步調(diào)1：組件
這是單條蛇的整機(jī)清單，若是您念建造兩條蛇，則須要將組件的體積更加。
10MG996R伺服系統(tǒng)*
1.75mm3D打印燈絲
10個(gè)滾珠軸承，整機(jī)編號(hào)608
20個(gè)小滾珠軸承，整機(jī)號(hào)r188，用于車(chē)輪**
40個(gè)飛利浦頭螺釘6-32x1/2“
8個(gè)更長(zhǎng)的螺絲
至少20件4英寸拉鏈
每根5米白色跟玄色20號(hào)線或更厚的***
尺度22號(hào)線
30個(gè)公頭管針
ArduinoNano
3D打印部件
某種情勢(shì)的能源，我團(tuán)體利用改善的ATX電源
1000uF25V電解電容器
各類(lèi)尺寸的熱縮管，焊錫，膠水等雜項(xiàng)對(duì)象
中國(guó)快遞分揀機(jī)器人視頻*你可以利用其他類(lèi)型，但你須要從頭計(jì)劃3D文件以順應(yīng)你的伺服系統(tǒng)。另外，若是您測(cè)驗(yàn)考試?yán)孟駍g90如許的較小的伺服器，您能夠會(huì)發(fā)明它們不敷強(qiáng)健（我不測(cè)試過(guò)這個(gè)，您可以本人實(shí)驗(yàn)）。
**您沒(méi)有須要為車(chē)輪利用小型滾珠軸承，我只是躺了良多。或許，您可以利用樂(lè)高輪或其他玩具輪。
***這根導(dǎo)線最多可以經(jīng)由過(guò)程10安培，太薄，電流會(huì)融化它。
步調(diào)2：3D打印組件
若是你正在建造1D蛇打印這些碎片。
若是您正在建造這些碎片的2D蛇紋。
緊張解釋?zhuān)嚎潭饶軌蚴敲〉模∥艺贔usion360中計(jì)劃我的組件，將計(jì)劃作為.stl文件導(dǎo)出到MakerBot軟件中，然后將其打印正在QidiTech打印機(jī)（MakerBotReplicator2X的克隆版本）上。正在這個(gè)事情流程的某個(gè)處所有一個(gè)毛病，我的一切打印出來(lái)皆太小了。我始終沒(méi)法辨認(rèn)毛病的地位，但臨時(shí)修復(fù)了MakerBot軟件中每一個(gè)打印尺寸縮放到106％的問(wèn)題，那辦理了這個(gè)問(wèn)題。
鑒于此，請(qǐng)留神，若是你打印下面的文件，它們能夠會(huì)被毛病天縮放。我發(fā)起正在打印之前打印一件并搜檢它是不是得當(dāng)你的MG996R伺服。
若是您打印任何文件，請(qǐng)讓我曉得成果是甚么：若是打印太小，恰如其分，太年夜，百分之幾。經(jīng)由過(guò)程作為社區(qū)一路事情，咱們可以利用分歧的3D打印機(jī)跟.stl切片器來(lái)辦理毛病的地位。
步調(diào)3：拆卸蛇
兩個(gè)版本的蛇的拆卸進(jìn)程大致相同。獨(dú)一的區(qū)別是正在2D蛇形中，每一個(gè)機(jī)電絕對(duì)于前一個(gè)扭轉(zhuǎn)90度，而正在1D蛇中，一切機(jī)電皆正在一個(gè)軸上對(duì)齊。
起首擰下伺服，保留擰緊并取下玄色塑料框架的頂部跟底部部件，當(dāng)心不要喪失任何齒輪！將伺服滑動(dòng)到3D打印的框架中，如上圖所示。改換伺服外殼的頂部，并用四個(gè)6-321/2“螺釘將其擰緊到位。保留伺服框架的底部（若是你念正在當(dāng)前的名目中再次利用它）并將其改換為3D印刷外殼，獨(dú)一的區(qū)別是滾珠軸承滑動(dòng)的附加旋鈕。將伺服器擰返回一路，反復(fù)10次。
緊張?zhí)嵝眩赫诶^承之前，你必需將代碼上傳到Arduino并將每一個(gè)伺服器挪動(dòng)到90度。若是沒(méi)有如許做，能夠會(huì)招致你斷開(kāi)一個(gè)或多個(gè)伺服跟/或3D打印的幀。若是你沒(méi)有肯定若何將伺服器挪動(dòng)到90度，請(qǐng)參閱此頁(yè)面。基本上將伺服的紅線毗鄰到Arduino上的5V，棕色線毗鄰到GND，黃色線毗鄰到數(shù)字引腳9，然后上傳鏈接中的代碼。
