

Aby ręcznie sterować tym robotem, potrzebujesz drukowanego w 3D kontrolera Arduino (link tutaj)

Robot może być również całkowicie autonomiczny, więc kontroler nie jest obowiązkowy.

TWORZYWA:

Części mogą być drukowane z PLA, PETG lub ABS. !!

Należy pamiętać, że szpula 500g jest więcej niż wystarczająca do wydrukowania 1 robota!!

DRUKARKA 3D:

Minimalna wymagana platforma do budowania: L150mm x W150mm x H100mm

Każda drukarka 3d zrobi. Osobiście wydrukowałem części na Creality Ender 3, która jest tanią drukarką 3D poniżej 200 $. Wydruki wyszły idealnie.

Krok 1: Drukowanie części w 3D

Więc teraz nadszedł czas na drukowanie… Tak

Skrupulatnie zaprojektowałem wszystkie części BONES do druku 3D bez żadnych materiałów podporowych ani tratw wymaganych podczas drukowania.

Wszystkie części są dostępne do pobrania na Pinshape (link tutaj) i MyMiniFactory (link tutaj)

Wszystkie części zostały testowo wydrukowane na Creality Ender 3

Materiał: PETG

Wysokość warstwy: 0,3 mm

Wypełnienie: 15%

Średnica dyszy: 0,4 mm

Lista części dla KOŚCI jest następująca:

1x DÓŁ KORPUSU

1x ŚRODEK CIAŁA

1x KRĘGOSŁUPA CIAŁA

6x SZPILEKI KWADRATOWE DO CIAŁA

1x RAMKA ELEKTRONIKI

1x KWADRATOWY PIN DO ELEKTRONIKI

1x ŻEBERKA DOLNA

1x ŻEBERKA NA DOLE ŚRODKOWYM

1x ŻEBERKA NA ŚRODKU

3X ŻEBERKA TOP

4x MAŁY KRĘG

1x DUŻY KRĘG

1x PRZEDNIA CZASZKA

1x TYLNA CZASZKA

1x PIN KWADRATOWY CZASZKI

1x RAMIĘ

1x RAMIĘ

1x PRZEDRAMIĘ

1x RAMIĘ (LUSTRO)

1x RAMIĘ (LUSTRO)

1X PRZEDRAMIĘ (LUSTRO)

4x OKRĄGŁE KOŁKI NA RAMIĘ

2x STOPY

2x KOSTKI

2x NOGA 1

2x NOGA 2

2x OBUDOWY TŁOK

2x OBUDOWY TŁOKA (Lustro)

4x UCHWYTY TŁOKOWE

4x TŁOKI

2x BIODRA

8x STYK OKRĄGŁY L1

2x KOŁEK OKRĄGŁY L2

2x KOŁEK OKRĄGŁY L3

10x STYK OKRĄGŁY L4

13x KWADRATOWY KLIP

22x KLIPS OKRĄGŁY

Każda część może być drukowana jako grupa lub pojedynczo.

W przypadku drukowania grupowego wystarczy wydrukować jeden z każdego pliku GROUP.stl oprócz pliku Group LEG 1.stl i pliku GROUP Circular PIN.stl, z których należy wybrać jeden z nich, a otrzymasz wymagany cały zestaw części.

Wykonaj następujące kroki, aby wydrukować wszystkie pliki STL.

1. Zacznij od drukowania plików LEG 1.stl pojedynczo, ponieważ są one najtrudniejsze do wydrukowania, wymagają brzegów około 5 mm i jednej warstwy wokół części, aby uniknąć wypaczenia, jeśli z jakiegoś powodu brzeg nie zapobiega wypaczeniu plik.stl.
2. Wydrukuj POJEDYNCZY KOŁEK OKRĄGŁY.5mm L1, POJEDYNCZY KOŁEK OKRĄGŁY.75mm L1 i POJEDYNCZY KOŁEK OKRĄGŁY 1mm L1 po wydrukowaniu przetestuj kołki w otworach NOGI 1.stl, które wcześniej wydrukowałeś i wybierz ten, który najlepiej pasuje do ciasno, aby nie móc przecisnąć się przez otwór. Jeśli to możliwe, użyj króćca 0,5 mm, ponieważ im ciaśniejsze dopasowanie, tym szybciej robot będzie się poruszał.
3. Wydrukuj plik GROUP SHOULDERS. STL, nie zapomnij wydrukować go z rondem 8 mm o wysokości 2 warstw, aby upewnić się, że wydrukuje się poprawnie
4. Przejdź do drukowania pozostałych plików GROUP. STL

I tam mamy to około 2 dni później, powinieneś mieć wszystkie plastikowe części BONES.

