Krugovi

Animatronic Tentacles with Arduino: 10 koraka (sa slikama)

Animatronic Tentacle

Animatronic Tentacle

Sadržaj:

Anonim

*** Odricanje od odgovornosti *** Ova instrukcija je dokumentacija za rad u tijeku. Iako projekt još nije dovršen, došao je do mjesta gdje vjerujem da može početi koristiti drugim proizvođačima.

Koncept ovog projekta je nastao kada je prijatelj predložio da budem Slenderman za Noć vještica. Kad sam prvi put pogledao slike, nisam bio užasno uzbuđen jer sam ja više od graditelja rekvizita, a Slenderman nije imao rekvizite. Međutim, tada sam otkrio da u nekim prikazima iz njegovih leđa izranjaju pipci nalik na pipak. Počeo sam pretraživati ​​internet, vidjevši mogu li mi itko dati savjete o tome kako ovaj dio kostima oživjeti. Na moju nesreću, najbolje što sam mogao naći su prijedlozi da se pomoću žice za armaturu podupru pipci, ali oni se ne bi pomaknuli pa sam krenuo dizajnirati svoj.

Opći plan:

- Uključiti 4 ili 6 pipaka

-Biti na stražnjoj strani

-Biti pod kontrolom s 1 ili 2 Arduino-a koristeći 2 Wii Nunchucksa

-Promijeni se automatski kada nije aktivno lutkarstvo

- Imate mogućnost da se čvrsto sklopite za kretanje po uskim prostorima

UPDATE 2/24/15: Hej svima, oduševljena sam podrškom koju ovaj projekt dobiva otkad sam ga izdao prije nešto više od 2 godine. Moram reći da su, nažalost, monetarna ograničenja (budući da se radi o siromašnom srednjoškolcu koji se pretvara u još siromašnijeg studenta) i vremenskim ograničenjima ovaj projekt stavio na stražnju stranu većinu posljednjih 2 godine. Nisam zaboravio na vas, i radujem se što ću se uskoro vratiti u ovaj projekt, nadam se. Nemojte misliti da nisam učio, iako sam u vrijeme izvan ovog projekta pokupio brojne vještine koje mogu vidjeti primjenjivane na iznimno korisne načine za ovaj projekt u budućnosti.

To uključuje:

- Ručno učenje dijelova stroja na vertikalnom mlinu i metalnom tokarilici

Naučio kako koristiti vakuumski oblik

- Naučio sam mnogo više o servo motorima i što bi mi moglo zatrebati za ovaj projekt

- Da li je istraživanje Snake Robota (nekako poput pipaka, zar ne?) U laboratoriju Biorobotics u Carnegie Mellonu

- Upoznavanje s načinom korištenja i dobivanje određenog pristupa rezaču vodenog mlaza (putem Techshop-a)

- Klasa u kazališnom lijevanju i izradi kalupa na mom sveučilištu

- Početak stjecanja diplome tehničkog kazališta

Zajedno s tim stvarima, trenutno pohađam nastavu na Zavarivanju, Naprednim tehnikama izrade i Ugrađenom računalstvu (zgrada s programom na Arduinu) na mom sveučilištu.

Hvala vam na kontinuiranoj podršci, potrudit ću se da nastavim odgovarati na sva pitanja koja stignu u mojim komentarima i pristigloj pošti. Nadam se da će sljedeće ažuriranje koje postavim ovdje biti puno pravodobnije i puno više puno stvarnog sadržaja.

Iskreno,

-TheJuggler

Pribor:

Korak 1: Prvi nacrt: Rep - 1. dio

U većini slučajeva, mali razmjer je obično način za pokretanje projekta. Za to je, međutim, bilo preteško zamisliti kako će sve funkcionirati, pa sam počeo raditi na jednom, velikom modelu. Budući da će biti samo jedan od ovih, odlučio sam pokušati izgraditi rep koji ima istu funkcionalnost kakvu bi imali i budući pipci. Ideja je bila iskoristiti PVC cijevi kao "kralježnicu" repa, a laserski izrezati 1/8-inčni MDF-disk kao mjerilo za izradu kralježaka.
Prvo sam dizajnirao zaustavljanje u Corel Drawu. Velika rupa u sredini bila je za PVC i manje četiri rupe za upravljačke kabele. Tada sam ispisao ove dijelove na laserskom rezaču serije Epilog. Trebalo je malo eksperimentiranja da bi se dobilo točno određivanje veličine, te sam u tom procesu stvorio nevjerojatan broj tih diskova.

