DIY Robot điều khiển hình người

DIY Robot điều khiển hình người

Giới thiệu

Nhiều người trong số các bạn có thể biết Sophia, một robot hình người được mô phỏng theo Audrey Hepburn, và là công dân robot đầu tiên trên thế giới. Hôm nay chúng ta sẽ tạo ra một thứ giống như cô ấy: robot hình người – Casper. Anh ta có thể nhìn phải và trái, có thể đảo mắt, nhìn lên và nhìn xuống; tất cả điều này chỉ với sự trợ giúp của MỘT ứng dụng – Dabble, một ứng dụng tạo dự án thông minh cho điện thoại.

Chúng tôi sẽ mã hóa anh ấy bằng cách sử dụng PictoBlox – phần mềm lập trình đồ họa.

Bạn có thể tải Dabble trên Google Play và tải xuống PictoBlox từ ĐÂY .

Linh kiện cần thiết

Hướng dẫn lắp ráp

Bước 1: Tổng quan về quy trình

Toàn bộ quá trình chế tạo Robot hình người sẽ được chia thành ba bước:

  1. Lắp ráp đầu, cổ và mắt
  2. Tạo ra hệ dẫn động 4 bánh
  3. Hoàn thành toàn bộ lắp ráp

Thiết kế của đầu, cổ và mắt đã được thiết kế bởi InMoov . Bạn có thể tải xuống tất cả các tệp STL từ đây .

Bước 2: Lắp ráp Robot hình người

Lắp ráp giá đỡ

  • Có một số linh kiện mà bạn có thể cần đến như máy in 3D hoặc máy khắc laser. Bạn có thể tải xuống các tệp STL từ đây và các thiết kế MDF từ đây
  • Chúng tôi sẽ lắp đầu robot lên tấm gỗ công nghiệp. Một số lỗ trên tấm gỗ để gắn 4 bánh xe.
  • Bây giờ, lấy giá đỡ in 3D và cố định nó trên tấm gỗ MDF ở giữa tấm bằng cách sử dụng đai ốc M3 và bu lông 25 mm.
  • Chèn đai ốc M3 và bu lông có chiều dài 20 mm vào các lỗ ở tâm.

  • Như vậy, việc lắp ráp đế đã hoàn tất.

Lắp ráp cổ

Hãy bắt đầu lắp ráp thực tế ngay bây giờ.

  • Lấy phần cổ của robot lắp vào giá đỡ in 3D mà chúng ta đã gắn trên tấm gỗ MDF bằng bu lông M4.
  • Vặn phần bánh răng vào khớp cổ bằng bu lông M4.

  • Như chúng ta đã biết, cuối cùng chúng ta sẽ lắp ráp tất cả các phần lắp ráp trên phần cổ. Lắp ráp khớp cổ trên phần cổ bằng đầu nối được in 3D.

  • Hãy dùng pit tông, nó sẽ đóng vai trò là chỗ dựa cho toàn bộ đầu. Gắng pít tông vào cổ bằng đầu nối in 3D màu đen. Nếu bạn còn nhớ, có ba đai ốc và bu lông M3 ở giữa giá đỡ in 3D. Do đó, gắng pít tông từ không gian rỗng của nó vào trong đó.        
  • Lấy GearHolder gắn ServoGear qua nó. Vặn bánh xe truyền động đến nó bằng vít ren.

  • Cố định cụm GearHolder này vào phần cổ bằng bu lông M4. Gắn đai và vặn nó vào MainGear bằng bu lông M3.

  • Sửa lỗi LowBack (V3) trên GearHolder bằng bu lông M3.

  • Lấy servo HS-805BB (servo cổ) và hiệu chỉnh nó bằng cách sử dụng evive và đặt góc thành 90º. Bạn có thể làm điều này với sự trợ giúp của phần mềm evive. Chuyển đến menu evive, chọn Điều khiển, chọn Động cơ, sau đó chọn Servo1 và bây giờ bạn có thể đặt góc bằng biến trở 1.Hiệu chỉnh Servo cổ

  • Cố định servo vào SkullServo Fix bằng bu lông M4.
  • Cố định SkullServoFix vào khoảng trống được cung cấp trong LowBack bằng cách sử dụng đai ốc và bu lông M3. Ngoài ra, đảm bảo rằng đầu servo cố định trong trục quay.         

Kiểm tra góc quay của đầu một lần với sự trợ giúp của evive.

Lắp ráp hàm

  • Lấy một servo và cố định Jaw Piston trên nó bằng vít.

  • Đẩy JawHinge qua JawPiston.

  •  Hiệu chỉnh servo (hàm servo) bằng cách đặt góc sao cho JawHinge sẽ trượt ra. Đối với chúng tôi, chúng tôi đã đặt góc ở 65 °
  • Sửa lỗi lắp ráp JawPiston này lên SkullServoFix bằng cách sử dụng đai ốc M3.

  • Lấy hai FaceHolders và sửa từng cái trong khe được đưa ra trên GearHolders ở cả hai bên.

  • Nối JawHinge (V3) trên FaceHolders.

  • Lấy Jaw(V4) và nối JawSupport (V1) cho nó bằng bu lông M3.

