Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

10 Schritt:Schritt 1: Laser-Cut / 3D-Drucken-Teile Schritt 2: Erstellen des Hip Segment des Leg Schritt 3: Erstellen des Knee Segment des Leg Schritt 4: Der Bau der Körper Schritt 5: Erstellen des Segment-Center für den Extruder Schritt 6: Extruderkopf Schritt 7: Befestigen Sie Klebepistole Internals Schritt 8: Firefly Steuerung Schritt 9: Tricks Schritt 10: Gedruckt Objekte

Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

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Geoweaver ist ein Student entwickelt (Teammitglieder Jia Wu, Mary Sek, und Jeff Maeshiro) Roboter in der erstellten Kreative Architektur Machines erweiterte Optionen Studio am California College of the Arts (CCA) in San Francisco, Kalifornien, unterrichtete von Jason Kelly Johnson von Future Cities Lab und Michael Shiloh . Das Design basiert auf einem 12-Servo-Hexapod mit einer Klebepistole Extruder angebracht basiert, ist der Höhepunkt von ungefähr 60 Tage der Forschung und Prototyping, und so weit wie möglich zu Google ist die weltweit erste 3D-Drucker zu Fuß. Auch wenn die Roboter offizielle Name ist Geoweaver, geht es auch von vielen Aliase: Servo-Mörder, Eater von Shields, Melter von Wires und Zerstörer des Regulierungsrates, unter vielen anderen. Es ist eine sehr schwierige und heikle Maschine, und ist kein Projekt, für das schwache des Herzens angegangen werden.

Aber wenn Sie nehmen es auf sich, um sie Herausforderungen annehmen zu tun, ist es Belohnungen sind groß: es ist ein sechsbeinigen, zu Fuß 3D-Drucker. Das Zentrum Mechanismus verwendet zwei Servos an die pendelartige Extruderkopf zu steuern, so dass sie eine Grund XY-Ebene abdecken (wenn auch auf die Oberfläche einer Kugel gebogen, siehe Video oben) und ein Servo für die Extrusion Ausrüstung, die die Leim- zwingt klebt durch die "Druckkopf." All dies kann durch die Software gesteuert werden Rhino 5 , mit den Plug-ins Grasshopper und Firefly (von unseren Professor Jason entwickelt).

Erstens müssen wir eine Instructable, die uns zu Beginn unserer Prototyping, der Heißklebepistole Extruder für Ihre CNC-Maschine oder 3D-Drucker Projekt gestützte erwähnen. Es gab uns ein guter Ausgangspunkt für unsere Druckkopf und wir waren dankbar für die Bein-up. Zweitens, verwendeten wir dieses Tutorial, um herauszufinden, wie Spiralen in Grasshopper zu tun, obwohl die Spiralen haben wir kamen ziemlich intensiv.

Drittens, hier ist ein Video des 62 Tage-Entwicklungsprozess mit unterschiedlichen Materialtests und Testroboter Versionen.


Schließlich war dieses Projekt teuflisch und verschlagen schwierig und wäre ohne unser Professor Jason Kelly Johnson Führung nicht möglich gewesen (auch Erstellung einer eigenen Arduino-to-Firefly Firmata für uns in der Lage, den Servo Schild zu verwenden, siehe Schritt 8). Und natürlich unsere anderen Professor Michael Shiloh von sicher-handed Beratung, ganz besonders mit den Rädern Zehen, eine ziemlich raffinierte bisschen mechanische Innovation, wenn wir berechtigt sind, so zu sagen. Danke auch an Andrew Maxwell-Pfarrei CCA Hybrid Lab (und Instructables Artist in Residence ElectricSlim), Ihre Hilfe bei unseren Projekten wurde nur durch Ihre Begeisterung für alle von ihnen abgestimmt. Wir bedanken uns bei allen drei von Ihnen für Ihre wertvolle Hilfe.

Wie auch immer, lassen Sie uns Instructablesing.

