返回首页
回到顶部
Arduino是一个开放源码的电子原型平台，它可以让你用简单的硬件和软件来创建各种互动的项目。Arduino的核心是一个微控制器板，它可以通过一系列的引脚来连接各种传感器、执行器、显示器等外部设备。Arduino的编程是基于C/C++语言的，你可以使用Arduino IDE（集成开发环境）来编写、编译和上传代码到Arduino板上。Arduino还有一个丰富的库和社区，你可以利用它们来扩展Arduino的功能和学习Arduino的知识。
Arduino的特点是：
1、开放源码：Arduino的硬件和软件都是开放源码的，你可以自由地修改、复制和分享它们。
2、易用：Arduino的硬件和软件都是为初学者和非专业人士设计的，你可以轻松地上手和使用它们。
3、便宜：Arduino的硬件和软件都是非常经济的，你可以用很低的成本来实现你的想法。
4、多样：Arduino有多种型号和版本，你可以根据你的需要和喜好来选择合适的Arduino板。
5、创新：Arduino可以让你用电子的方式来表达你的创意和想象，你可以用Arduino来制作各种有趣和有用的项目，如机器人、智能家居、艺术装置等。
大家好！在这个项目中，我将向您展示一个令人惊叹的 Octopod 风格的八足机器人！它完全由 3D 打印部件制成，并采用受 Jansen 机制启发的酷炫机制移动。两个简单的直流电机为支腿提供动力，使它们能够以平稳和平衡的方式移动。使用简单的红外传感器电路和控制器来控制机器人。我将通过逐步组装 3D 部分来开始项目，就像拼图一样，所以让我们开始吧！
## 组件
直流减速电机
2 位英雄
M3 螺栓和螺母
1 倍
Arduino 板
1 倍
L293D 电机驱动器扩展板
1 倍
3S 7.4V 锂离子电池
1 倍
所需的 3D 部件
1 倍
## 使用的工具、APP 软件等
Arduino IDE
3D 打印机（通用）
烙铁（通用）
焊锡丝，无铅
第 1 步：3D 零件和硬件
该项目总共由 79 个 3D 部件组成，但不要被吓倒，主要部件总共有 55 个部件，厚度约为 3 毫米。其余 24 件是夹垫圈 3D 零件。我用 Bamboo Lab A1 进行了标准打印，即中等质量，所有部件的打印时间大约需要 6 小时。
我在打印零件时避免使用单一颜色，我的目标是确保在组装过程中可以轻松区分接头和主要零件。起初我打印了一种颜色并完成了组装，然后我意识到观众或读者很难区分零件，所以我希望不同颜色的零件能让您在组装过程中更轻松。
在组装 3D 零件的过程中，使用了 2 个简单的直流减速电机作为硬件，通常作为带轮子的套装出售，在制造商中非常受欢迎。从技术上讲，它通常在 5 到 6 伏的范围内运行，速度约为 200 到 255 RPM。
此外，在组装过程中总共使用了 18 个螺栓和 4 个螺母。尺寸如下：
8 个 M3 12MM 螺栓（用于底座、顶部和侧面）
4 件 M3 25MM 螺栓 （用于直流电机）
4 个 M3 螺母 （用于直流电机）
2 件 M3 20MM 螺栓（用于斧头驱动）
2 件 M3 16MM 螺栓（用于斧头驱动）
2 件 M2 12MM 螺栓 （用于斧头 MTR）
第 2 步：组装机箱
在本节中，我们将首先组装机箱。首先，使用 M3 12MM 螺栓将左右侧模型固定到 Base 模型上。但是，在不完全拧紧任何一侧的螺栓的情况下，放置 Upper 模型并通过拧紧所有螺栓来完成组装。
第 3 步：安装 DC 齿轮电机
在本节中，我们将安装直流减速电机，首先将 4 个 M3 25MM 螺栓插入右侧和左侧的螺栓输入端。然后将名为 axe-mtr.stl 的模型放在直流电机轴上。将直流电机拧到机箱上的 M3 25MM 螺栓上，然后安装 M3 螺母拧紧螺栓。将包含名为 axe-drive.stl 的零件的模型文件中的长轴零件插入电机（axe-mtr 型号）中，并用 M2 12MM 螺钉拧紧固定。现在我们可以继续进行腿部组装。
第 4 步：连接腿
此部分总共需要 8 个 Leg （leg.stl） 零件，每侧 4 个。为了连接第一条腿（即图中紫色的腿，第一个连接到电机的腿），使用了称为 inks_1.stl 的关节模型。这些轴较短。如图所示，将连接部件插入腿部部件中，然后使用夹子 clip-washer.stl 固定它们。
接下来，使用名为 inks_2.stl 的关节模型来连接第二条腿（即图像中深绿色的部分，将与紫色腿重叠的部分）。这些轴较长。如图所示，将连接部件插入腿部部件中，并使用 clip-washer.stl 固定夹子。
第 5 步：在机箱上放置和组装支腿
事实上，以书面形式解释这一部分可能有点复杂，因此我为一些共享图像添加了标记以使其更容易（当然，您也可以参考本节的视频）。
在机箱的两侧，有两个方形的安装孔，用于我们之前连接到支腿上的 axe-main.stl 部件。如图所示，将 axe-main.stl 零件插入这些孔中，然后将支腿插入机箱。同时，您应该将带有圆形孔的零件从紫色支脚中的 inks_1.stl 零件插入电机轴。带有圆形孔的深绿色腿部分应在此位置保持自由，稍后将插入。然后以相同的方式将第二个支腿插入机箱。
将紫色零件（在 inks_1.stl 中）安装到电机轴上后，将 axe-drive.stl 中的圆形隔轴部件插入电机轴，紫色零件在底部。将包含名为 axe-drive.stl 的零件的模型文件中的短轴轴零件放在先前固定的电机轴上，并用 M3 20MM 螺栓固定。