此刻每一個(gè)伺服皆正在90度，繼承：
經(jīng)由過(guò)程將3D打印的旋鈕從一個(gè)伺服盒拔出第二段片的孔中來(lái)毗鄰10個(gè)片斷，然后用一點(diǎn)力將伺服器的軸推入其孔中（為明晰起睹，請(qǐng)參見(jiàn)下面的圖片跟視頻）。若是你正在建造1D蛇，則一切線段皆應(yīng)答齊，若是你正在建造2D蛇，則每一個(gè)線段應(yīng)扭轉(zhuǎn)90度到前一個(gè)線段。請(qǐng)留神，尾部跟頭部框架只是其他部門(mén)長(zhǎng)度的一半，毗鄰它們但正在實(shí)現(xiàn)布線之前不要對(duì)金字塔外形的部件停止正文。
裝置x形伺服臂并將其擰緊到位。將滾珠軸承滑過(guò)3D打印旋鈕，那須要將兩個(gè)半圓柱輕輕擠壓正在一路。依據(jù)你利用的燈絲品牌跟添補(bǔ)密度，柱子能夠太脆并且會(huì)卡住，我沒(méi)有認(rèn)為會(huì)呈現(xiàn)這類(lèi)環(huán)境，可是不要適度使勁。我團(tuán)體利用10％添補(bǔ)的PLA長(zhǎng)絲。一旦滾珠軸承翻開(kāi)，它該當(dāng)被旋鈕上的懸伸鎖定。
步調(diào)4：電路
兩條機(jī)器人蛇的電路不異。正在布線進(jìn)程中，確保每一個(gè)段皆有充足的布線空間完整扭轉(zhuǎn)，特殊是正在2D蛇形中。
以上是僅有2個(gè)伺服的布線電路圖。我試著用10個(gè)舵機(jī)做一個(gè)電路圖，但它太甚擁堵了。這張照片與現(xiàn)實(shí)生活中獨(dú)一的區(qū)別在于，你須要并聯(lián)8個(gè)伺服電機(jī)，并將PWM信號(hào)線毗鄰到ArduinoNano上的引腳。
當(dāng)毗鄰電源線時(shí)，我利用了單件18號(hào)線作為次要的5V線沿著蛇的長(zhǎng)度延長(zhǎng)。利用剝線鉗，我以10個(gè)劃定規(guī)矩的距離移除一小部分絕緣體，并從這些距離中的每一個(gè)焊接了一小段電線，一組3個(gè)插頭。關(guān)于玄色18規(guī)格GND線跟第二個(gè)插頭引腳，再次反復(fù)此操縱。最初將較少的導(dǎo)線焊接到第3個(gè)插頭引腳，該引腳將PWM旌旗燈號(hào)從蛇形頭部的ArduinoNano傳遞到伺服系統(tǒng)（導(dǎo)線必需充足少才氣達(dá)到，即便分段蜿蜒）。依據(jù)須要裝置熱縮管。將3個(gè)插頭引腳毗鄰到伺服電線的3個(gè)母插頭引腳。對(duì)10個(gè)伺服系統(tǒng)中的每一個(gè)伺服系統(tǒng)反復(fù)10次。終極實(shí)現(xiàn)的是并行毗鄰伺服系統(tǒng)并將PWM信號(hào)線毗鄰到Nano。公/母插針的緣故原由是您可以很簡(jiǎn)單天將線段拆開(kāi)并改換伺服電機(jī)，若是它們正在不拆焊的環(huán)境下斷開(kāi)。
將GND跟5V電線焊接到尾部的3x7孔穿孔板上電容器跟螺絲端子。電容器的目標(biāo)是消弭啟動(dòng)伺服系統(tǒng)時(shí)惹起的任何電流耗損尖峰，可以重置ArduinoNano（若是您不電容器，您可以正在不它的環(huán)境下離開(kāi)，但最好是平安的）。請(qǐng)記住，電解電容器的少插腳須要毗鄰到5V線路，而較短的插腳毗鄰到GND線路。將GND線焊接到Nano的GND引腳，將5V線焊接到5V引腳。請(qǐng)留神，若是你利用分歧的電壓，請(qǐng)道一個(gè)7.4V的Lipo電池，然后將紅線毗鄰到Vin引腳，而不是5V引腳，如許做會(huì)毀壞引腳。
