BONES il Robot Umanoide: 11 Passi (con Immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Buon Halloween a tutti!!!

Per festeggiare l'Halloween di quest'anno ho pensato che sarebbe stata una grande idea costruire un robot adatto all'occasione.

Uno scheletro umanoide danzante!!!

Ho sempre voluto progettare e costruire il mio robot umanoide, quindi questo era il progetto perfetto per me.

Dopo aver progettato e costruito BORIS il Bipede (link qui) ho capito che le sue gambe erano la base perfetta per lo Scheletro così pochi minuti dopo l'amputazione e una rapida riprogettazione della parte superiore del busto, è nato BONES l'Umanoide

Questo sarà il progetto perfetto per coloro che sono interessati a imparare come programmare i servi per far eseguire al Robot qualsiasi routine di danza tu voglia.

BONES costa poco più di 150$ per costruire batterie e caricabatterie inclusi

BONES è controllabile con il controller Arduino stampato in 3D (link qui)

può andare avanti, indietro, sinistra, destra, calcio destro, calcio sinistro, danza 1, danza 2

oppure può eseguire una danza senza il Controller

Divertiti con le istruzioni per la costruzione !!!

Forniture

Per costruire questo robot avrai bisogno di:

12x servo analogico a 180 gradi originale Tower Pro MG90S (link qui)

Puoi andare a buon mercato dalla Cina su molte cose, ma i servi non sono uno di questi! Dopo aver testato molti tipi diversi, in particolare i servo towerpro contraffatti economici, ho scoperto che quelli contraffatti economici sono così inaffidabili e spesso si rompono un giorno dopo l'uso, quindi ho deciso che i servo towerpro originali sarebbero stati i migliori!

1x scheda di controllo servo wireless Sunfounder (link qui)

Non è possibile trovare una scheda di prototipazione migliore di questa per il controllo del servo wireless. Questa scheda ha un convertitore di alimentazione 5V 3A integrato e 12 pin e pin di ingresso servo per un modulo ricetrasmettitore wireless nrf24L01 e Arduino NANO, il tutto in un pacchetto compatto e ordinato, quindi non preoccuparti più dei cavi disordinati ovunque!

• 1x Arduino NANO (link qui)
• 1x modulo ricetrasmettitore NRF24L01 (link qui) (non è necessario se non si utilizza il controller)
• 2x 18650 batterie agli ioni di litio da 3,7 V (link qui)
• 1x Portabatterie 18650 (link qui) (queste batterie ti danno circa 30 minuti di autonomia, quelle migliori ti daranno circa 2 ore di autonomia)
• 1x caricabatteria agli ioni di litio (link qui)

Tutta l'elettronica può essere trovata anche su Amazon se non puoi permetterti di aspettare la consegna ma sarà un po' più costosa.

CONTROLLORE:

Per controllare manualmente questo robot avrai bisogno del controller Arduino stampato in 3D (link qui)

Il Robot può anche essere puramente autonomo quindi il controller non è obbligatorio.

PLASTICHE:

Le parti possono essere stampate in PLA o PETG o ABS. !!

Si prega di notare che una bobina da 500 g è più che sufficiente per stampare 1 Robot!!

STAMPANTE 3D:

Piattaforma di costruzione minima richiesta: L150 mm x L150 mm x H100 mm

Va bene qualsiasi stampante 3D. Ho stampato personalmente le parti su Creality Ender 3 che è una stampante 3D a basso costo sotto i 200 $ Le stampe sono venute perfettamente.

Passaggio 1: stampa 3D delle parti

Quindi ora è il momento di stampare… Sì

Ho progettato meticolosamente tutte le parti di BONES per essere stampate in 3D senza alcun materiale di supporto o zattere richiesti durante la stampa.

Tutte le parti sono disponibili per il download su Pinshape (link qui) e MyMiniFactory (link qui)

Tutte le parti sono state stampate di prova su Creality Ender 3

Materiale: PETG

Altezza strato: 0,3 mm

Riempimento: 15%

Diametro ugello: 0,4 mm

L'elenco delle parti di BONES è il seguente:

1x FONDO DEL CORPO

1x CENTRO CORPO

1x SPINE DEL CORPO

6x PERNI QUADRATI DEL CORPO

1x CORNICE ELETTRONICA

1x PERNO QUADRATO ELETTRONICA

1x FONDO A COSTE

1x RIB INFERIORE AL CENTRO

1x RIB SUPERIORE AL CENTRO

PARTE SUPERIORE A COSTE 3X

4x PICCOLE VERTEBRE

1x GRANDE VERTEBRE

1x TESCHIO ANTERIORE

1x TESCHIO POSTERIORE

1x PERNO QUADRATO TESCHIO

1x SPALLA

1x BRACCIO

1x avambraccio

1x SPALLA (SPECCHIO)