Erforderliche Items (Tools):

Vertikal-Bandsäge Phillips / Schlitz-Schraubendreher in verschiedenen Größen Bohrmaschine und Bohrer Drahtschneider Spitzzange Messgeräte, Lineal oder stark bevorzugt Sättel Laser Cutter 3D-Drucker
Materialien:

15 Servos mit hohem Drehmoment (komplett mit den "+" förmigen Servohörner und Servomitte Schrauben, die mit dem Kit kommen sollte
Schrauben und Sicherungsmuttern (etwa 48 von ihnen), oder was auch immer Schrauben passen durch Ihre Servoflansch Löcher (die Seitenlöcher). Mindestens 3/8 '' lang (genug für die 1/4 '' Kunststoff oder Al und einer Gegenmutter auf es passen) 1/8 "24" x 48 "Sperrholzplatte (für Beine / Mittelmechanismus) 1 / 4 "24" x 48 "Sperrholzplatte (für Körper) 2 Beutel mit Heißkleber 1/8" auf 11 "x 17" Blatt aus Acryl (für Extruder) 3 Taschen von 100ct mini Binder Kleine Drahtstärke Dübel 6 Gummi Spüle Unterlegscheiben
Benötigte Gegenstände (Elektronik):

Arduino Uno Servo Schild Computer-Stiftleisten Jumper Kabel (oder Single-Core-Draht geeignet für Steckbretter) Servoverlängerungskabel
Benötigte Gegenstände (Programme):

Rhino 5 Grasshopper-Plugin (für Rhino 5) Firefly-Plugin (für Grasshoppper) Arduino

Schritt 1: Laser-Cut / 3D-Drucken-Teile

  1. Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

    Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

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    Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

    Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

    Laser schneiden alle Teile heraus. Es ist eine Datei, die der Dicke, des Materials oder der Art liegt an Ihnen. Wir verwendeten 1/8 "Sperrholz, aber 1/16" Sperrholz oder 1/16 "Acryl ist auch in Ordnung.

    * Halten Sie Ihre Stücke organisiert und beschriftet, das macht es viel einfacher, zu arbeiten. Sie benötigen einen Schraubendreher, Schrauben, Bohrer, Bohrer, Kabelbinder, Klebeband, Sharpie, und Schrauben / Muttern.
    * Drucken oder ausgeschnitten ein paar zusätzliche Stücke, sie kommen in praktisch, wenn man bricht oder wenn Sie einen Stand in Stück brauchen

    Als nächstes 3D zu drucken die Zehen und Schwanz. Wir verwendeten eine Art A Next Generation Serie 1, Drucken PLA mit einer 10% Füllung (um sie leicht zu halten).

Schritt 2: Erstellen des Hip Segment des Leg

  1. Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

    Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

    Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

    Es folgen die Beine. Wir haben unsere DXF-Vorlage in Schritt 1 angebracht, wenn Sie zu unserem Design verwenden möchten.

    Wir fanden, dass die Mechaniker neben dem Verhältnis der Stücke sind unerlässlich für die Hexapoden reibungslos laufen (nicht um den Code zu schweigen), aber zuerst müssen Sie die Mechanik des Hexapod stabilisieren.

    Dazu gehört herauszufinden, die Umhüllung für das jeder der Motoren und deren Verbindungen untereinander. Sie wollen den Hexapod stabil und leicht.

    Außerdem berücksichtigen mit geschlitzten oder Schwalbenschwanzverbindungen mit benachbarten Steckplätze für schnelle Kabelbinder Anschlüsse und verwenden die gleichen Abmessungen auf andere Teile, so können Sie mischen und wenn es sein muss. Es macht Konstruktion schnell und sicher. Außerdem berücksichtigen die Position des Servo. Sie möchten ein Umfeld, in dem es mindestens Drehmoment für den Motor, was bedeuten könnte, Umlegen des Servos um, und stellen Sie sicher, dass Fugen werden mit dem Körper des Hexapod zentriert zu schaffen. Alle Offset unbeholfen Stücke können den Code und wie der Hexapod Spaziergänge beeinflussen.

    Wenn Sie mit unserem Design und haben die Teile gedruckt, benutzen Sie:
    La (2)
    Ei (2)
    Pfund

    und befestigen Sie zusammen mit Kabelbinder. Stellen Sie sicher, dass Sie die Mutter unter der Servo zu sichern, um den Körper zu befestigen.