將10根PWM信號(hào)線焊接到ArduinoNano上的引腳。我按以下次序毗鄰了我，您可以取舍以分歧方法毗鄰您的，但只記得您須要變動(dòng)代碼中的止。若是您沒(méi)有肯定我正在道甚么，只需依照我的方法連線，您便不會(huì)有問(wèn)題。從蛇的尾部伺服到蛇的頭部，我依照以下次序毗鄰了我的蛇。將旌旗燈號(hào)引腳毗鄰到：A0，A1，A2，A3，A4，A5，D4，D3，D8，D7。
利用拉鏈去清算接線。正在繼承搜檢之前，一切部門(mén)皆可以挪動(dòng)，而且有充足的空間讓電線挪動(dòng)而不會(huì)被拉開(kāi)。此刻接線已實(shí)現(xiàn)，咱們可以擰上頭部跟尾部金字塔形的帽子。請(qǐng)留神，尾部有一個(gè)用于系繩出來(lái)的孔，頭部有一個(gè)用于Arduino編程電纜的孔。
步調(diào)5：為Snake供電
因?yàn)樗欧到y(tǒng)并聯(lián)毗鄰，它們皆取得不異的電壓，但必需加上電流。檢查MG996r伺服系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表，他們可以正在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)繪制高達(dá)900mA的電流。是以，若是一切10個(gè)伺服系統(tǒng)同時(shí)挪動(dòng)，則總電流耗損為0.9A*10=9A。是以，畸形的5v，2A墻壁插座適配器將沒(méi)法畸形事情。我決意點(diǎn)竄ATX電源，可能正在20A時(shí)到達(dá)5v。我沒(méi)有計(jì)劃注釋若何做到那一點(diǎn)，由于曾經(jīng)正在Instructables跟YouTube上停止了良多探討。在線快捷搜刮將向你展現(xiàn)若何點(diǎn)竄此中一個(gè)電源。
假定你曾經(jīng)點(diǎn)竄了電源，只需正在電源跟螺釘端子之間毗鄰一根長(zhǎng)繩便可。蛇。
另一種取舍是利用板載鋰電池組。我不試過(guò)這個(gè)，以是您須要為電池計(jì)劃一個(gè)裝置座并將它們接入。請(qǐng)記住伺服電機(jī)跟Arduino的工作電壓，電流耗損Arduino上的5v引腳，若是有更下的電壓，請(qǐng)轉(zhuǎn)到Vin引腳。）
步調(diào)6：測(cè)試一切正常
繼承讓咱們測(cè)試一切正常。上傳此代碼。您的蛇該當(dāng)正在0-180之間零丁挪動(dòng)每一個(gè)伺服，然后經(jīng)由過(guò)程直線安排實(shí)現(xiàn)。若是不，則呈現(xiàn)問(wèn)題，很能夠是接線沒(méi)有精確或許伺服系統(tǒng)最初不居中，如“蛇的拆卸”部門(mén)所述。
步調(diào)7：代碼
現(xiàn)階段不蛇的遙控器，一切的舉措皆是預(yù)先編程的，您可以取舍您想要的。我將正在第2版中開(kāi)辟一個(gè)遙控器，可是若是您念近程節(jié)制它我會(huì)發(fā)起正在Instructables上檢查其他教程并調(diào)劑蛇與藍(lán)牙兼容。
若是您正在建造1D蛇上傳此代碼。
若是你要讓2D蛇上傳此代碼。
我鼓動(dòng)勉勵(lì)你利用代碼，停止本人的變動(dòng)并創(chuàng)立新算法。瀏覽接下來(lái)的幾個(gè)部門(mén)，相識(shí)每種類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)的具體注釋和它的代碼若何事情。
步調(diào)8：稱(chēng)重Vs輪