1x BRACCIO (SPECCHIO)

1X avambraccio (SPECCHIO)

4x PERNI BRACCIO CIRCOLARE

2x PIEDI

2x CAVIGLIE

2x GAMBA 1

2x GAMBA 2

2x CUSTODIA PISTONE

2x SCATOLE PISTONE (Specchio)

4x PORTAPISTONE

4x PISTONI

2x FIANCHI

8x PERNO CIRCOLARE L1

2x PERNO CIRCOLARE L2

2x PERNO CIRCOLARE L3

10x PERNO CIRCOLARE L4

13x CLIP QUADRATI

22x CLIP CIRCOLARE

Ogni parte può essere stampata come gruppo o individualmente.

Per la stampa di Gruppo è sufficiente stampare uno di ogni singolo file GROUP.stl ad eccezione del file Group LEG 1.stl, e dei file GROUP CIRCULAR PIN.stl di cui bisogna sceglierne uno e si avrà il intero set di parti richiesto.

Seguire i seguenti passaggi per stampare tutti i file STL.

1. Inizia stampando i file LEG 1.stl singolarmente poiché questi sono i più difficili da stampare richiedono un bordo di circa 5 mm e un'altezza di uno strato attorno alla parte per evitare deformazioni se per qualche motivo il bordo non impedisce la deformazione stampa il LEG 1 CON BRIM file.stl.
2. Stampa il PERNO CIRCOLARE INDIVIDUALE.5mm L1, PIN CIRCOLARE INDIVIDUALE.75mm L1 e il PIN CIRCOLARE INDIVIDUALE 1mm L1 una volta stampati prova i perni nei fori del LEG 1.stl che hai stampato in precedenza e seleziona quello che aderisce di più senza doverlo stretto per non essere in grado di spingere attraverso il foro Se possibile, utilizzare quello da 0,5 mm poiché più stretto è l'adattamento più veloce camminerà il Robot.
3. Stampa il file GROUP SHOULDERS. STL non dimenticare di stamparlo con un bordo di 8 mm di 2 altezze di strati per assicurarti che venga stampato correttamente
4. Procedi con la stampa del resto dei file GROUP. STL

E ce l'abbiamo dopo circa 2 giorni di stampa, dovresti avere tutte le parti in plastica di BONES.

Passaggio 2 completato!!!

Passaggio 2: installazione di Arduino

BONES utilizza la programmazione in C per funzionare.

Per caricare programmi su BONES utilizzeremo l'IDE di Arduino insieme ad alcune altre librerie che devono essere installate nell'IDE di Arduino.

Installa Arduino IDE sul tuo computer

Arduino IDE (link qui)

Per installare le librerie nell'IDE di Arduino è necessario eseguire le seguenti operazioni con tutte le librerie nei collegamenti seguenti

• Fai clic sui collegamenti sottostanti (questo ti porterà alla pagina GitHub delle librerie)
• Fare clic su Clona o Scarica
• Fare clic su download ZIP (il download dovrebbe iniziare nel browser Web)
• Apri la cartella della libreria scaricata
• Decomprimi la cartella della libreria scaricata
• Copia la cartella della libreria decompressa
• Incolla la cartella della libreria decompressa nella cartella della libreria Arduino (C:\Documents\Arduino\libraries)

Biblioteche:

Libreria Varspeedservo (link qui)

Libreria RF24 (link qui)

E ce l'abbiamo, dovresti essere pronto per partire Per assicurarti di aver configurato correttamente l'IDE di Arduino, segui i seguenti passaggi

• Scarica il codice Arduino desiderato di seguito (Robot Controller.ino o Robot Autonomous.ino)
• Aprilo in Arduino IDE
• Seleziona Strumenti:
• Seleziona scheda:
• Seleziona Arduino Nano
• Seleziona Strumenti:
• Seleziona processore:
• Seleziona ATmega328p (vecchio bootloader)
• Fare clic sul pulsante Verifica (pulsante di spunta) nell'angolo in alto a sinistra di Arduino IDE

Se tutto va bene dovresti ricevere un messaggio in fondo che dice Compilazione completata.

E questo è tutto, ora hai completato il passaggio 2 !!!

Passaggio 3: programmare le OSSA

Ora è il momento di caricare il codice nel cervello di BONES, Arduino Nano.