Korak 2: Prvi nacrt: Rep - 2. dio

Nakon što sam imao prave diskove veličine, izrezao sam kratke duljine od PVC-a kako bih ih povezao s njima i vruće ih zalijepio zajedno. (Vruće ljepilo, poput ljepljive trake, je fantastičan alat za brze, prljave popravke, ali ne i za robotiku. U konačnoj verziji, znao sam da ću morati pronaći nešto preciznije.)
Zatim sam morao smisliti kako napraviti PVC vretena kako glatko klize jedan o drugi. Nisam uspio pronaći dobar sustav za PVC šarke, pa sam odlučio napraviti kuglični zglob. Napravio sam kuglu približno prave veličine u Solidworksu, a zatim ih 3D ispisao u postojanje. Kad bih to učinio, dodao bih rupu po sredini svake kugle prije ispisivati ​​ih. Kao što je, koristio sam bušilicu i neki otpadni drvo kao šablon za bušenje rupe u svakoj.
Zatim sam sve spojio sredinom pomoću šatorskog kabla kako bi zadržao napetost, i vezao / vruće ga zalijepio na svakom kraju. Nakon što je pokrenuo neki rezervni konopac niz strane kao upravljački kabeli, prvi nacrt je bio dovršen.
Bio je to prvi "rep"dalekood savršenog; bio je težak i nije se pomicao onako kako je trebao. Problem koji sam otkrio bio je da se previše savijao na sebe umjesto da se kreće izravno u smjeru u koji je bio povučen. Prvi prototip bio je vrlo obrazovan, ali došlo je vrijeme za prelazak na verziju 2. t

Korak 3: Tentacle V2

Prije prelaska na novi prototip, udario sam u knjige kako bih naučio što više o animatronikama i pipcima. Na kraju sam pronašla neprocjenjiv resurs Sten Winstonove škole likovnih umjetnosti, veliku bazu videozapisa za kupnju koju je izradio studio animatronics koji je odgovoran za Jurassic Park, Terminator, Alien, Predator i Iron Man Suit. Ovaj nalaz je bio jackpot, oni su korak po korak vodiči za sve vrste mehanizama, uključujući i dva i pol sata videa o konstrukciji pipaka svih vrsta. Brzo sam kupio i gledao ovaj video, koji mi je pomogao dizajn verziju 2.
Ključne promjene u verziji 2 su:
Kabel za mjerenje brzine za kralježnicu - To je predloženo u gore navedenom videu; ne može zakrenuti, eliminirajući uvijanje prvog gaza.
3D ispisani pršljeni - Premda više vremena nego lasercutting, 3D ispis bi mi omogućilo da bušim i tapkam rupu okomito na stup, dopuštajući vijku da drži svaki komad na mjestu umjesto vrućeg ljepila.
Sposobnost višestrukih faza - kasnije će se raspravljati
Brzo sam počeo dizajnirati kralješke u Google Sketchupu. Izvezao sam te datoteke kao .STL za 3D ispis pomoću ovog dodatka za Sketchup. Prve verzije srednjeg otvora bile su pogrešno izračunate, a rupe u ovalnom obliku nisu bile ravnomjerno raspoređene. Brzo sam to riješio s drugom verzijom, ali ubrzo sam shvatio da bi bilo nepraktično 3D ispisivati ​​svaki od njih, jer je svaki trajao ~ 7 sati za ispis. Tentacle verzija 2 je završena prije nego što je išla, a ja sam se vratio na ploču za crtanje.