    * Schließen Sie alle Hörner auf Servos und beschriften jedes Hüfte und Knie. Vorzugsweise werden die Hüften einfarbig Band mit Anmerkungen, und die Knie würde die andere Farbe mit Anmerkungen werden.
    * Verhindern Sie nicht den Servo durch Einschrauben in der Mitte, um jedes Stück, bis Servo wird auf Null gesetzt oder kalibriert. Dies könnte die Servo Streifen, wodurch es zu nicht mehr.

Schritt 3: Erstellen des Knee Segment des Leg

  1. Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

    Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

    Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

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    Nachdem die Hüfte Segment zusammen, ist der nächste Schritt zusammen das Verbindungsknie Segment zu setzen. Für diesen Teil, benötigen Sie:
    Le
    Lc
    Ld
    Ei (2)
    Lf
    Lg (2)
    Lk,
    Lj

    Befestigen Sie Teile mit Kabelbinder und dann sicher hip Segment bis zum Knie Segment, tun dies für die sechs Beine.

Schritt 4: Der Bau der Körper

  1. Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

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    Der Körper als Kreis gestaltet und somit die Beine radial um ihn herum angeordnet ist. Dies zwingt die Fuß-Algorithmen, um dies zu berücksichtigen. Genauer zu Fuß Muster können mit einer parallelen Beinsystem zu haben, aber wir entschieden uns für radial nach vielen Versuchen, festgestellt, dass es ist Vielseitigkeit war ein großer Gewinn in verschiedenen Arten zu Fuß.

    Einfach Laser schneiden Sie die Stücke aus dem Laserschnitt-Datei. Für diesen Schritt werden Sie braucht Teile:
    Li (6)
    Lj (6)

    * Beachten Sie, dass bei der Verwendung von geschlitzten oder Schwalbenschwanzverbindungen; machen entweder die männlichen oder weiblichen Ende etwas kleiner für einen perfekten Anschluss.

    Wenn alle Beine zusammengefügt, etikettiert und auf Null gestellt und befestigt sie an den Körper des Hexapod. Sie können auch alles zu befestigen und lassen Sie das Zentrum Servofreistehend vor dem Nullabgleich ihnen. Bringen Sie zusammen alle Stücke minus oben, bringen Sie dann die Beine. Sobald die Beine sind alle angebracht, legen Sie das Oberteil auf und mit Kabelbinder.

Schritt 5: Erstellen des Segment-Center für den Extruder

  1. Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

    Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

    An diesem Punkt sollte die Mehrheit der Geoweaver zusammengefügt werden, so ist der nächste Schritt, um die Mitte-Komponente für den Extruderkopf zu befestigen befestigen. Für diesen Schritt benötigen Sie:

    Ea
    Eb
    EG (2)
    Ed (3)
    Ee
    Ep
    Ei (4)
    Ej (2)
    ZB
    El
    Eh
    Ek
    Eo
    En (2)

    Das letzte Stück auf diesem Segment ist der Dübel. Wir verwendeten einen Dübel, der 3/8 war, "aber Sie verwenden können, was auch immer Sie mögen Dicke.

Schritt 6: Extruderkopf

  1. Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

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    Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

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    Der erste Schritt zum Bau der Extruder ist es, sicherzustellen, dass Ihr Kraftwerken zu machen, ob es sich um einen Schritt oder eine kontinuierliche Motor mit hohem Drehmoment. Also, stellen Sie sicher, alles ist ein fester Sitz, müssen Sie GLUESTICKS praktisch, weil Sie tun werden zahlreiche Prüfungen während des gesamten Prozesses.

    Benötigte Gegenstände (Hardware):
    3/8 "Sperrholz (~ 6.5" x 4.5 ") 1 Hohes Drehmoment Servo (komplett mit den" + "förmigen Servohörner und Servomitte Schrauben, die mit dem Kit kommen sollte) Große Kunststoff-Zahnrad mit Zähnen, die Ihre Servomotor 4 Metall passen Die Lager (15mm außen und 6 mm innen) 9 bis 10 - # 8 1.5 "Bolzen und / oder # 6 Schrauben # 8 / # 6 Unterlegscheiben (wir etwa 20 in diesem Entwurf) # 8 / # 6 Sicherungsscheiben (Ich habe 2 ) # 8 / # 6 Muttern (8 bis 10) # 6 0,5 "Schrauben (wir haben 4) Metall L Bracket 1,5" x 1,5 "mit 2 Löchern in jeder Seite geschlitzt Metallhalterung ~ 2" Long (Slot muss in der Lage sein, zu passen # 6 oder # 8 Schrauben) Mini Heißklebepistole - Low Temperature Mini Hot Klebestifte - Low Temperature Kleine Zip Ties Kleines Stück ⅛ "acryllic
    Erste Laser schneiden Sie alle Teile in der beigefügten DXF-Datei. Vereinbaren Sie alle Stücke, aber noch zusammenschrauben nicht.