蛇的次要方法之一可能向前挪動(dòng)是經(jīng)由過(guò)程他們的鱗片的外形。秤可以更簡(jiǎn)單向前運(yùn)動(dòng)。有關(guān)進(jìn)一步解釋?zhuān)?qǐng)?jiān)⒛?:04當(dāng)前的視頻，相識(shí)鱗片若何資助蛇向前挪動(dòng)。正在統(tǒng)一視頻中寓目3:14顯現(xiàn)了當(dāng)蛇正在袖子中時(shí)的后果，消弭了鱗片的摩擦。正如我的YouTube視頻中所示，當(dāng)機(jī)器人1D蛇試圖正在不鱗片的草地上滑行時(shí)，它既不向前或向后挪動(dòng)，由于力氣總和為整。是以，咱們須要正在機(jī)器人的下腹部增添一些人工標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)由過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)重修運(yùn)動(dòng)的研討正在哈佛大學(xué)實(shí)現(xiàn)，并正在此視頻中停止了演示。我沒(méi)法計(jì)劃一種近似的方式去正在我的機(jī)器人上高低挪動(dòng)音階，而是支配將主動(dòng)的3D打印音階附加到下腹部。
可憐的是，那被證實(shí)是有效的，由于鱗片依然正在地毯概況上擦過(guò)，而不是捉住纖維并增長(zhǎng)摩擦力。
若是你念測(cè)驗(yàn)考試我建造的音階，你可以從我的GitHub3D打印文件。若是您本人勝利，請(qǐng)正在上面的評(píng)論中通知我！
我測(cè)驗(yàn)考試?yán)胷188滾珠軸承制成的輪子，里面有熱縮管作為“輪胎”。你可以從我的GitHub上的.stl文件中3D打印塑料輪軸。雖然車(chē)輪正在生物學(xué)上沒(méi)有精確，但它們近似于秤，由于正向扭轉(zhuǎn)很簡(jiǎn)單，可是側(cè)向運(yùn)動(dòng)要難題得多。您可以正在我的YouTube視頻中看到輪子的勝利成果。
第9步：滑動(dòng)舉措
咱們?cè)?jīng)探討了鱗片若何資助蛇行進(jìn)，但咱們?nèi)艉尉幊躺撸咳唛L(zhǎng)的回覆是咱們經(jīng)由過(guò)程伺服鏈泵送正弦波。可是有關(guān)詳細(xì)信息的更詳細(xì)分析，請(qǐng)檢查代碼。請(qǐng)留神，正在上面的代碼塊中，我省略了大部分細(xì)節(jié)，只存眷數(shù)學(xué)方面。不要將此代碼放入Arduino中，它不起作用，僅用于注釋目標(biāo)。而是利用這個(gè)完全的代碼。
該行向10個(gè)伺服器中的每一個(gè)伺服器寫(xiě)入一個(gè)正弦波。基線角度為90度，偏移量變量將節(jié)制蛇是向前仍是向左或向左，參見(jiàn)下面的GIF。正弦波輸出一個(gè)介于［-1，1］之間的值，該值可以經(jīng)由過(guò)程乘以幅度去縮小。
for（intj=0;j《10;j++）{
myServos［j］.write（90+offset+Amplitude*sin（Speed*rads+j*Wavelengths*Shift））;
}
因?yàn)樗欧囊?guī)模為［0，180］度，咱們必需確保上述值不會(huì)使輸出低于0或高于180.以下while輪回用于將幅度限定正在這些鴻溝內(nèi)。正在數(shù)學(xué)上咱們必需知足這個(gè)前提：|offset|+|amplitude|《=90
while（MaxAngleDisplacement》90）{
Amplitude=abs-1;
MaxAngleDisplacement=abs+Amplitude;
}
要從正弦波取得所需的輸出，咱們必需利用弧度而不是度數(shù)。若是你沒(méi)有肯定這里的弧度是一個(gè)冗長(zhǎng)的先容。基本上2*pi弧度=360度。以下止停止了這類(lèi)轉(zhuǎn)換。
for（inti=0;i《360;i++）{
rads=i*pi/180.0;
}
由于每一個(gè)伺服沿著正弦波比前一個(gè)伺服更近，咱們必需正在正弦波代碼中挪動(dòng)每一個(gè)接連的機(jī)電。這是利用以下止實(shí)現(xiàn)的。然后可以正在下面的for輪回中看到移位變量。
floatpi=3.14159;
intTotalNumberofServos=10;//changeasrequired
