Как сделать робокота - Своими руками
Своими руками

Как сделать робокота

Как сделать робокотаКак сделать робокотаМастер уже давно увлекается фигурами типа Strandbeest, Trotbot, проект с котом это его новое увлечение.

Основная цель проекта — робот должен выглядеть как кошка и вести себя как кошка.
Инструменты и материалы:
-Модуль камеры M5Stack PSRAM;
16-канальный ШИМ/Серводвигатель
-Сервопривод EMAX ES08MA II;
-Lipo батарея 8,4 В;
-Преобразователь напряжения MP1584 (для системы);
-Преобразователь напряжения LM2596 для сервоприводов;
-Кабель перемычка;
3D-принтер;
-Мультиметр;
Шаг первый: бионика*
*Бионика — прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формах живого в природе и их промышленных аналогах.

Чтобы сделать робота, похожего на кошку, нужно сначала изучить кошачий скелет.

Кошка — дигиград, это означает, что она стоит или ходит на пальцах ног. Таким образом, у кошки есть заметные 3 сустава задних ног, в то время как у человека (плантиград) только 2 сустава. На передних лапах кошки пястные кости относительно короткие. Так что заметно два сустава для передних ног. Таким образом, робот-кошка имеет 2 сустава на передних ногах и 3 сустава на задних ногах, то есть 10 сервоприводов (у большинства других роботов-кошек и собак есть только 2 сустава для задних ног).

В голове и шее тоже должно быть много движущихся частей. В природе кошка наклоняет голову, шею, поворачивает и т.д. И хвост тоже довольно сложный орган в плане движения. Мастер решил не усложнять проект на данном этапе и будет устанавливать один сервопривод в хвост и два в шею.
Как сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаШаг второй: 3D-печать
Дальше мастер проектирует детали робота и распечатывает и на принтере. Скачать файлы можно ниже.
Как сделать робокотаШаг третий: электроника
По моему предыдущему опыту, сервоприводы с прямым приводом с MCU GPIO — не лучший выбор. Гораздо стабильней установить отдельную плату драйвера.

В данном проекте мастер использует плату драйвера PCA9685.
Как сделать робокотаДля управления мастер использует модуль камеры M5Stack с встроенным чипом ESP32. Модуль поддерживает передачу изображений через Wi-Fi и отладку через порт USB Type-C, а также достаточно маленький, чтобы поместиться в голове робокошки.
Как сделать робокотаESP32 имеет связанный пример под названием FSBrowser. Это простой веб-сервер, на котором размещаются исходные веб-файлы, скопированные в SPIFFS. У него есть простой веб-редактор для изменения источника через Wi-Fi, а также простой API для чтения значений GPIO.

Мастер расширил его возможности:
Добавлен API сервоплаты PCA9685.
Добавлен сервер WebSocket
Добавлена веб-страница дизайна позы робота-кота.
Как сделать робокотаМодуль камеры M5Stack работает от напряжения 5 В. Большинство крошечных сервоприводов работают при 5-6 В, и каждый может потреблять 200 мА и более. 13 сервоприводов одновременно работают с током более 2,6 А. Чтобы мозг робота не испытывал недостаток питания, лучше сделать индивидуальный регулятор постоянного тока для мозга и сервоприводов.
Как сделать робокотаПеред сборкой робота мастер сначала проверяет сервоприводы. Ранее для таких целей он сделал специальный тестер. Посмотреть его предыдущую работу можно здесь.

Шаг четвертый: код
Загрузите и установите Arduino IDE:
https://www.arduino.cc/en/main/software
Следуйте инструкциям по установке, чтобы добавить ESP32:
arduino-esp32
Загрузите FSBrowserPlus: («Clone or Download» -> «Download ZIP»)
FSBrowserPlus
Загрузите последние библиотеки arduinoWebSockets: («Clone or Download» -> «Download ZIP»)
arduinoWebSockets
Импортируйте библиотеки в Arduino IDE. («Sketch» Menu -> «Include Library» -> «Add .ZIP Library» -> select downloaded ZIP file)
Подключите модуль камеры M5Stack с помощью USB-кабеля.
Откройте Arduino IDE
Открыть FSBrowserPlus
Измените ssid и пароль на свои собственные учетные данные точки доступа WiFi
Нажмите кнопку «Загрузить» в Arduino IDE.