  • Cố định cụm hàm vào JawHinge ở cả hai bên.

Kiểm tra sự chuyển động của hàm bằng cách kết nối servo (servo hàm) với evive và điều khiển nó bằng  evive.

Lắp ráp đầu

  • Lấy hai TopBackSkull (V1) và nối nó trên LowBack bằng cách sử dụng đai ốc và bu lông M3.

  • Lấy TopSkullLeft (V3) và TopSkullRight (V3) và cố định chúng lại với nhau bằng cách sử dụng đai ốc và bu lông M3.

  •  Cố định các bộ phận này vào SkullServoHolder bằng các đai ốc và bu lông M3.

  • Lấy TopSkullLeft (V3) và TopSkullRight (V3) và nối chúng như chúng ta đã làm cho phần trước. Nối chúng để lắp ráp được thực hiện.

  •  Lấy hai TopSkullLeft (V3) và TopSkullRight (V3) và nối nó bên cạnh lắp ráp được thực hiện bằng cách sử dụng đai ốc và bu lông M3. Phần Sọ đã hoàn thành

  • Nối SideHear (V3) bên cạnh TopSkullRight bằng các đai ốc và bu lông M3.

  • Nối Tai vào SideHear.

  • Tương tự, lặp lại cho phía bên kia.

  • Nối TopMouth (V3) bên cạnh TopSkullRight và TopSkullLeft bằng bu lông M3.

Kiểm tra chuyển động của hàm bằng cách sử dụng evive, lần này bạn có thể nhận thấy rằng dường như đầu robot đang nói.

Thêm cơ chế mắt

Chúng tôi đã có toàn bộ cơ chế mắt. Bạn có thể thực hiện lắp ráp hoàn chỉnh từ trang web của InMoov.

  • Lắp cơ chế mắt và EyeGlass (V4) . Bạn có thể nhận thấy một phần nhỏ ở mặt sau của Kính mắt. Đây là nơi chúng ta có thể lắp cơ chế mắt bằng cách sử dụng đai ốc và bu lông M3.

  • Kiểm tra các cử động (một servo sẽ thực hiện chuyển động ngang và servocòn lại sẽ thực hiện các chuyển động dọc) của mắt bằng cách sử dụng evive và đưa nhãn cầu vào trung tâm.

  • Bây giờ hãy lấy TopMouth ra khỏi cụm và nối EyeGlass cho nó bằng cách sử dụng đai ốc và bu lông M3.
  • Cuối cùng, nối phần mắt vào đầu.

Như vậy đầu robot của bạn đã sẵn sàng. Bây giờ là lúc để làm cho nó di chuyển

Bước 3: Lắp ráp hệ dẫn động 4 bánh

  • Chèn vít 12 mm vào giá đỡ động cơ. Gắn động cơ DC 100 vòng / phút vào nó. Tương tự, gắn 3 động cơ khác tấm gỗ.

  • Gắn bánh xe vào trục động cơ và cố định nó bằng vít.

  •  Lấy tấm đế hoặc khung và bạn có thể nhận thấy rằng có chỗ để cố định bánh xe. Lấy bánh xe và cố định giá đỡ động cơ vào nó bằng cách sử dụng đai ốc và bu lông M3.

  • Bây giờ, chúng ta cần phải gắn dây vào động cơ. Lấy dây kết nối và thêm nó vào động cơ bằng cách sử dụng dây hàn.

  • Lắp tấm gỗ như hình và gắn trình điều khiển động cơ vào nó bằng cách sử dụng đai ốc và bu lông M3. Gắn các tấm gỗ vào tấm đế bằng cách sử dụng đai ốc và bu lông M3. Gắn dây của động cơ vào trình điều khiển động cơ này.

  • Tương tự, kết nối trình điều khiển động cơ còn lại. Và thêm kết nối dây của động cơ phía bên kia với trình điều khiển động cơ này.
  • Chỉnh các tấm gỗ phía trước và phía sau.
  • Chúng tôi sẽ thêm một công tắc để bật/tắt cho Robot.

  • Sau khi hoàn thành, nối dây VCC và GND chung cho cả hai động cơ của một bên.
  • Bây giờ là lúc để nối vi điều khiển. Tạo kết nối như được đưa ra trong phần kết nối.

  • Ngoài ra, để tăng sức mạnh cho robot, chúng ta cần thêm pin. Lấy Pin LiPo và kết nối nó thông qua công tắc nguồn.

Trước khi tải lên mã cuối cùng để phát sinh. Kiểm tra động cơ bằng phần mềm của evive.

  • Sau khi hoàn thành, tải lên mã để evive.

Bước 4: Hoàn thành robot

  • Nối đầu robot vào xe và tạo các kết nối của tất cả các động cơ servo.
  • Cố định đầu trên nó bằng bu lông và đai ốc M3.

Robot hình người của bạn đã sẵn sàng.