现在，将深绿色腿上带有圆形孔的腿件放在短轴的车轴上，然后将带中心孔的圆形垫圈放置在 axe-drive.stl 模型文件中，用 M3 16MM 螺栓固定。
最后，将 clip-washer-bg.stl 零件连接到机箱顶部和底部的 axe-main.stl 零件的末端。就这样，机器人的 3D 零件组装现在已经完成！
第 6 步：电路
现在机器人的 3D 部件已经完成，我们可以看看电路。您实际上可以使用 Arduino 板和电机驱动器扩展板创建电路，但在这个项目中，我将使用我自己设计的二合一电路板。我在以前的项目中使用了这个电路板，它受到了我的追随者的非常赞赏。
所以我做了一些更新，并在 PCBWay 项目页面上分享了最终版本。这种板设计简单但非常高效，它结合了电机驱动器和微控制器，使涉及电机的项目变得容易。在设计 PCB 原型时，我小心翼翼地选择了易于查找且可焊接的组件。
该板主要由三个主要组件组成，一个 ATmega328P，一个 L293D 电机驱动器，我使用了 CH341 芯片，以便通过 USB 轻松编程。只是，CH341 USB 芯片可能看起来有点难以焊接。但使用简单的烙铁，将少量焊料涂抹在 PCB 上将要安装芯片的焊盘上，然后正确对齐芯片腿，用烙铁完成焊接。如果您没有焊接经验，您可以使用 PCBWay 的组装板服务，他们会向您发送一个即用型板。
在这些图像中，我分享了一张 Bill of Materials 的图像和一张带有元件位置的标号图像。
该电路使用红外遥控器和接收器进行无线控制。红外遥控器和接收器是一款功能强大且简单的产品，适用于机器人和业余爱好 DIY 应用。它通常以 2 合 1 套装的形式出售。
通常套件包括：
遥控器（约 21 个按钮）
38 kHz 1838B 红外接收器模块
跳线
还选择了 3S 7.4 伏锂离子电池为电路供电。只需将电机和红外传感器按如下方式连接到电路上，然后将电路板和电池插入机器人即可。
电机 A1 = 数字 2
电机 A2 = 数字 4
电机 B1 = 数字 11
电机 B2 = 数字 10
IR 引脚 = 数字 12
现在机器人机构和电路已经完成，是时候对其进行编程了！
第 7 步：源代码
在继续主要源代码之前，我们需要找出遥控器上的按钮发送了哪些命令，即十六进制值。下载附件中分享的红外遥控命令查找器代码，用Arduino IDE打开。
在此代码和主代码中，我们使用了 IR 库，首先我们需要安装 IR 库，并确保已安装该库的 2.6.0 版本。库 GitHub 链接在此处：https://github.com/Arduino-IRremote/Arduino-IRremote，但如图所示，您可以通过使用 Arduino IDE 库工具搜索 IRremote 来轻松安装该库。
然后定义红外接收器连接的引脚，并将代码上传到开发板。然后打开串行监视器并按下您将在遥控器上使用的按钮，您将在屏幕上看到按钮的命令。请记住记下这些命令，因为它们将在下一步中使用。
如果您已收到控制器的命令，我们可以继续执行主代码 （Motor_Control_IR_Code）。下载代码并使用 Arduino IDE 打开它，然后进行以下更改：
更新电机所连接的引脚
更新 IR 接收器传感器所连接的引脚
更新从遥控器接收的 HEX 值
loop（） 函数处理从红外 （IR） 遥控器接收的命令并相应地控制电机。
红外信号检测：从 IR 传感器读取和处理命令。
避免重复命令：如果连续接收到相同的命令，则会忽略该命令，并且仅处理新命令。
命令匹配和电机控制：将接收到的命令与预定义的 HEX 值进行匹配，并执行相应的 motor 函数：
FWRD：电机向前发展
BKWD：电机向后移动
左：电机左转
RGHT：电机右转
STOP：电机停止
红外接收器复位：IR 接收器重置，为下一个信号做好准备。
错误处理和计时：传感器繁忙时施加一个小的延迟，确保稳定运行。
如果一切准备就绪，将代码上传到板子上，如果你使用的是我设计的印刷电路板，则需要选择板子作为 Arduino UNO。
现在是时候控制机器人了！感谢您的阅读，我希望它对您的项目有所帮助。祝您制作愉快！
附录
项目链接：https://www.instructables.com/3D-Printed-Theo-Jansen-Style-Octopod-Robot-Arduino/
项目作者：MertArduino
视频教程（9分钟）：https://www.youtube.com/watch?v=TuZUcjsMT5Y
项目代码：https://content.instructables.com/FBO/62AH/M5TMLJVL/FBO62AHM5TMLJVL.ino
https://content.instructables.com/FFU/OUKE/M5TMLJY7/FFUOUKEM5TMLJY7.ino
IR 库：：https://github.com/Arduino-IRremote/Arduino-IRremote
3D打印文件：https://content.instructables.com/FDM/R8WK/M59MFR3P/FDMR8WKM59MFR3P.stl
Jansen 机制：https://en.wikipedia.org/wiki/Jansen%27s_linkage
他的勋章
评论