APC - 1 (Search and rescue walking robot) by AlexKorvin

Last crawled date: 3 years, 4 months ago

UPD 01/05/21
Added diagrams for connecting components, in high resolution they can be found in the "Scheme" archive. If you have questions - leave them in the comments.
UPD 12/16/20
Detailed video on robot assembly, tests at the end of the video.(in Russian) - https://www.youtube.com/watch?v=M3o6ToZ4Auc
I also advise you to watch two videos about the previous hexapod "Scorpion". It was created as an early version, there is a lot of useful information.https://www.youtube.com/watch?v=YH8iq9J20Hchttps://www.youtube.com/watch?v=fyMJDvU5pt4
This is a search and rescue walking robot project called "APC - 1" ("Автономный Робот Спасатель" - Autonomous Robot Rescuer, in Russian). Well, not real, of course. This is just my concept, my view of how such a robot might look like if it existed in reality. But, as you can see, this is not a decorative model, but a full-fledged remote-controlled walking robot that you can assemble with your own hands.
Firmware from this project - https://www.thingiverse.com/thing:3463845
And again, many thanks to Mark, the author of the firmware. This time, he helped me change the controls and add subroutines to his firmware to control the servo drives of the head and mosfet modules that allow you to turn on and off the side lights and flashlight. We also added the ability to adjust the speed separately for each of the four walking modes, the step height is now also set separately for each mode.
Thanks Mark!
Here you will find a list of all the components, all 3D models, firmware and designs of power distribution boards (Gerber_Servo PDB x6, Gerber_Fan Light) that can be made to order. But this is not necessary at all, the boards are very simple and can be made from standard breadboards.
Later I will add the electronics wiring diagram and assembly video.
I used two filaments to print the parts: Strong and lightweight carbon-filled nylon (black parts) and a mixture of polycarbonate and ABS plastic (PC\ABS, painted parts). If you decide to use engineered filament as well, then I would recommend using only carbon-filled nylon. PC\ABS costs the same, but it is more difficult for them to print and it is not much superior to conventional ABS in terms of layer sintering. Plus, this filament is quite heavy, its density seems to be even higher than that of a PLA. In addition, carbon-filled nylon can be sanded and painted fairly easily. My robot weighs 1800 grams, so if you use a regular PLA to print all the parts, then the robot will turn out to be a little heavier, that's okay. The leg tips are printed with rubber-like filament, the side light diffusers with translucent filament.
Typically, these walking robots are powered by 2S, 3S or 4S batteries, through a voltage step-down converter. Here, as an experiment, I tried to assemble a power system based on a 1S battery and boost converters. Such a battery is absolutely essential for my next robot, so I decided to try it out here. But you can use a standard 2S battery system with one powerful 20 Amp buck converter to power all servos.
In the fastest walking mode, the robot consumes 10-12 amperes, + 2 amperes for side lights, a flashlight and a FPV camera. This means that the 8 Ah battery installed here will last for about 30-40 minutes, this is at least.
List of components:
19x Original MG92B - http://ali.pub/53ndy7
1x Original MG996R - http://ali.pub/5b88a1
1x FPV Camera RunCam Split 3 - http://ali.pub/510vnp
1x VTX - http://ali.pub/5b897v
1x Arduino 2560 PRO Control Board - http://ali.pub/510vuw
3x 6 Amp Boost Converters - http://ali.pub/5b88w7
4x 2 Amp Boost Converter - http://ali.pub/5cpmee
2x Battery 21700 - http://ali.pub/5b8abc
1x PS2 Gamepad with receiver - http://ali.pub/5cp8fd
LEDs - http://ali.pub/5cp7r9
6x Yellow
6x Red
2x White
14x 100 Ohm Resistors (for LEDs) - http://ali.pub/5cp7ww
4x Power Distribution Boards for Servo Drives - Custom Made
1x Head Power Distribution Board - Custom Made
2x Power keys (mosfets) - http://ali.pub/5b8ahy
1x charge indicator - http://ali.pub/5b890o
2x Cooler 4010 - http://ali.pub/5b8drz
Carbon tubes (5x3x400 mm) - http://ali.pub/5b8bxa
18x Bearing MF63ZZ (3x6x2.5 mm) - http://ali.pub/53o9wx
1x Head Mount Bearing (F604zz) - http://ali.pub/5cpa6d
30x Cage nuts \ bushings (M3x6) - http://ali.pub/4suuwh
36x Screws M2x8 - http://ali.pub/49vq4i
36x Nuts M2 - http://ali.pub/49vq1e
Screws m3 -
1x XT60 Connector - http://ali.pub/5cpai8
JST connectors - http://ali.pub/510ugc
Wires:
Thin - http://ali.pub/5b89fg
16 AWG -
20 AWG -
Nylon braid:
8mm -
5mm -
UPD 05/01/21
Добавлены схемы подключения компонентов. В высоком разрешении их можно найти в архиве "Scheme". Если появляются вопросы - задавайте в комментариях.
