Bagaimana untuk membuat bunga dari tuala

Kami mengumpul dan menjalankan kuasa-kuasa heksapoda bajet

Meninggalkan rozkazni tentang bagaimana saya datang dengan idea untuk membina heksapoda (ia adalah tan video di YouTube), pergi terus kepada butir-butir proses pemilihan. Ia adalah bulan Januari 2012. Saya hanya tahu apa yang saya mahu dari kerja saya dan apa - tidak ada. Saya suka:

bahawa setiap kaki adalah 3 darjah kebebasan - 3dof (3 dimensi kebebasan), sebagai pilihan 2dof lebih mudah - membuat apa-apa perasaan serangga dan 4dof - sekali, 3dof dan sebagainya membolehkan anda bebas bergerak hujung kaki dalam ruang 3D;
6 kaki. Sekali lagi, ini tidak adalah 4 (jika robot kekok melompat), tetapi tidak 8 sebagai labah-labah yang berlebihan;
saiz kecil;
murah pada kos;
dengan sekurang-kurangnya papan dan sambungan.

Langkah 1. Pertama, sudah tentu, terpaksa memilih papan induk bagi anak itu. Banyak masa yang baik dan buruk untuk dibaca oleh masa Arduino. Tetapi kepada Dia dan menonton sebagai pilihan utama. Pengawal Solder sendiri - ada masa yang singkat dan mengambil papan yang lebih maju dengan ARM cpu, sebagai contoh - ia mahal, dan memahami bagaimana program mereka, bagaimana untuk bekerja dengan penemuan PWM, dan lain-lain - panjang. A arduyna: IDE dilancarkan, kod napedalyl, memuat naik ditekan - dan hello, anda mempunyai ia berkelip. Kecantikan! ;)
Pada mulanya saya mula melihat mega Arduino dan klon, jadi output PWM yang boleh servo dikawal mereka sudah cukup. Ingat bahawa 3dof heksapoda memerlukan 3 * 6 = 18 serf dan pengurusan saluran komponen. Tetapi kemudian aku dapati seorang Yazz sebenar di kalangan mega Arduino, caj sebanyak Dagu, hubungi Merah Kembali Spider Pengawal. Di sini ia adalah di ebay.
Ia menawarkan semua output sebagai selesai 3-pin (tanah, makanan, nada), dan penyelesaian makanan. Kuasa Pengawal stabil, dan penyambung adalah dvyhlov seperti (UPD: tidak bagaimana, tetapi juga stabil 5 volt Dan nampaknya diselesaikan dengan pengawal Kuasa sebagai campur tangan dengan pengawal 18 serf serentak tidak membuat.). Ini membolehkan fail ke terminal 7-30 volt makanan yang mencukupi kuasa (EEE PC soal selidik daripada 901 untuk 12V dan 3A - cukup untuk semua sibuk 18 servo) dan tidak memperbodohkan dengan bekalan kuasa yang berasingan dan dvyhlov logik. Juga, ia akan pada masa akan datang adalah mudah untuk memakai ini pek raksasa Li-Po bateri 7.4 volt. Dan dengan semua ini, titik perancangan pandangan - ini adalah mega patuh perisian dan lybamy dan besi arduyinov biasa (selain daripada shyldov, dipasang terus di mega asal - mereka tidak akan berfungsi). Walau bagaimanapun harga yang lebih tinggi daripada yang asal Mega, tetapi semua kebaikan lain melebihi ia.
Langkah 2. Servos seterusnya. Di ebay mikro servo Minta mereka jauh berbeza. Saya mengambil yang paling kuat dari yang paling kecil dan paling murah, 9 gram berat, gear plastik. Jika anda mengambil banyak mana mereka menghantar kumpulan - lebih murah. Saya mengambil 3 pek 6 seolah-olah telah berlaku kurang daripada $ 2 sekeping. Saya akan memberitahu anda yang kesal kerana tidak membelanjakan lebih dan mengambil servo dengan gear logam dan galas bola. Ini adalah tindak balas plastik agak ketara, dan masalah yang tertentu apabila kuasa berlebihan apabila melangkau gear. Oleh kerana tindak balas hebat - kinematik agak sukar untuk menyesuaikan diri dengan tepat (seperti umumnya yang paling sukar ternyata).
Itu sahaja yang saya mengarahkan, penghantaran yang berlaku kira-kira $ 100. Bateri dan pemancar / penerima untuk memantau dan radyoupravlyaemosty - meninggalkan untuk masa lain. Kerana mesin kawalan radio saya dan tidak tertanya-tanya apa yang benar-benar menarik minat saya - ia kaki! Video pergi lancar heksapodov di YouTube - saya melihat dia terpesona, ia melihat dan setiap kali air mata bercucuran di pipinya, dan saya tercekik semput "Saya mahu! ". Saya tidak akan meminta sekeping siap, dan saya mahu melakukan sesuatu yang paling adalah!
Sementara menunggu perintah itu dibaca sebagai orang berpendidikan animasi ciptaan mereka. Sudah tentu, dengan serta-merta timbul kinematik songsang. Jika anda mengatakan hanya dan secara langsung mengenai sharnytnыe "anggota", yang kinematik langsung - ini adalah di mana input yang dikemukakan sudut sendi, dan output yang kita mempunyai model anggota badan dalam ruang, koordinat titik melampau lengan. Kinematik songsang adalah - jelas bercanggah - input yang diterima koordinat titik ekstrem anggota badan di mana kita perlu untuk mencapai, dan output yang kita mendapatkan sudut yang perlu menghidupkan engsel untuk mencapai ini. Servo hanya mendapat kedudukan input sudut di mana mereka perlu kembali (satu wayar isyarat dikodkan PWM / PWM).
Langkah 3. Saya bermula dengan, yang membaca, berfikir melalui pelaksanaan IC. Tetapi tidak lama lagi datang perasaan bahawa saya kes ia terlalu kompleks. Dan seperti yang rumit untuk melaksanakan dan pengiraannya sangat sukar - pengiraan adalah lelaran. Dan saya mempunyai 6 kaki, setiap yang boleh dianggap sebagai IC, dan hanya tidak sangat pintar 16Mhts Senibina AVR. Tetapi hanya 3 darjah kebebasan. Dan mudah untuk meneka bahawa titik sewenang-wenangnya dalam dotyahuvannya "boleh mencapai hanya satu cara. Keputusan itu telah matang dalam kepala saya.
Tetapi tiba Februari dan bungkusan - satu dari China, satu lagi UK. Perkara pertama yang saya biasanya hanya pohravsya Bayar arduyinov - popylykal pomorhal LED dan pembesar suara yang disambungkan di sana. Setelah itu maka pelaksanaan IC sebenar, dalam kelenjar. Apa yang dia membina sebuah prototaip kaki dari bahan sekerap (agak plastmasska ringan yang mudah dipotong dengan gunting, skru dan lampiran - semua kit penggerak). Ini kaki terminator dijamin terus ke arduynы lembaga. Anda boleh mempertimbangkan bagaimana bajet yang dibuat sendi.