• Collega Arduino Nano al tuo computer tramite cavo USB
• Fare clic sul pulsante di caricamento (pulsante freccia destra)

Se tutto va bene dovresti ricevere un messaggio in fondo che dice Caricamento completato.

E questo è tutto per il passaggio 3.

Passaggio 4: calibrare i servocomandi per le gambe di BONES

Quindi ora è il momento di calibrare e iniziare ad assemblare i servi Leg su parti di BONES…

Tutti i passaggi seguenti sono illustrati nel video di assemblaggio sopra.

Parti elettroniche necessarie:

• 1x Arduino Nano
• 1x ricetrasmettitore NRF24LO1 (solo se si utilizza BONES con controller)
• 1x scheda di controllo servo wireless Sunfounder
• 12 servi originali TowerPro MG90S 180 gradi
• 1x portabatteria
• 2x 18650 batterie agli ioni di litio da 3,7 V

Parti in plastica necessarie:

• 4x pistoni
• 4x supporti per pistoni
• 2x custodie per pistoni
• 2x custodie per pistoni (specchio)
• 2x fianchi
• 1x parte inferiore del corpo
• 1x corpo centrale
• 4x perni quadrati del corpo
• 4x clip quadrate

Viti e squadrette servo necessarie:

• 12 viti autoaffilanti lunghe
• 6x viti corte per Servo Horns
• 4x Servo Horn a braccio singolo
• 2x trombe servo a doppio braccio

Istruzioni per il montaggio dei pistoni:

• Posizionare tutti e 4 i pistoni nei 4 supporti per pistoni
• Far scorrere le 4 custodie dei pistoni sui supporti dei pistoni come mostrato nel video di montaggio sopra
• Posizionare i 4 pistoni in modo che i fori dei pistoni e i fori delle custodie dei pistoni siano allineati
• Inserire i 4 servi attraverso i fori delle 4 custodie dei pistoni
• Fissare i 4 servocomandi in posizione con 2 viti autofilettanti lunghe per servo alle 4 scatole dei pistoni (non serrare eccessivamente)

Assemblare i fianchi e le istruzioni del corpo:

• Inserisci i 2 servi nella parte centrale del corpo (assicurati di posizionarli nel modo giusto attorno ai cavi rivolti verso l'esterno)
• Fissare i 2 servi in posizione con 2 viti lunghe autofilettanti per servo alla parte centrale del corpo
• Inserisci i 2 fianchi nella parte inferiore del corpo
• Allinea la parte inferiore del corpo con la parte centrale del corpo
• Fissare la parte inferiore del corpo alla parte centrale del corpo con 6 perni quadrati del corpo (come mostrato nel video di montaggio)
• Fissare i perni quadrati del corpo con 6 clip quadrate

Istruzioni elettroniche:

• Collegare il ricetrasmettitore Arduino e NRF24L01 (opzionale) alla scheda di controllo servo
• Collegare i fili del supporto della batteria (rosso con positivo, nero con negativo) alla scheda di controllo del servo (assicurarsi che i collegamenti siano nel modo corretto)
• Collega i servi alle connessioni 4, 5, 6, 7, 8 e 9 nell'ordine che preferisci (assicurati di ottenere le connessioni nel modo giusto)
• Inserire le batterie
• Spingere il pulsante della scheda di controllo servo nella posizione premuta
• Portare l'interruttore del portabatterie in posizione ON
• La scheda dovrebbe accendersi e i servi dovrebbero spostarsi nella posizione iniziale di 90 gradi

Istruzioni per il montaggio delle squadrette dei servi:

• Una volta che i servi hanno raggiunto la loro posizione iniziale di 90 gradi, inserire le squadrette dei servomotori a braccio singolo nei pistoni con un angolo di 90 gradi (+- pochi gradi di offset non è la fine del mondo) su tutte le custodie dei pistoni come mostrato nella Video di montaggio sopra.
• Inserire le squadrette dei servi a doppio braccio nei fianchi in modo che entrambi i bracci dei servi siano in linea l'uno con l'altro. Come mostrato nel video di montaggio sopra
• Fissare tutte le squadrette dei servi ai servi con 1 vite corta per servo
• Portare l'interruttore del supporto della batteria in posizione OFF
• Scollegare i Servi dalle connessioni 4, 5, 6, 7, 8 e 9

Ed ecco che tutti i Leg Servo sono calibrati e il resto del Robot è pronto per essere assemblato.

Passaggio 5: assemblaggio delle gambe di BONES

Tutti i passaggi seguenti sono illustrati nel video di assemblaggio sopra.