Korak 4: Tentacle V3 - Korak 1 - Novi kralježnjak

Umjesto 3D ispisa, redizajnirao sam kralješke kako bih ponovno postao lasercut. Tada sam morao pronaći način da ih čvrsto držim za kabel brzinomjera. Razmišljao sam o tome da upotrijebim neku vrstu ogrlice za spajanje vijka s tankim, laserskim materijalom, ali nisam mogao smisliti dobar način povezivanja odsječenih dijelova s ​​ovratnikom. Napokon sam pronašao male dijelove koji se zovu Cord Strain Relief Grips. Namjeravao sam objesiti žice i vodonepropusne kabele koji idu u kutije za pomoć, shvatio sam da će biti savršeni za držanje mojih dijelova uz kabel. Izrezao sam nove komade u 1/8 "akrilika i stegnuo ih za njih.

Korak 5: Tentacle V3 - Korak 2 - Izgradnja kralježnice

Zatim sam prošao kabel brzinomjera kroz središte i stegnuo ručke kako bih zaključao kralješke na mjestu. Isprva sam imao razmak od dva inča (videozapis ispod prikazuje pipak s tim razmakom). To je dobro funkcioniralo dok je visio, ali da bi se koristio za Slenderman, pipak je morao biti sposoban izdržati se dok je "rastao" vodoravno izvan leđa. Uz trenutni razmak, bio je previše fleksibilan da bi to mogao učiniti. U borbi protiv toga, premjestio sam kralješke tako da između njih nije bilo gotovo nikakvog razmaka. Malo se pomiču zbog prostora za davanje u kablu. Ovo pozicioniranje radi puno bolje od prethodnog dizajna, ali još uvijek se igram s njim kako bih shvatio može li se napraviti bolje.

Korak 6: Tentacle V3 - Korak 3 - "Tendons"

Ovoga puta sam preskočio vreću iz "repa" i otišao ravno na tanki čelični kabel. Kabel za prigušivanje motora je precizniji. Kako bi pričvrstili kabel na vrh, otpustio sam držač kabela posljednjeg kralježnjaka i zabio četiri kabela "tetive" prije nego što ga ponovno zategnem. Ne samo da to drži kablove na mjestu, nego i izglađuje krivulju na kraju pipka koje će na kraju biti prekriveno kožom. Nakon što su "tetive" provukle kroz odgovarajuće rupe, kralježnica je bila spremna.

Korak 7: Tentacle V3 - Korak 4 - Koža

Za konačnu verziju, pipak ne može izgledati kao zbrka žica i akrila; da bi bio "pravi" animatronic, mora mu se dati koža. Morao sam napravitimnogo istraživanja o tome, jer nikada prije nisam učinio ništa slično. Brzo sam saznao da su animatronic skinovi često od pjenaste gume ili silikona. Potonji sam izabrao jer se činilo da je lakše raditi. Kad sam krenuo kupiti nešto, ubrzo sam otkrio da je silikon više kategorija nego proizvod. Postoje mnoge vrste smjesa koje daju različite konačne konzistencije za različite primjene. Proizvod koji sam odlučio je Dragon Skin High Performance Silicone od Smooth On. Oglašava se kao "korišten u mnogim aplikacijama specijalnih efekata, posebno u animatronikama gdje se zahtijeva ponavljanje pokreta." Ovo je zvučalo kao ono što sam tražio, pa sam naručio probnu (pintu) kit veličinu srednje raznolikosti života. Napravio sam brzu probnu ploču koristeći plastičnu ploču kao površinu i ona je izašla predivno. Zmajeva koža je prirodno jasna, obojila sam je sa Smooth-On Silc-Pig bojom kako bih stvorila crnu boju Slendermanovih pipaka.
Zatim sam napravila kožu dugu stopalo kako bih provjerila kako će se koža i kostur uklopiti. Rotokastiram ovaj komad pomoću PVC cijevi promjera 2 ", na kraju, kao kalupogroman nered, a koža koja je rezultirala bila je malo tanja nego što sam se nadao. Naposljetku, ovaj je dio bio iskustvo učenja, ali rasipanje (skupog) silikona koji se čini inherentnim procesu, kao i neidealni ishod, navelo me je da preispitam svoj pristup. Trenutno gledam nove opcije kao što je izliveni kalup.