Schritt 7: Befestigen Sie Klebepistole Internals

  1. Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

    Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

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    Nachdem alle Komponenten vorhanden sind, ist der nächste Schritt der Heißklebepistole interne zu befestigen. Nehmen Sie eine niedrige Temperatur Klebepistole und entfernen Sie alle Schrauben, die Hauptheizungskomponenten zu extrahieren. Bringen Sie dann Klebepistole Kopf auf die zuvor zusammengestellten Extruder Teile. Sie sind nun bereit, um alles zusammenschrauben.

    * Die Schrauben nicht zu fest oder die Bewegung der Klebestifte werden.

Schritt 8: Firefly Steuerung

  1. Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

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    Der schwierigste Teil des Projekts ist es, wie man Geoweaver Kontrolle beim Gehen und beim Drucken. Wir verbrachten viel Zeit auf die Bewegung der Forschung, und so weit Geoweaver kann in einer geraden Linie zu gehen, eine gekrümmte Linie, drehen, Tanz und Druck beim Gehen. Dieses Hexapod wurde entwickelt, um durch ein Arduino Uno unter Befehle direkt von Firefly, ein Plug-in für die CAD-Software Rhinoceros 3D gesteuert werden. Firefly wurde von unserem Professor Jason Kelly Johnson erstellt. Rhino ist 995 €, aber Sie können eine Testversion von es herunterladen hier . Die Rhino-Plug-Ins Heuschrecke 3D und Leuchtkäfer sind kostenlos und laufen völlig in Ordnung, über die Testversion, so dass Sie Geoweaver ohne Kauf der Voll Rhino arbeiten. In erster Linie ist eine maßgeschneiderte Firefly Firmata für Arduino geschrieben von Jason, der mit dem Arduino hochgeladen werden sollen. Dies ermöglicht es, Nachrichten von Firefly empfangen.

    Einmal in Grasshopper, sind die Kontrollen Farbe gekennzeichnet: lila ist für Geoweaver Dimensionen, weiß ist für die Befehle zu Fuß, gelb ist für die Arduino Steuerkomponenten und Blau ist für die Druckbefehle. Stellen Sie sicher, dass die Arudino Portnummer korrekt ist. Die Fuß-Befehle verwenden Firefly "Counter" Komponente, um Zahlen in die Beine zu ernähren. Eine der zunächst verwirrend Teile kann sein, dass, um "einzuschalten" der Spaziergang Algorithmus müssen Sie über die "Lauf zu Fuß / drehen" boolean Knie auf False, nicht wahr. In der Datei enthalten ist eine animierte Version Geoweaver, die Sie simulieren und testen Bewegungsmuster, bevor Sie laufen Servos mit ihm anfangen können.

Schritt 9: Tricks

  1. Geoweaver: Ein 3D-Drucker Gehen Hexapod

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    Trick 1: Kabelbinder Verbindungen mit dem Falz in Sperrholz, vorgestanzten Löcher und die Verwendung Binder zu Anschl. So dass die Sperrholzverbindung stark ist zwingend notwendig, wenn Sie den Roboter zu gehen brauchen.

    Trick 2: Kaufen Servoverlängerungskabel. Erweiterungen können Sie die Kabel an der Servo leichter zu verbinden und hilft, die Dinge besser organisiert, die für ein Projekt, das 15 Servos verwendet sehr wichtig ist.

    Trick 3: Jeder Servo führt unterschiedlich die Gesamtleistung des Roboters beeinflussen. Sie können Grasshopper verwenden, um neu zuordnen, wenn Kalibrieren jedes Servo.

Schritt 10: Gedruckt Objekte

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    Proben von gedruckten Objekte aus Geoweaver. Wir hoffen, Sie probieren Sie es aus und informieren Sie uns über Ihre Anregungen und Verbesserungen kennen. Danke.