Pomyluvavsya kes ini dan pomriyav bahawa jika saya berdasarkan kerja ini dalam terminator masa depan spayayu, yang mengisytiharkan perang ke atas umat manusia, kemudian dengan John Connor Schwarzenegger akan kembali kepada saya di sini pada masa lalu dan akan memilih prototaip ini dan rasplavyat dalam Orodruyne. Tetapi tidak ada yang datang kembali, tiada apa yang dibawa pergi, dan saya juga secara senyap-senyap.
Langkah 4. Ia telah mendapati bahawa IR tidak perlu takut, dalam kes saya ia telah turun kepada geometri remeh, trigonometri. Lebih mudah untuk memohon kepada sendi, berpaling kepada Wikipedia dan dihormati serangga. Mereka mempunyai nama-nama khas bagi anggota badan:

Rusia juga mempunyai nama-nama yang sangat menarik untuk ini, tetapi "mangkuk", "vertluh", "kaki", dan lain-lain, manakala dalam kod yang tidak membenarkan saya untuk tidur. Jadi saya 3 anggota badan dan yang berkaitan nama cuti servo Coxa, tulang paha, Tibia. Dari kaki prototaip di atas menunjukkan bahawa saya tidak perlu coxa bahagian yang berasingan. Ia hanya dua servo terikat band elastik. Tulang paha - melaksanakan jalur plastik, yang kedua-dua pihak telah dipasang tuil serf. Oleh itu, baki servodvyzhok akhir - awal tibia, untuk melanjutkan yang ia diperketatkan sekeping plastik.
Langkah 5. Dilancarkan editor, tidak mudstvuya mencipta fail Leg.h, dan di dalamnya kelas Kaki. Dan mempunyai banyak bantu Muti. Andaikan terdapat satu titik dalam ruang A (kapak, ay, az), yang hendaklah sampai. Pada pandangan atas kelihatan seperti ini:

Rajah Saya segera menunjukkan cara pengiraan sudut pertama - sudut putaran servo, mengawal Coxa, yang berputar keseluruhan anggota badan dalam satah mengufuk. Gambar rajah serta-merta ditandakan merah pembolehubah yang digunakan dalam kod (bukan semua). Tidak sangat matematik, tetapi selesa. Ia adalah jelas bahawa kita adalah sudut berminat adalah rendah. Pertama primaryCoxaAngle - hanya sudut (0; A) untuk paksi X (bersamaan dengan A titik sudut dalam koordinat kutub). Tetapi rajah menunjukkan bahawa sementara kaki itu sendiri - tidak raspalozhena pada ketika ini. Sebabnya ialah bahawa paksi putaran coxa tidak untuk "beratur" - Saya tidak tahu bagaimana untuk mengatakan ia betul. Tidak dalam satah yang sama berputar dan satu lagi hujung kaki 2, di sini. Ini dengan mudah boleh diberi pampasan, mengingati additionalCoxaAngle (kerana ia dianggap - walaupun berhenti utruzhdayus kerana masih bersekolah, bukan?).
Bersama-sama, kita mempunyai sekeping pertama kod, ini bahagian dalam kaedah capaian (Point & dest):

 terapung hDist = sqrt (sqr (dest.x - _cStart.x) + sqr (dest.y - _cStart.y));
 terapung additionalCoxaAngle = hDist == 0.0? DONT_MOVE
 : Asin (_cFemurOffset / hDist);
 terapung primaryCoxaAngle = polarAngle (dest.x - _cStart.x, dest.y - _cStart.y, _thirdQuarterFix);
 terapung cAngle = hDist == 0.0? DONT_MOVE
 : PrimaryCoxaAngle - additionalCoxaAngle - _cStartAngle;

Di sini dest - ini adalah titik di mana seret nazho, _cStart - koordinat perkakasan (dan pusat putaran) coxa, dalam hDist mempertimbangkan jarak dari _cStart ke destinasi dalam satah mendatar. DONT_MOVE - ia hanya satu bendera, yang bermaksud bahawa coxa tidak perlu tempat untuk berpaling dan meninggalkan kedudukan semasa (seperti yang dest - suatu tempat tepat pada paksi putaran coxa - jarang, tetapi ia berlaku). Di sini cAngle - ini adalah satu sudut di mana anda mahu servo akan menyimpang dari sudut asalnya (yang di tengah-tengah pelbagai operasi). Ia boleh dilihat bahawa sebagai yuzaetsya _cStartAngle - sudut di dalam ruang, yang dipulangkan oleh devoltu servo, semasa pemasangan. Mengenai _thirdQuarterFix memberitahu anda kemudian jika anda tidak lupa.
Langkah 6. Kemudian hal-hal yang lebih mudah. Kita hanya perlu melihat pesawat yang dinyatakan di atas "beratur":

Oleh itu, masalah yang tiba-tiba dikurangkan untuk mencari titik persilangan 2 bulatan. Satu - ke titik di mana "berkembang" tulang paha kami, kedua - tahap di mana kita perlu mencapai (koordinat tempatan 2d). Jejari bulatan - panjang daripada tulang paha dan tibia, masing-masing. Jika bulatan bersilang di salah satu daripada 2 mata boleh diletakkan bersama. Kami sentiasa memilih bahagian atas untuk "lutut" dalam raksasa yang telah bengkok, bukan ke bawah. Jika tidak bertindih - ia tidak dotyanemsya ke titik sasaran. Kod sedikit, bertukar kepada pesawat itu hanya hanya beberapa perangkap diambil kira dan didokumenkan dalam komen yang saya tidak hairan kemudian memeriksa kod. Untuk memudahkan, dalam ini koordinat tempatan "pesawat sehingga" Saya memilih tempat asal di mana tumbuh tulang paha:

  // Pindah ke tempatan Coxa-tulang paha-sasaran sistem koordinat
 // Nota kes apabila hDist<= _cfemuroffset.="" this="" is="" for="" the="" blind="">
 // Kami tidak pernah tidak boleh sampai ke tempat yang lebih dekat kepada _cStart yang kemudian
 // Tulang paha mengimbangi (_fStartFarOffset)
 terapung localDestX = hDist sqr (_fLength + _tLenght))
 {
 log ("tidak boleh mencapai!");
 return false;
}

Langkah 7. Sekarang localDestX dan localDestY - koordinat titik sasaran. Apa yang perlu dilaksanakan - untuk mencari bulatan persimpangan berpusat di (00) dan (localDestX, localDestY), dan _fLength jejari dan _tLength (masing-masing yang panjang dan panjang tulang paha tibia). Dengan pelajar ini juga gagal, tetapi saya mengakui terdapat banyak kesilapan untuk memeriksa diri sendiri dan semua orang boleh lakukan untuk memeriksa jenis rumus bisu, meninggalkan rujukan yang razzhovana jelas masalah ini geometri asas:

  // Find bersama sebagai bulatan bersilang (persamaan dari http://e-maxx.ru/algo/circles_intersection & http://e-maxx.ru/algo/circle_line_intersection)
 apungan A = -2 * localDestX;
 terapung B = -2 * localDestY;
 terapung C = sqr (localDestX) + sqr (localDestY) + sqr (_fLength) - sqr (_tLenght);
 apungan x0 = -A * C / (sqr (A) + sqr (B));
 terapung y0 = -B * C / (sqr (A) + sqr (B));
 terapung D = sqrt (sqr (_fLength) - (sqr (C) / (sqr (A) + sqr (B))));
 terapung mult = sqrt (sqr (D) / (sqr (A) + sqr (B)));
 apungan kapak, ay, bx, oleh;
 ax = x0 + B * mult;
 bx = x0 - B * mult;
 ay = y0 - A * mult;
 oleh = y0 + A * mult;
 // Pilih penyelesaian di atas sebagai bersama
 terapung jointLocalX = (kapak & gt; bx)? kapak: bx;
 terapung jointLocalY = (kapak & gt; bx)? ay: oleh;

Semua masih terdapat sedikit koordinat yang diterima untuk mengira sudut yang betul untuk tulang paha dan tibia serf:

  terapung primaryFemurAngle = polarAngle (jointLocalX, jointLocalY, palsu);
 terapung fAngle = primaryFemurAngle - _fStartAngle;
 terapung primaryTibiaAngle = polarAngle (localDestX - jointLocalX, localDestY - jointLocalY, palsu);
 terapung kusut = (primaryTibiaAngle - fAngle) - _tStartAngle;

Langkah 8. Sekali lagi эlementarschyna - sudut menyelaras semua. Saya berharap menamakan pembolehubah harus sudah jelas, sebagai contoh, _fStartAngle - ia femur memulakan sudut, sudut di mana tulang paha diarahkan secara lalai. Dan kaedah capaian baris terakhir () (dia berkata dia pergi dan melambai):

bergerak (cAngle, fAngle, kusut);

Langkah Kaedah secara langsung menaip servo. Malah, ia itupun terpaksa menambah pelbagai jenis barang untuk perlindungan dari sudut yang buruk (yang servo tidak boleh kembali, tetapi akan cuba), dan kaki yang lain yang zarkalno dan / atau dihantar kepada pihak yang satu lagi. Tetapi selagi kita bekerja hanya dengan satu kaki haiwan.
Langkah 9. Serpihan ini - ini adalah kod yang akhir, yang jauh dari sempurna, dan ia sudah tentu boleh meningkat dengan ketara. Tetapi ia berfungsi! Jangan sekali-kali pergi untuk polnofunktsyonalnuyu geometri tinggi-sekolah, trigonometri, kami telah melaksanakan kinematik ynversnuyu untuk kaki 3dof! Ya, dan kami mendapatkan penyelesaian segera, dalam satu lelaran. Untuk membuat semua kerja, kaki perlu diukur dengan teliti dan mengkonfigurasi data kelas diperolehi. termasuk sudut yang paling sukar untuk mengukur dalam produk siap. Mungkin jika avtokad projek dan membuat beberapa bagus menjadikan - ia akan menjadi lebih mudah dengan pengukuran sudut, tetapi saya tidak mempunyai masa atau keinginan untuk menangani emosi ini.
Februari baru sahaja bermula, dan video kaki sudah dilakukan. Untuk menguji IC, saya membuat kaki yang menggambarkan pelbagai angka dalam ruang (anda perlu konsisten mencetuskan jangkauan, mengelakkan titik pada segi empat tepat atau bulatan kod yang membosankan dan membosankan, jadi jangan quote (dan eksperimen selesai untuk mengesan primitif, saya mempunyai vypylyav am)):

Langkah 10. Kemudian terpaksa menamatkan permainan dengan produk ini di atas satu kaki tidak uprыhaesh (walaupun robot ini akan membuat benar-benar menarik). Tetapi saya perlu heksapod. Saya pergi untuk mencari Plexiglas pasar lambak terdekat. Found 2 keping yang berbeza - satu 3 mm tebal (hanya untuk badan, saya fikir), 2 mm dan satu lagi biru (anggota badan lain, untuk dipadankan servo). Dalam beberapa minggu saya mengukir malam untuk melakukan sesuatu dengan ia. Beliau membuat lakaran di atas kertas. cuba pada - seolah-olah segala-galanya adalah OK, maka kes untuk gergaji besi yang.