Krok 2 zakończony!!!

Krok 2: Instalacja Arduino

BONES używa programowania w C, aby funkcjonować.

W celu wgrywania programów do BONES będziemy używać Arduino IDE wraz z kilkoma innymi bibliotekami, które należy zainstalować w Arduino IDE.

Zainstaluj Arduino IDE na swoim komputerze

Arduino IDE (link tutaj)

Aby zainstalować biblioteki w Arduino IDE, musisz wykonać następujące czynności ze wszystkimi bibliotekami w poniższych linkach

• Kliknij poniższe linki (przeniesie Cię to na stronę bibliotek GitHub)
• Kliknij Klonuj lub Pobierz
• Kliknij pobierz ZIP (pobieranie powinno rozpocząć się w Twojej przeglądarce)
• Otwórz pobrany folder biblioteki
• Rozpakuj pobrany folder biblioteki
• Skopiuj rozpakowany folder biblioteki
• Wklej rozpakowany folder biblioteki do folderu biblioteki Arduino (C:\Documents\Arduino\libraries)

Biblioteki:

Biblioteka Varspeedservo (link tutaj)

Biblioteka RF24 (link tutaj)

I mamy to, powinieneś być gotowy do pracy Aby upewnić się, że poprawnie skonfigurowałeś Arduino IDE, wykonaj następujące kroki

• Pobierz żądany kod Arduino poniżej (Robot Controller.ino lub Robot Autonomous.ino)
• Otwórz w Arduino IDE
• Wybierz narzędzia:
• Wybierz tablicę:
• Wybierz Arduino Nano
• Wybierz narzędzia:
• Wybierz procesor:
• Wybierz ATmega328p (stary bootloader)
• Kliknij przycisk Zweryfikuj (przycisk zaznaczenia) w lewym górnym rogu Arduino IDE

Jeśli wszystko pójdzie dobrze, na dole powinien pojawić się komunikat z napisem Gotowe kompilowanie.

I to jest to, że teraz ukończyłeś Krok 2 !!!

Krok 3: Programowanie KOŚCI

Teraz nadszedł czas, aby wgrać kod do mózgu BONES Arduino Nano.

• Podłącz Arduino Nano do komputera za pomocą kabla USB
• Kliknij przycisk przesyłania (przycisk strzałki w prawo)

Jeśli wszystko pójdzie dobrze, na dole powinien pojawić się komunikat z napisem Gotowe przesyłanie.

I to wszystko w kroku 3.

Krok 4: Kalibracja serwomechanizmów BONES

Więc teraz nadszedł czas na kalibrację i rozpoczęcie montażu serwomechanizmów nóg do części KOŚCI…

Wszystkie poniższe kroki są przedstawione w powyższym filmie montażowym.

Potrzebne części elektroniczne:

• 1x Arduino Nano
• 1x nadajnik-odbiornik NRF24LO1 (tylko przy użyciu BONES z kontrolerem)
• 1x bezprzewodowa płyta sterowania serwo Sunfounder
• 12x oryginalne serwa TowerPro MG90S 180 stopni
• 1x uchwyt baterii
• 2x18650 akumulatory litowo-jonowe 3,7 V

Potrzebne części plastikowe:

• 4x tłoki
• 4x uchwyty tłokowe
• 2x obudowy tłoków
• 2x obudowy tłoków (lustro)
• 2x biodra
• 1x dół ciała
• 1x środek ciała
• 4x szpilki kwadratowe korpusu
• 4x kwadratowe klipsy

Potrzebne śruby i serwohorny:

• 12x długie wkręty samostożkowe
• 6x krótkie śruby do Servo Horns
• 4x jednoramienne rogi Servo
• 2x podwójne ramię Servo Horns

Instrukcje montażu tłoków:

• Umieść wszystkie 4 tłoki w 4 uchwytach tłoka
• Przesuń 4 obudowy tłoków na uchwyty tłoków, jak pokazano na powyższym filmie montażowym
• Ustaw 4 tłoki tak, aby otwory tłoka i otwory obudowy tłoka były wyrównane
• Włóż 4 serwa przez 4 otwory obudowy tłoka
• Zamocuj 4 serwa na miejscu za pomocą 2 długich śrub samozbieżnych na serwo do 4 obudów tłoków (nie dokręcaj zbyt mocno)

Montaż bioder i instrukcji ciała:

• Włóż 2 serwa do środkowej części ciała (upewnij się, że zostały umieszczone we właściwy sposób wokół kabli skierowanych na zewnątrz)
• Zamocuj 2 serwa na swoim miejscu za pomocą 2 długich śrub stożkowych na serwo do środkowej części korpusu
• Włóż 2 biodra do dolnej części ciała
• Wyrównaj dolną część korpusu ze środkową częścią korpusu
• Przymocuj dolną część korpusu do środkowej części korpusu za pomocą 6 kwadratowych kołków korpusu (jak pokazano na filmie montażowym)
• Zabezpiecz kwadratowe kołki korpusu za pomocą 6 kwadratowych klipsów

Instrukcje elektroniczne:

• Podłącz urządzenie nadawczo-odbiorcze Arduino i NRF24L01 (opcjonalnie) do płyty sterowania serwomechanizmu
• Podłącz przewody uchwytu baterii (od czerwonego do dodatniego czarnego do ujemnego) do płyty sterowania serwomechanizmu (upewnij się, że połączenia są prawidłowe)
• Podłącz serwa do połączeń 4, 5, 6, 7, 8 i 9 w dowolnej kolejności (upewnij się, że połączenia są prawidłowe)
• Włóż baterie
• Wciśnij przycisk płyty sterowania serwomechanizmu do wciśniętej pozycji
• Przełącz przełącznik uchwytu baterii do pozycji ON
• Tablica powinna się zapalić, a serwa powinny przesunąć się do pozycji wyjściowej 90 stopni

Instrukcje montażu rogów Servo:

• Gdy serwa osiągną swoją pozycję wyjściową 90 stopni, włóż jednoramienne rogi serwomechanizmu do tłoków pod kątem 90 stopni (+- kilka stopni przesunięcia to nie koniec świata) do wszystkich obudów tłoków, jak pokazano na Wideo montażu powyżej.
• Włóż rogi serwomechanizmu z dwoma ramionami do bioder, tak aby oba ramiona serwomechanizmu znajdowały się w jednej linii. Jak pokazano na powyższym filmie montażowym
• Przymocuj wszystkie rogi serw do serw za pomocą 1 krótkiej śruby na serwo
• Przełącz przełącznik uchwytu baterii do pozycji OFF
• Odłącz serwa od połączeń 4, 5, 6, 7, 8 i 9

I tutaj mamy to, wszystkie serwa nóg są skalibrowane, a reszta robota jest gotowa do montażu.

Krok 5: Montaż nóg BONES

Wszystkie poniższe kroki są przedstawione w powyższym filmie montażowym.

Części plastikowe potrzebne do lewej nogi:

• 1x lewa stopa
• 1x Kostka
• 1x Noga 1
• 1x Noga 2
• 2x zmontowane tłoki
• 4x kołki okrągłe L1
• 1x kołki okrągłe L2
• 1x kołki okrągłe L3
• 3x kołki okrągłe L4
• 9x okrągłe klipsy

Instrukcje montażu lewej nogi:

1. Przesuń 4 kołki okrągłe L1 przez otwory na kostki (jak pokazano na filmie montażowym)
2. Umieść jeden ze zmontowanych tłoków w szczelinie lewej stopy, wybierz zmontowany tłok, który sprawia, że kable serwomechanizmu są skierowane do tyłu (jak pokazano na filmie montażowym)
3. Umieść kostkę w szczelinie lewej stopy i szczelinie zmontowanego tłoka
4. Wsuń 1 kołek okrągły L2 przez staw skokowo-stopowy
5. Wsuń 1 kołek okrągły L3 przez połączenie kostki i zmontowanego tłoka
6. Wsuń 1 kołek okrągły L4 przez złącze stopy i zmontowanego tłoka
7. Umieść nogę 1 na miejscu na kołkach kostkowych i kołkach okrągłych L1
8. Umieść nogę 2 na miejscu na kołkach kostkowych i kołkach okrągłych L1
9. Umieść jeden ze zmontowanych tłoków pomiędzy nogą 1 i nogą 2, wybierz ten, który sprawia, że kabel serwa jest skierowany na zewnątrz (jak pokazano na filmie montażowym)
10. Wsuń 1 kołek okrągły L4 przez nogę 1 i zmontowany tłok
11. Wsuń 1 kołek okrągły L4 przez nogę 2 i zmontowany tłok
12. Zabezpiecz wszystkie kołki okrągłe za pomocą zacisków kołowych

Części plastikowe potrzebne do prawej nogi:

• 1x prawa stopa
• 1x Kostka
• 1x Noga 1
• 1x Noga 2
• 2x Zmontowane Tłoki (Lustro)
• 4x kołki okrągłe L1
• 1x kołki okrągłe L2
• 1x kołki okrągłe L3
• 3x kołki okrągłe L4
• 9x okrągłe klipsy

Instrukcje montażu prawej nogi:

Postępuj tak samo, jak w przypadku instrukcji montażu lewej nogi.

Krok 6: Składanie ramion BONES

Wszystkie poniższe kroki są przedstawione w powyższym filmie montażowym.

Potrzebne części elektroniczne:

4x oryginalne serwa TowerPro MG90S 180 stopni

Potrzebne śruby:

4x Długie wkręty samostożkowe

Części plastikowe potrzebne do lewego ramienia:

• 1x ramię
• 1x przedramię
• 2x okrągłe kołki ramienia

Instrukcje montażu lewego ramienia:

1. Włóż okrągły trzpień ramienia do otworu w przedramieniu
2. Włóż kołek ramienia okrągłego do otworu w ramieniu
3. Włóż serwo do ramienia, jak pokazano na powyższym filmie montażowym
4. Przymocuj serwo do ramienia za pomocą 2 długich wkrętów samogwintujących
5. Włóż serwo do przedramienia
6. Połącz ramię i przedramię, jak pokazano na powyższym filmie montażowym

Części plastikowe potrzebne do prawego ramienia:

• 1x ramię (lustro)
• 1x przedramię (lustro)
• 2x okrągłe kołki ramienia

Instrukcje montażu prawego ramienia:

Postępuj tak samo, jak w przypadku montażu lewego ramienia

Krok 7: Składanie dolnej części ciała BONES

Wszystkie poniższe kroki są przedstawione w powyższym filmie montażowym.

Potrzebne części elektroniczne:

2x oryginalne serwa TowerPro MG90S 180 stopni

Potrzebne śruby:

4x długie wkręty samogwintujące

Potrzebne części plastikowe:

• 1x kręgosłup
• 2x mały kręgowiec
• 1x żebra na dole
• 1x Żebro Dolne Środkowe
• 1x rama elektroniki;
• 1x Kwadratowy pin ramki elektroniki
• 4x kołek okrągły L4
• 4x kwadratowe klipsy
• 4x okrągłe klipsy
• 1x Zmontowane Biodra
• 2x Zmontowane Nogi

Instrukcje montażu:

1. Umieść złożoną lewą nogę na biodrach złożonego ciała (upewnij się, że ułożyłeś je we właściwy sposób)
2. Zabezpieczyć za pomocą 2 kołków okrągłych L4
3. Zabezpiecz na miejscu za pomocą 2 okrągłych klipsów
4. Powtórz kroki 1, 2 i 3 dla prawej nogi
5. Przełóż kable serw przez otwory w biodrach do korpusu i przeprowadź je pomiędzy 2 serwami biodrowymi. Jak pokazano na powyższym filmie montażowym
6. Włóż ramę elektroniki w odpowiednie miejsce na korpusie (upewnij się, że jest umieszczona we właściwym kierunku)
7. Zabezpiecz na miejscu za pomocą kwadratowego kołka elektronicznego i 2 kwadratowych klipsów
8. Włóż kręgosłup do ciała
9. Zabezpiecz miejsce za pomocą 2 kwadratowych klipsów
10. Przesuń dół żebra na kręgosłup
11. Przesuń mały kręg przez kręgosłup
12. Przesuń dolny środek żebra na kręgosłup
13. Przesuń mały kręg przez kręgosłup
14. Włóż lewy serwomechanizm na ramię do ramy elektroniki
15. Zabezpiecz 2 długimi wkrętami samogwintującymi
16. Powtórz ostatnie 2 kroki dla serwa prawego ramienia
17. Przełóż 2 kable serw ramion przez ten sam otwór, co wszystkie inne kable
18. Przeprowadź lewe zmontowane kable ramion przez lewy kanał kablowy
19. Powtórz ostatni krok dla prawych zmontowanych kabli ramion.