Korak 8: Tentacle V3 - Korak 5 - mozak i mišići

Ovaj dio gradnje je još uvijek nedovoljno razvijen. Međutim, ukratko ću napisati što sam do sada postigao i kamo idem.
Mozak robota bit će Arduino Uno. (Iako je zbog broja motora potrebnih za pogon svih 4 ili 6 pipaka, možda završim s 2 Arduino-a, svaki s jedne strane.) Arduino će se koristiti za pogon motora (Servo ili Stepper) koji će povući kabel "tetiva" pomicanje pipak. Plan je kontrolirati ovaj sustav s Wii Nunchuck u svakoj ruci. Nunchuck je fenomenalan jer za $ 11.00 dobivate akcelerometar, joystick i dva gumba u lijepom, udobnom kućištu. Plan je da kontrolna palica kontrolira pipke kada ih korisnik želi lutkati i da ih Arduino automatski pomakne kada on ili ona to ne učine. Do sada sam uspio povezati Nunchuck i Arduino na jedan pogon na ovaj način, kao što možete vidjeti u nastavku.
Nunchuck stupa u interakciju s Arduinom koristeći I2C serijsku vezu. Nemam dovoljno pozadine u C ++ da bih znao kako to programirati sam, pa sam se posavjetovao s mnogim slobodno dostupnim Nunchuck knjižnicama, od kojih su neke uključene u paket na kraju. Kôd koji se bavi dobivanjem Nunchuck ulaza, dakle, nije bio napisan u bilo kojem primjeru. Moj kod je dio koji obrađuje vrijednosti i koristi ih za pomicanje motora.

Korak 9: Tentacle V3 - Korak 5 - Back-Pack nosač

To je jedini dio na kojem nisam radio nikakav fizički rad. Plan je imati stražnju pločicu na kojoj će se montirati pipci i elektronika, te pokrov koji će štititi elektroniku i izgladiti leđa kako ne bi izgledala isto neprirodno pod odjećom. Moj trenutni plan je da ovo termoformiramo iz ABS plastike, ali sve što imam do sada je grubi 3D model. (Ne u mjerilu)

Korak 10: Datoteke i konačne misli

Ova izgradnja još uvijek ima načina da se završi prije nego što bude dovršena, a taj ću post i dalje ažurirati. Trenutno imam neke čvrste rokove:
- 5. veljače - jedan radni sklop s pipcima: kralježnica, koža, mozak, motori i nunchuck
- 1. travnja - Pun ruksak sastavljen i kompletan
Bilješka o alatima: i 3D pisač i Lasercutter su alati koje sam koristio u svojoj srednjoj školi. Nadam se da ću pokušati uštedjeti da bih se ubacila u budućnost. Također, ispričavam se zbog nevelike kvalitete na mnogim slikama, moja kamera mobitela je često korištena jer sam sklon dokumentiranju kako bih maksimizirao vrijeme za izradu.
Neke druge sitne dijelove dizajna koji nisu dovoljno razvijeni da imaju svoju stranicu:
- Kontrola paketa remena za uključivanje i isključivanje automatskog upravljanja, kao i za uključivanje "načina rada u blizinu"
- EL Wire kroz pipke za efekte osvjetljenja (samo za zabavu)
- Nosač za montažu kako bi se Tentacles lako uklonio i servisirao pojedinačno
U nastavku sam učitao .zip pun svih datoteka koje imam za ovaj projekt. Slobodno ga koristite kao izvor. Opet, uključene Wii Nunchuck knjižnice nisu moje vlastito djelo, već kombinacije rada koje su drugi dijelili na internetu. Uključene su datoteke Vertebrae, do sada Arduino kod i model Backpack.