Walbi: Robot Bípede Estable con Arduino y Servos LX-16A

Componentes y suministros

Arduino Nano R3	×	1
Servo LX-16A	×	10
Placa Debug (Debug Board)	×	1

Herramientas necesarias

• Impresora 3D (genérica)

Aplicaciones y servicios en línea

• Arduino IDE

Sobre este proyecto

¿No sería genial hacer un robot bípedo con servos? The Inner Geek lo pensó y este es el resultado…

Este es Walbi, el WALink BIped, un robot creado para un proyecto de machine learning que nunca despegó (ni Walbi, pero porque tiene ambos pies firmemente en el suelo).

Walbi usa Arduino Nano como "cerebro", servos LX-16A como "músculos" y piezas impresas en 3D como "huesos". Los servos LewanSoul LX-16A son ideales para robótica pequeña: ligeros, mueven más de 19 kg·cm y se conectan con un solo cable en cadena, simplificando el cableado.

Walbi es un humanoide a escala 2:1; sus miden 55 cm (21.7 in) del talón a la cintura y pesa 1.1 kg (2.4 lbs). Las partes blancas son impresión 3D, pero podrían ser madera ligera y resistente.

Programar Walbi es simple. Descargue abajo los dos programas para captura y reproducción de movimiento, y podrá hacer que Walbi camine, gatee, trepe, salte o baile. Solo tiene que mover sus piernas a una pose deseada, grabarla, moldear otra pose, grabarla, y así sucesivamente; luego siéntese y vea cómo ejecuta hábilmente la secuencia que le enseñó.

¡Quizás puedas enseñarle a hacer riverdance! 😀

Construcción de Walbi

Walbi se imprimió en PLA con una FlashForge Creator Pro. Los archivos STL están en Thingiverse, o puede construir pies, "huesos" de piernas y cintura con madera o metal. Los soportes de servos se fijan a estas piezas, a los servos y entre sí.

Necesitará soportes metálicos de los cuatro tipos disponibles para unir servos a piezas impresas y entre sí (más info y fotos en el blog "Release The Inner Geek").

Cableado

Para controlar los servos LX-16A se necesita la placa Debug Board de LewanSoul.

Recibe comandos del puerto serie del Arduino Nano. Como usamos el puerto serie hardware para comunicar con el PC, usamos la librería SoftwareSerial para crear un segundo puerto serie en el Nano (pines 10 y 1 en el código) conectado a la Debug Board (TX, RX, GND).

El cableado es mínimo con servos en serie: un cable de cada servo al siguiente (cable serie incluido) y los servos de la cintura se enchufan directo a la Debug Board.

Los servos usan 115200 baudios (alto para SoftwareSerial), así que implementamos comprobación de errores y reintentos. A veces se requiere persistencia para lecturas correctas.

Alimentación

Los servos entregan 19.5 kg·cm a 7.4V. Usamos 6V y la corriente de bloqueo fue inferior a 3 amperios.

Programación

El código Arduino está en el repositorio GitHub del proyecto.

Dos programas para captura y reproducción de movimiento (técnica similar a la usada en cine). Empiece moldeando el robot en una pose. Como los servos por defecto están sueltos, puede girarlos a mano. Una vez en la pose deseada, use el programa Walbi_record para leer y mostrar todos los ángulos de los servos. Inserte esos ángulos en la variable poseAngles de Walbi_play, y úselo para reproducir la secuencia de poses a velocidad definida por timeToMove (milisegundos).

¡Esperamos que disfrutara el proyecto! Siéntase libre de compartir su apoyo dejando un comentario, suscribiéndose al blog o cualquier otra acción. ¡Lo apreciamos!

Trucos y consejos (Inner Geek Nuggets)

• Los soportes LX-16A solo se fijan al servo en UNA posición; es fácil montarlos mal, especialmente en piezas impresas. Tuvimos que reensamblar Walbi un par de veces para corregir errores difíciles de detectar.
• Los servos vienen con ID 1 por defecto. Asigne a cada servo un ID diferente ANTES de montarlos, o será imposible comunicarse con varios servos serie con el mismo ID.
• Usar bridas mejora mucho la apariencia.
• Los servos traen tornillos para conectar cuernos a servos y cuernos a soportes. Los soportes traen tornillos para fijarlos a los servos. Necesitará comprar aparte tornillos para soporte-soporte y soporte-plástico. Usamos tornillos DIN912 M2-6 y M2-10 con tuercas.
• Mejore la tracción pegando almohadillas de silicona en las suelas de los pies.
• Prefiera cuernos de servo metálicos; los plásticos se rompen cuando las piernas chocan en pruebas, generando holgura y pérdida de precisión en la reproducción (que otherwise es sorprendentemente buena).

Código

Programas Arduino para control y reproducción de movimiento

GitHub

Piezas personalizadas y envoltorios

STL para piezas impresas en 3D

Originalmente impreso en Flash Forge Creator Pro. Archivo CAD en thingiverse.com