Krok 8: Okablowanie elektroniki

Wszystkie poniższe kroki są przedstawione w powyższym filmie montażowym.

Potrzebne części elektroniczne:

Zmontowana płytka elektroniki i uchwyt baterii

Potrzebne śruby:

2x długie wkręty samostożkowe

Instrukcje montażu:

1. Przymocuj płytkę elektroniki do ramy elektroniki, jak pokazano na powyższym filmie montażowym
2. Umieść uchwyt baterii w tylnym gnieździe robota

Teraz czas na zabawę ze Spaghetti!!!

1. Podłącz wszystkie 12 serw do złączy płyty głównej 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 i 12, jak pokazano na powyższym obrazku (upewnij się, że zostały podłączone we właściwy sposób)
2. Przeciągnij nadmiar kabla do tyłu robota

Krok 9: Montaż górnej części ciała BONES

Wszystkie poniższe kroki są przedstawione w powyższym filmie montażowym.

Potrzebne części plastikowe:

• 2x mały kręg
• 1x duży kręg
• 1x żebra u góry pośrodku
• 3x żeberka
• 1x przednia czaszka
• 1x tylna czaszka
• 1x kwadratowa szpilka z czaszką;
• 3x kwadratowe klipsy

Instrukcje montażu:

1. Przesuń górny środek żebra na kręgosłup
2. Przesuń mały kręg przez kręgosłup
3. Przesuń górę żebra na kręgosłup
4. Przesuń mały kręg przez kręgosłup
5. Przesuń górę żebra na kręgosłup
6. Przesuń duży kręg przez kręgosłup
7. Przesuń górę żebra na kręgosłup
8. Połącz przednią i tylną czaszkę razem z kwadratową szpilką z czaszką
9. Dołącz do ramki Skull and Electronics razem z kwadratową przypinką z czaszką
10. Przymocuj żebra do kręgosłupa za pomocą 2 kwadratowych klipsów
11. Zabezpiecz za pomocą kwadratowego klipsa Skull

Krok 10: Kalibracja ramion BONES

Wszystkie poniższe kroki są przedstawione w powyższym filmie montażowym.

Potrzebne rogi i śruby serwomechanizmu:

• 6x krótkie śruby do Servo Horns
• 4x jednoramienne rogi Servo
• 2x podwójne ramię Servo Horns

Potrzebne części plastikowe:

• 1x ramię
• 1x ramię (lustro)

Instrukcje montażu Lewe ramię:

1. Włącz robota
2. Poczekaj, aż serwa przesuną się do pozycji wyjściowej
3. Wyłącz robota
4. Ustaw lewe ramię w pozycji 0 stopni
5. Zabezpiecz lewe ramię podwójnym klaksonem i krótką śrubą
6. Przypnij ramię do barku w pozycji 0 stopni
7. Zabezpiecz ramię za pomocą pojedynczego klaksonu i krótkiej śruby
8. Umieść przedramię w pozycji 90 stopni
9. Zabezpiecz przedramię za pomocą pojedynczego rogu i krótkiej śruby

Instrukcja montażu prawe ramię:

Postępuj tak samo, jak w przypadku instrukcji lewego ramienia

Krok 11: Kompilacja zakończona!

Cóż, teraz, gdy skończyliśmy budować KOŚCI, mam nadzieję, że podobał Ci się ten Instruktaż i daj mi znać, co myślisz.

II Nagroda w Konkursie Halloween 2019