Langkah 11. Dan di sini, raksasa luar negara shestylapoe. Apabila saya menguji satu kaki, saya mempunyai perkara ini entah bagaimana meninggalkan soal selidik pada skru luaran. Cukup. Tetapi memberi makan 6 kaki dari dia terlalu menakutkan. Jadi untuk sementara waktu saya digantung tangannya, berfikir bahawa saya perlu mendapatkan soal selidik yang lebih sesuai. Tetapi ia ternyata lebih mudah, saya nyatakan di atas - datang daripada soal selidik EEE PC 901. Nah, denda.
Langkah 12. Mewujudkan kerja 6 kaki terbukti lebih sukar daripada menulis satu enjin kaki. Kaki separuh adalah imej cermin di pihak yang lain. Selain semua bertujuan dalam arah yang berbeza. Dalam nalashtovuvav konfyhuryroval umum dan saya adalah sangat panjang, dan ia tidak begitu memberi inspirasi, supaya wang tidak pelarasan mudah, maksimum saya boleh mengharapkan - dalam kesimpulan LOSA Siri. Dan yang bekerja denda dengan fail .ino asas *, yang Leg.h berkaitan - tidak melihat perkara itu. Tongkat mencatat masa untuk LOSA (facepalm). Akhirnya otrefaktoryu. Dan di sini adalah musim bunga yang datang velosezon dibuka berkuat kuasa sepenuhnya, dan aku telah memberi haiwan kesayangan anda dalam kes shestylapoho. Jadi lulus musim panas dan musim luruh haba.
Langkah 13. Tetapi hujan datang, ia adalah sejuk dan heksapod diekstrak. Kaki-Nya telah ditubuhkan, termasuk sama diperkenalkan _thirdQuarterFix pengiraan fungsi polarAngle itu. Masalahnya ialah bahawa 2 kaki (kiri tengah dan belakang kiri) digerakkan supaya kebanyakan masa adalah dalam suku III:

PolarAngle A saya naif - ternyata penjuru pi-pi ke, paksi X. Dan jika kadang-kadang salah satu daripada 2 kaki terpaksa pulang kepada suku-nd II, yang polarAngle nilai melonjak daripada Pi Pi untuk yang benar-benar memberi kesan yang negatif kepada pengiraan lanjut. Pofyksyl tongkat - untuk ini 2 kaki polarAngle dianggap "berbeza." Malu, malu pada saya kod, tetapi keseluruhan projek - satu bukti konsep, satu-satunya tujuan yang - bukan sahaja faham, saya boleh mengumpul heksapoda realistik bergerak atau tidak. Oleh itu, kod ini harus bekerja, dan sekarang. Dan kemudian refactor - pererefaktorynh.
Cope dengan suku ke-3, mula pedal pola langkah. Untuk kelas ini diperkenalkan pada titik lalai Kaki, iaitu, di mana kaki adalah jika karya itu yang secara senyap-senyap dan lancar. Perkara ini boleh tyuninhuvaty, penting untuk semua kaki berada di koordinat z yang sama (dengan kaki untuk benar-benar secara fizikal berada di pesawat yang sama, Kaki masih tuneRestAngles tahap yang sangat rendah ()). Dan dalam menyelaras Z yang sama, mereka boleh bergerak secara sewenang-wenangnya. Hampir - kerana pelbagai gerakan bukanlah kekal, dan yang seterusnya tidak akan melampaui dyapazoda ini - kedudukan lalai kaki cuba untuk meletakkan di tempat berhampiran pertengahan julat ini.
Langkah 14. Kod ini bukan dalam teks petikan, ia adalah terlalu asas dan saya akan membawa akhir pautan ke versi lengkap semua sortsa - pada masa yang sama belajar menggunakan github.
Urutan memilih satu langkah mudah - 3 kaki di atas tanah, 3 - di udara disusun semula. Oleh itu, koordinat kaki ke kedudukan yang asal - boleh dibahagikan kepada 2 kumpulan. Bagi kedua-dua kumpulan I dan langkah provertav dalam kitaran (lihat ciri berjalan kaki () dalam Buggy.ino). Dan pada akhirnya, setiap rangkaian tersebut dikira koordinat individu, berdasarkan lokasi lalainya.
Dan ia pergi! Tetapi setakat ini ke hadapan. Pada kakinya dia memakai gelang getah kepada salah susut pada linoleum. Saya bergegas untuk menembak pada video untuk menunjukkan kepada rakan-rakan.

Langkah 15. Oleh perapian-dan, sudah tentu, jauh.