Шаг пятый: сборка
Дальше мастер производит монтаж электроники.
Штекер Lipo Battery
Вывод + ve — вход регулятора постоянного тока 5 В + вывод ve
Регулятор постоянного тока 6В INPUT + ve pin
-ve контакт— ВХОД регулятора 5 В постоянного тока -ve контакт
Регулятор 6V DC INPUT -ve pin
Плата сервопривода PCA9685
Вывод GND — Вывод регулятора 5V DC -ve
ВЫХОД регулятора постоянного тока 6 В — вывод
провод черный контактный
разъем SCL -> разъем желтого кабеля Grove
разъем SDA -> разъем белого цвета кабеля Grove
Вывод VCC -> ВЫХОД регулятора постоянного тока 5 В + вывод ve
Кабель Grove красный контакт
Вывод V + -> Регулятор постоянного тока 6 В ВЫХОД + вывод ve
Как сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаШаг шестой: положение сервопривода и подключение
Программа FSBrowserPlus устанавливает все сервоприводы в среднее положение диапазона поворота. Перед установкой сервоприводов лучше подключить сервоприводы к плате драйвера, подключить разъем Grove к модулю камеры M5Stack и подключить батарею, чтобы установить все положения сервоприводов в среднее положение.

Ниже список сервоприводов ос схемой подключения.
Порт 0: соединение левой передней ноги 1
Порт 1: шарнир левой передней ноги 2
Порт 2: сустав 1 левой задней ноги
Порт 3: сустав левой задней ноги 2
Порт 4: сустав левой задней ноги 3
Порт 5: поворот головы
Порт 6: наклон головы
Порт 7: не подключен
Порт 8: не подключен
Порт 9: не подключен
Порт 10: Хвост
Порт 11: сустав правой задней ноги 3
Порт 12: сустав правой задней ноги 2
Порт 13: сустав правой задней ноги 1
Порт 14: сустав правой передней ноги 2
Порт 15: сустав правой передней ноги 1

Шаг седьмой: сборка
Чтобы лапы не скользили и не разъезжались нужно установить на ни резинки.
Как сделать робокотаДля соединения узлов нужен винт M3 6 мм и нейлоновые прокладки.
.Как сделать робокотаКак сделать робокотаВ комплект сервопривода входит несколько типов нейлоновых рычагов. Нужно установить самый короткий нейлоновый рычаг на сервоприводы, кроме сервопривода отвечающего за поворот головы.

Дальше установить сервопривод в шарнир.
Подключите аккумулятор, чтобы убедиться, что положение сервопривода находится в середине диапазона поворота. Затем закрутите 2 крепежных винта с обеих сторон. Закрутите черный винт вместе с шарниром.

Повторите шаги установки шарнира и сервопривода для всех 10 суставов ног.
Как сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаСервопривод поворота головы может быть установлен как сверху, так и снизу, в зависимости от того, хотите ли мы иметь шею длиннее или короче.

Метод установки сервопривода наклона головы такой же, как и для суставов ног. Затем устанавливаем модуль камеры M5Stack с помощью двух винтов M4 12 мм.

Сервопривод хвоста должен быть установлен с нижней стороны и зафиксирован винтом M2 8 мм.
Как сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаАккумулятор крепится на спине с помощью двустороннего скотча.
Как сделать робокотаКак сделать робокотаВсе торчащие провода нужно спрятать внутрь в ниши.
Как сделать робокотаКак сделать робокотаДальше можно попробовать, как кошка двигается. Для этого Включаем питание. Переходим по ссылке . С помощью ползунков настраиваем движения устройства.
Как сделать робокота

Все готово, но мастер собирается произвести некоторые улучшения. А именно:
сохранять данные о движении во флеш-память
добавить фактор ИИ (искусственный интеллект) для взаимодействия с окружающей средой
микрофон для прослушивания и даже распознавания речи
датчик баланса, чтобы избежать неожиданного падения (кошка должна иметь хороший баланс)
датчик касания стопы, чтобы гарантировать касание земли
веб-интерфейс дистанционного управления с потоковым изображением с камеры
уменьшить вес
Улучшить дизайн баланса (повысить устойчивость)
Увеличить количество движений головой и хвостом
Установить динамик, чтобы робокошка могла мяукать
Как сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокотаКак сделать робокота

SitesReady

Только те, кто предпринимают абсурдные попытки, смогут достичь невозможного. - Альберт Эйнштейн

Follow us

Don't be shy, get in touch. We love meeting interesting people and making new friends.