Bước 5: Tạo kết nối

Trước tiên chúng ta hãy kết nối Động cơ với Trình điều khiển Động cơ 

  • Kết nối hai động cơ của bên trái song song.
  • Kết nối hai động cơ của bên phải song song.
  • Kết nối một đầu của động cơ bên trái với một trong các đầu ra của động cơ (OUTA1) của trình điều khiển động cơ bên trái.
  • Bây giờ kết nối đầu kia của động cơ với đầu ra động cơ (OUTA2) của  trình điều khiển động cơ bên trái.
  • Tương tự, làm điều đó ở phía bên phải.
  • Bây giờ kết nối VCC và GND của cả hai trình điều khiển động cơ với nhau.
  • Lấy công tắc trượt và kết nối một đầu của nó với cực dương của pin và đầu kia của nó với cực VCC của trình điều khiển động cơ.
  • Kết nối cực âm của pin với cực GND của trình điều khiển động cơ.

Kết nối Bluetooth với evive

  • Kết nối mô-đun Bluetooth HC-05 ở vị trí đã cho

Kết nối trình điều khiển động cơ với evive

  • Kết nối cực dương và cực âm của pin với cổng VIN trên evive.
  • Kết nối các chân VCC, GND, PWM, IN1 và IN2 của trình điều khiển động cơ bên trái với cổng MD1 trên evive như trong hình.
  • Tương tự, kết nối các chân VCC, GND, PWM, IN1 và IN2 của trình điều khiển động cơ bên phải với cổng MD2 trên evive.

Cuối cùng, kết nối các servo với evive

1) Kết nối ( HS-805BB Servo hoặc Head Servo) Ghim tín hiệu vào chân số 2 của evive

2) Kết nối (Servo kim loại hoặc Servo miệng) Ghim tín hiệu vào chân số 3 của evive

3) Kết nối (micro Servo hoặc mắt ngang Servo) Ghim tín hiệu vào chân số 4 của evive

4) Kết nối (micro Servo hoặc Servo dọc) Ghim tín hiệu vào chân số 5 của evive

5) Kết nối VCC và GND của tất cả các mô tơ servo với nhau và kết nối nó với VCC và GND của evive tương ứng.Sơ đồ mạch Robot hình người

Bước 6: Điều khiển Robot từ Dabble

Mô-đun Bluetooth HC-05 được sử dụng để kết nối Robot hình người của chúng tôi với Dabble. Cài đặt và mở Dabble và nhấp vào nút Connect-Disconnect.

Trên Bluetooth của điện thoại thông minh và chọn tên thiết bị của bạn từ danh sách.

Ở đây, chúng ta sẽ sử dụng hai mô-đun cùng nhau:

Các động cơ DC được sử dụng cho chuyển động của robot được điều khiển bởi mô-đun Gia tốc. Mở cảm biến điện thoại và nhấp vào nút bật tắt bên cạnh Gia tốc kế. Điều này sẽ bắt đầu gửi dữ liệu đến evive. Do đó, khi chúng ta nghiêng điện thoại về phía trước hoặc phía sau, gia tốc dọc theo trục X sẽ thay đổi.

  • Nếu gia tốc dọc theo trục X vượt quá 6 m / s2, thì robot sẽ di chuyển theo hướng thuận.
  • Nếu nó xuống dưới -5 m / s2, thì robot sẽ di chuyển theo hướng lùi.
  • Nếu chúng ta nghiêng điện thoại sang trái hoặc phải, tăng tốc cùng với thay đổi trục Y.
  • Nếu gia tốc dọc theo trục Y vượt quá 6 m / s2, thì robot di chuyển theo hướng trái.
  • Nếu đi dưới -5 m / s2, thì robot sẽ di chuyển đúng hướng.
  • Nếu gia tốc dọc theo cả hai trục tức là trục X và trục Y nằm trong khoảng từ -6 m / s2 đến 6 m / s2, thì robot không di chuyển.

Mô-đun đầu vào

Các HS-805BB servo được sử dụng để kiểm soát sự chuyển động của servo đầu tức là từ phải sang trái và ngược lại. Chúng ta có thể điều khiển nó từ Potentiometer 1 của Module đầu vào.

Servo được sử dụng để điều khiển chuyển động của Hàm. Chúng ta có thể mở và đóng hàm bằng các công tắc Tactile của Module đầu vào.

  • Công tắc xúc giác 1 được sử dụng để mở hàm trong thời gian dài hơn.
  • Công tắc xúc giác 2 được sử dụng để mở hàm trong thời gian ngắn hơn.

Hai servo được gắn trong cơ chế mắt. Chúng có thể được điều khiển bằng các công tắc Slide của Module đầu vào.

  • 1 được sử dụng cho chuyển động ngang của mắt tức là trái và phải.
  • Công tắc trượt 2 được sử dụng cho chuyển động dọc của mắt tức là lên và xuống.

Bước 7: Viết mã

Viết mã sau vào PictoBlox:

PictoBlox(Scratch) code                              Download

MDF Design for the 4-wheel Drive Robot    Download

Bước 8: Kết luận

Cuối cùng, robot của bạn đã sẵn sàng! Hãy vui vẻ khoe với bạn bè của bạn khi họ đứng đó và nhìn nó với sự sợ hãi! 

Chia sẻ bài viết:

Bài viết liên quan