Parti in plastica necessarie per la gamba sinistra:

• 1x piede sinistro
• 1x caviglia
• 1x gamba 1
• 1x gamba 2
• 2x pistoni assemblati
• 4x Perni circolari L1
• 1x Perni circolari L2
• 1x Perni circolari L3
• 3x Perni circolari L4
• 9x clip circolari

Istruzioni per il montaggio della gamba sinistra:

1. Far scorrere i 4 perni circolari L1 attraverso i fori della caviglia (come mostrato nel video di assemblaggio)
2. Posizionare uno dei pistoni assemblati nella fessura del piede sinistro selezionare il pistone assemblato che faccia i cavi del servo rivolti all'indietro (come mostrato nel video di assemblaggio)
3. Posizionare la Caviglia sulla fessura del Piede Sinistro e sulla fessura del Pistone Assemblato
4. Far scorrere 1 perno circolare L2 attraverso l'articolazione della caviglia e del piede
5. Far scorrere 1 perno circolare L3 attraverso l'articolazione della caviglia e del pistone assemblato
6. Far scorrere 1 perno circolare L4 attraverso il giunto del piede e del pistone assemblato
7. Posizionare la gamba 1 in posizione sulla caviglia e sui perni circolari L1
8. Posizionare la gamba 2 in posizione sulla caviglia e sui perni circolari L1
9. Posizionare uno dei pistoni assemblati tra la gamba 1 e la gamba 2 selezionare quello che fa guardare il cavo del servo verso l'esterno (come mostrato nel video di montaggio)
10. Far scorrere 1 perno circolare L4 attraverso la gamba 1 e il pistone assemblato
11. Far scorrere 1 perno circolare L4 attraverso la gamba 2 e il pistone assemblato
12. Fissare tutti i perni circolari con clip circolari

Parti in plastica necessarie per la gamba destra:

• 1x piede destro
• 1x caviglia
• 1x gamba 1
• 1x gamba 2
• 2x pistoni assemblati (specchio)
• 4x Perni circolari L1
• 1x Perni circolari L2
• 1x Perni circolari L3
• 3x Perni circolari L4
• 9x clip circolari

Istruzioni per il montaggio della gamba destra:

Procedere allo stesso modo delle istruzioni di montaggio della gamba sinistra.

Passaggio 6: assemblaggio delle braccia di BONES

Tutti i passaggi seguenti sono illustrati nel video di assemblaggio sopra.

Parti elettroniche necessarie:

4 servi originali TowerPro MG90S a 180 gradi

Viti necessarie:

4x viti autoaffilanti lunghe

Parti in plastica necessarie per il braccio sinistro:

• 1x braccio
• 1x avambraccio
• 2x perni del braccio circolare

Istruzioni per il montaggio del braccio sinistro:

1. Inserire il perno del braccio circolare nel foro nell'avambraccio
2. Inserire il perno del braccio circolare nel foro del braccio
3. Inserisci il servo nel braccio come mostrato nel video di montaggio sopra
4. Fissare il servo al braccio con 2 viti autofilettanti lunghe
5. Inserisci il servo nell'avambraccio
6. Collega il braccio e l'avambraccio insieme come mostrato nel video di assemblaggio sopra

Parti in plastica necessarie per il braccio destro:

• 1x braccio (specchio)
• 1x avambraccio (specchio)
• 2x perni del braccio circolare

Istruzioni per il montaggio del braccio destro:

Procedere come per il montaggio del braccio sinistro

Passaggio 7: assemblaggio della parte inferiore del corpo di BONES

Tutti i passaggi seguenti sono illustrati nel video di assemblaggio sopra.

Componenti elettronici necessari:

2 servi originali TowerPro MG90S 180 gradi

Viti necessarie:

4x viti autofilettanti lunghe

Parti in plastica necessarie:

• 1x colonna vertebrale
• 2x Vertebre piccole
• 1x fondo a costine
• 1x costola inferiore centrale
• 1x cornice elettronica
• 1x perno quadrato cornice elettronica
• 4x Perno circolare L4
• 4x clip quadrate
• 4x clip circolari
• 1x fianchi assemblati
• 2x gambe assemblate

Istruzioni di montaggio:

1. Posiziona la gamba sinistra assemblata sui fianchi del corpo assemblato (assicurati di metterle nel modo giusto)
2. Fissare in posizione con 2 perni circolari L4
3. Fissare in posizione con 2 clip circolari
4. Ripetere i passaggi 1, 2 e 3 per la gamba destra
5. Passare i cavi dei servi attraverso i fori dei fianchi nel corpo e farli passare tra i 2 servi dei fianchi. Come mostrato nel video di assemblaggio sopra
6. Inserisci la cornice elettronica per posizionarla sul corpo (assicurati di posizionarla nel modo giusto)
7. Fissare in posizione con il perno quadrato dell'elettronica e 2 clip quadrate
8. Inserisci la colonna vertebrale nel corpo
9. Fissare in posizione con 2 clip quadrate
10. Far scorrere la parte inferiore della costola sulla colonna vertebrale
11. Far scorrere la piccola vertebra sopra la colonna vertebrale
12. Far scorrere la costola in basso al centro sopra la colonna vertebrale
13. Far scorrere la piccola vertebra sopra la colonna vertebrale
14. Inserisci il servo a spalla sinistro nel telaio dell'elettronica
15. Fissare con 2 viti autofilettanti lunghe
16. Ripetere gli ultimi 2 passaggi per il servo della spalla destra
17. Passare i 2 cavi dei servi a spalla attraverso lo stesso foro di tutti gli altri cavi
18. Passare i cavi dei bracci assemblati di sinistra attraverso il passaggio dei cavi di sinistra
19. Ripetere l'ultimo passaggio per i cavi dei bracci assemblati di destra.

Passaggio 8: cablaggio dell'elettronica

Tutti i passaggi seguenti sono illustrati nel video di assemblaggio sopra.

Parti elettroniche necessarie:

Scheda elettronica assemblata e portabatteria

Viti necessarie:

2x viti autoaffilanti lunghe

Istruzioni di montaggio:

1. Fissare la scheda elettronica al telaio dell'elettronica come mostrato nel video di montaggio sopra
2. Posizionare il portabatterie nello slot posteriore del robot

Ora è il momento di giocare con gli Spaghetti!!!

1. Collega tutti i 12 servi alle connessioni 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 e 12 della scheda madre come mostrato nell'immagine sopra (assicurati di collegarli nel modo giusto)
2. Tirare il cavo in eccesso sul retro del robot

Passaggio 9: assemblaggio della parte superiore del corpo di BONES

Tutti i passaggi seguenti sono illustrati nel video di assemblaggio sopra.

Parti in plastica necessarie:

• 2x vertebre piccole
• 1x grande vertebra
• 1x costola in alto al centro
• 3x Rib top
• 1x teschio anteriore
• 1x teschio posteriore
• 1x spilla teschio quadrata
• 3x clip quadrate

Istruzioni di montaggio:

1. Far scorrere la parte superiore della costola al centro sopra la colonna vertebrale
2. Far scorrere la piccola vertebra sopra la colonna vertebrale
3. Far scorrere la parte superiore della costola sulla colonna vertebrale
4. Far scorrere la piccola vertebra sopra la colonna vertebrale
5. Far scorrere la parte superiore della costola sulla colonna vertebrale
6. Fai scorrere la grande vertebra sopra la colonna vertebrale
7. Far scorrere la parte superiore della costola sulla colonna vertebrale
8. Unisci il Teschio anteriore e posteriore insieme al perno Teschio quadrato
9. Unisci la cornice del teschio e dell'elettronica insieme al perno teschio quadrato
10. Fissare le costole al dorso con 2 clip quadrate
11. Fissare con la clip quadrata Skull

Passaggio 10: calibrazione delle braccia di BONES

Tutti i passaggi seguenti sono illustrati nel video di assemblaggio sopra.

Servo Horns e viti necessarie:

• 6x viti corte per Servo Horns
• 4x Servo Horn a braccio singolo
• 2x trombe servo a doppio braccio

Parti in plastica necessarie:

• 1x spalla
• 1x spalla (specchio)

Istruzioni di montaggio Braccio sinistro:

1. Accendi il robot
2. Attendi che i servi si spostino nella loro posizione iniziale
3. Spegni il robot
4. Posiziona la spalla sinistra nella posizione di 0 gradi
5. Fissare la spalla sinistra con Dual Horn e vite corta
6. Agganciare il braccio alla spalla in posizione 0 gradi
7. Braccio sicuro con corno singolo e vite corta
8. Posiziona l'avambraccio in posizione di 90 gradi
9. Avambraccio sicuro con corno singolo e vite corta

Istruzioni di montaggio Braccio destro:

Procedere come per le istruzioni del braccio sinistro

Passaggio 11: costruzione completata!

Bene, ora che abbiamo finito di costruire BONES spero che ti sia piaciuto questo Instructable e per favore fammi sapere cosa ne pensi.

Secondo Premio al Concorso di Halloween 2019