六足機器人開源設計

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資料介紹

描述

早在 2016 年的某個時候，我就開始了一次制造六足機器人的迂回之旅。大約一年前，我已經停止為OSH Park工作，并且正在從事一個更“企業化”的客戶項目。這個項目很有趣，但我想念電子產品。我也懷念我以前的愛好，即建造（主要是墜毀的）無線電遙控直升機，當我的孩子出于時間/成本原因來到我的生活時，我放棄了它。

我認為，在這些不同的技能之間，我有足夠的工作知識，可以在業余愛好機器人技術領域發揮作用。我首先在新西蘭國家圖書館 Te Puna Mātauranga o Aotearoa打印了這個六足動物，不幸的是，該圖書館停止了 3D 打印服務。我從 HobbyKing買了一堆3 美元重 9 克的伺服系統，然后開始組裝它。對我來說不幸的是，組裝好的設備太小太脆弱，無法承載我希望裝入其中的電子設備，而且構建公差太寬松，無法輕松編寫可重復的姿勢。簡而言之，我就是不開心。

Augie 第 1 版現在放在我的靈感架上，幫助我保持動力。

在某個時候，我還幻想自己騎著六足動物在城里轉悠。可能是在和我的孩子們一起看了 Big Hero 6 之后 - 這個機器人不會削減它。

惡棍的絕妙旅程。

首先，我在 HobbyKing 上發現了這些 11kgcm 扭矩伺服系統，并開始嘗試圍繞它們進行設計。“標準尺寸”伺服系統的主要問題之一是它們不是標準的，而且它們的形狀很難處理。我開始嘗試圍繞它設計一個鉸鏈，它可以承受負載而不會對伺服本身施加過度的機械應力。當時我沒有 3D 打印機，所以我從3D Hubs訂購了一臺。當然，它的價格為 120 美元，并且需要兩周時間才能送達。它還依賴于一些法蘭軸承和螺釘。簡而言之，它太大、太復雜且制造成本太高。它確實讓我發現了NZ Miniature Bearings - 這是一個非常棒的網站，我發現它瀏覽起來非常平靜。

過于復雜的伺服鉸鏈/接頭 (V1)。

一個更小但仍然過于復雜的鉸鏈/接頭 (V2)。

在此之后，我開始研究機器人伺服系統并發現了令人驚嘆的DSServo RDS5160 伺服系統- 能夠提供高達 60kgcm 的扭矩并且尺寸合理且具有易于建模的連接點。我一接觸到一些東西，就立刻在腦海中構想出這東西是如何工作的。也是在這個時候，我發現自己在工作之間有一點現金可以花，所以我就花掉了。我買了一臺 Tarantula Pro 3D 打印機和一臺3018 Pro CNC 路由器，并開始快速迭代設計。從新伺服選擇的 30 毫米寬度和 12 毫米安裝網格中取出我的尺寸隊列，事情開始迅速聚集在一起。

“髖”關節很快變成了一個基于兩個 3D 打印部件和 4 個布線部件的簡單組件。

首先布線的部分。

零件的早期試裝。

盡管在朝著我喜歡的設計邁進的道路上進展順利，但我對從布線的丙烯酸部件中獲得的結果并不滿意。3018 是一臺有趣的小型機器，但即使進給和速度極低，NEMA17 尺寸的步進器也往往會在主軸最輕微的背壓下跳過步驟，而且噪音和混亂令人難以置信。我開始研究激光切割機。

我從 AliExpress 購買了這個非常便宜的 X/Y 龍門架，并為它配備了我在購買 3018 時隨附的據說是 10 瓦的激光器。我開始試驗它，但得到的結果非常不令人滿意。盡管激光放出了大量熱量，但無法將其聚焦到足夠精細的點以獲得良好的結果。過多的熱量還導致材料變形，所以這是行不通的。

不滿意的結果：請注意，即使經過 50 次切割，切割仍不完整。

所以，我又開始環顧四周，遇到了Endurance Lasers制造低成本二極管激光器的人。我在黑色星期五得到了一個很好的交易并訂購了一個。當然，此時我的花費大約是我從全球速賣通訂購“K40”型 CO2 激光器的兩倍。你生活和學習。

10 瓦 Endurance 激光??器正在切割機器人零件。

當然，一旦我對激光進行了分類，我就能夠迅速開始建造一些腿。

我架子上的一些腿，中等身材。

我的工作臺上有六個組裝好的腿。

軀干。

更精明的人可能已經注意到機器人身體中間有一個額外的伺服系統。那是因為我的孩子喜歡 Fortnite，我想為他們添加一些樂趣。

完全組裝。香蕉規模。

這是額外伺服系統的用武之地。是的，它可以輕拍。

看哪：我巨大的影響力！

構建完成后，我將注意力轉回電子和軟件上。我曾計劃直接從 Raspberry Pi Zero W 運行外圍設備，甚至為Elixir為它們編寫了一堆驅動程序，但最后我決定我想要做的緊密控制循環和集成確實需要外部幫助微。就在那時，我想起了我在那里工作時留下的一個OSH Park 版 Teensy 4放在我的櫥柜里。這個很棒的小板是一個 600MHz 的 Cortex-M7，足以讓我完成工作。此外，它得到 Platform.IO 的良好支持，甚至還有一個RTOS可用的。不幸的是，我還必須從深度緩存中恢復我的 C 和 C++ 編程技能——至少已經有 15 年了。