UPD 16/12/20
Опубликовано подробное видео по сборке робота, тесты на свежем воздухе в самом конце. Ссылка в самом начале описания.
Это проект шагающего поисково- спасательного робота АРС – 1 (Автономный Робот Спасатель). Ну, не настоящий, конечно. Это только мой концепт, мой взгляд на то, как такой робот мог бы выглядеть, если бы он существовал в реальности. Но, как видите, это не декоративная модель, а полноценный дистанционно управляемый шагающий робот, которого вы сможете собрать своими руками.
Прошивка из этого проекта – https://www.thingiverse.com/thing:3463845
И снова огромнейшее спасибо Марку, автору прошивки. На этот раз он помог мне изменить управление и добавить в его прошивку подпрограммы для управления сервоприводами головы и мосфет модулями, которые включают габаритные огни и фонарик. Так же мы добавили возможность регулировать скорость отдельно для каждого из четырёх режимов ходьбы, высота шага теперь так же устанавливается отдельно для каждого режима.
Спасибо Марк!
Здесь вы найдёте список всех комплектующих, все 3D модели, прошивку и проекты плат распределения питания, которые можно изготовить на заказ. Но это вовсе не обязательно, платы очень простые и их можно изготовить из стандартных макетных плат.
Чуть позже я добавлю схему подключения электроники и видео по сборке.
Я использовал два филамента для печати основных деталей: Прочный и лёгкий угленаполненный нейлон (детали чёрного цвета) и смесь поликарбоната и АБС пластика (PC\ABS, окрашенные детали). Если вы решите так же использовать инженерный филамент, то я бы посоветовал использовать только угленаполненный нейлон. PC\ABS стоит столько же, но им сложнее печатать и он не сильно превосходит обычный ABS по спекаемости слоёв. Плюс этот филамент довольно тяжёлый, кажется его плотность даже выше, чем у ПЛА. Кроме того, угленаполненный нейлон можно достаточно легко обработать наждачной бумагой и покрасить. Мой робот весит 1800 грамм, так что если вы используете обычный ПЛА для печати всех деталей, то робот получится немногим тяжелее, это не страшно. Наконечники ног напечатаны резиноподобным филаментом, рассеиватели габаритных огней - полупрозрачным.
Обычно подобные шагающие роботы питаются от 2S, 3S или 4S аккумуляторов, через понижающий преобразователь напряжения. Здесь, в качестве эксперимента, я попробовал собрать систему питания на 1S аккумуляторе и повышающих преобразователях. Такой аккумулятор просто необходим для моего следующего робота, потому я решил опробовать его здесь. Но вы можете использовать стандартную систему на 2S аккумуляторе и с одним мощным понижающим преобразователем на 20 Ампер для питания всех сервоприводов.
В самом быстром режиме ходьбы робот потребляет 10-12 Ампер, + 2 ампера для габаритных огней, фонарика и FPV камеры. Значит аккумулятора на 8 аЧ, который тут установлен, хватит примерно на 30-40 минут, это как минимум.
Список комплектующих:
19х Оригинальные MG92B – http://ali.pub/53ndy7
1х Оригинальный MG996R – http://ali.pub/5b88a1
1х FPV камера RunCam Split 3 - http://ali.pub/510vnp
1х Видеопередатчик - http://ali.pub/5b897v
1х Плата управления Arduino 2560 PRO – http://ali.pub/510vuw
3х Повышающие преобразователи на 6А - http://ali.pub/5b88w7
4х Повышающий преобразователь на 2А – http://ali.pub/5cpmee
2х Аккумулятор 21700 – http://ali.pub/5b8abc
1х Геймпад PS2 с приёмником – http://ali.pub/5cp8fd
Светодиоды - http://ali.pub/5cp7r9
6х Жёлтый
6х Красный
2х Белый
14х Резисторы на 100 Ом (для светодиодов) – http://ali.pub/5cp7ww
4х платы распределения питания для сервоприводов – сделаны на заказ
1х Плата распределения питания для головы – сделана на заказ
2х Силовые ключи (мосфеты) – http://ali.pub/5b8ahy
1х индикатор заряда - http://ali.pub/5b890o
2х Кулер 4010 - http://ali.pub/5b8drz
Карбоновые трубки (5х3х400 мм) - http://ali.pub/5b8bxa
18х Подшипник MF63ZZ (3x6x2.5 mm) - http://ali.pub/53o9wx
1х Подшипник для крепления головы (F604zz) - http://ali.pub/5cpa6d
30х Закладные гайки\втулки М3х6 - http://ali.pub/4suuwh
36х Винты М2х8 - http://ali.pub/49vq4i
36х Гайки М2 - http://ali.pub/49vq1e
Винты м3 –
1x Разъём XT60 – http://ali.pub/5cpai8
Разъёмы JST - http://ali.pub/510ugc
Провода:
Тонкие - http://ali.pub/5b89fg
16 AWG -
20 AWG –
Нейлоновая оплётка:
8мм –
5мм -