floatShift=2*pi/TotalNumberofServos;
咱們此刻曾經(jīng)設(shè)置了根底事情。我鼓動(dòng)勉勵(lì)你轉(zhuǎn)變以下變量的值：振幅，速率跟波長(zhǎng)，以檢查它們對(duì)正弦波輸出的影響。
步調(diào)10：英寸蠕蟲(chóng)
經(jīng)由過(guò)程寓目英寸蠕蟲(chóng)的挪動(dòng)，可以直觀天明白這類(lèi)舉措。代碼正在蛇體上流傳一個(gè)簡(jiǎn)略的撞擊，每次皆向前挪動(dòng)一點(diǎn)。我不想正在這里拔出另一個(gè)代碼塊，以是我將引誘您到我的GitHub去檢查名為‘InchWorm’的函數(shù)中的代碼。
須要留神的一點(diǎn)是經(jīng)由過(guò)程增長(zhǎng)比例可以提高效率。若是你正在7:24寓目我的YouTube視頻，特殊存眷尾段，你會(huì)發(fā)明它會(huì)前后顫動(dòng)。那評(píng)釋蛇沒(méi)有只是向前挪動(dòng)，每次挪動(dòng)也會(huì)稍微滑回，降低服從。
步調(diào)11：其他多少外形，Cshape函數(shù)皆是相稱(chēng)自我注釋的，由于它們創(chuàng)立了C形蜿蜒，U形蜿蜒等，只管若是您想要我會(huì)道為了照顧蛇，我發(fā)明ubend是最好的外形，不然蛇便會(huì)正在任何處所翻轉(zhuǎn)，由于即便不能源，舵機(jī)也會(huì)正在自身重量下挪動(dòng)。
第12步：SidewindingMotion
正在檢查代碼之前，請(qǐng)看一下真正的繞行蛇。正在后面的鏈接中，經(jīng)由過(guò)程周期性地抬起部門(mén)蛇體并將其自身推向正面的進(jìn)程去描寫(xiě)響尾蛇的運(yùn)動(dòng)。為此，咱們將正在2D蛇的程度跟垂直立體上發(fā)送正弦波。正在代碼中，這個(gè)舉措是正在函數(shù)‘sidewind’中寫(xiě)的。
您能夠會(huì)留神到GIF中的側(cè)向運(yùn)動(dòng)比質(zhì)量更好。我的YouTube視頻中的側(cè)卷剪輯。那證實(shí)了試驗(yàn)的重要性，并為變量找到精確的值.GIF中利用的變量招致比我的YouTube視頻更勝利的側(cè)繞。正在GIF中，變量是：
速率=2
波長(zhǎng)=1.5
分揀機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)速率=1
波長(zhǎng)=1.0
要實(shí)現(xiàn)側(cè)繞運(yùn)動(dòng)，必需經(jīng)由過(guò)程一個(gè)立體發(fā)送正弦波，經(jīng)由過(guò)程另一個(gè)立體發(fā)送余弦。為此，我經(jīng)由過(guò)程離別利用偶數(shù)跟奇數(shù)編號(hào)體系離散垂直立體中的5個(gè)機(jī)電跟程度中的5個(gè)去點(diǎn)竄1D環(huán)境下的代碼。咱們?cè)竿酥幸粭l線作為正弦波挪動(dòng)而另一條線作為余弦波挪動(dòng)。為了節(jié)制挪動(dòng)標(biāo)的目的，我增添了一個(gè)帶有乘數(shù)變量的表達(dá)式。依據(jù)乘數(shù)變量的值，代數(shù)表達(dá)式：-*pi/4跟+*pi/4，將為0或+pi/2。請(qǐng)留神sin=cos。是以，咱們?cè)?jīng)實(shí)現(xiàn)了咱們的方針：一個(gè)立體中的正弦波跟另一個(gè)立體中的余弦波，反轉(zhuǎn)波的次序?qū)⑥D(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)標(biāo)的目的。
for（intj=0;j《5;j++）{
myServos［2*j］.write（90+offset+amplitude*sin（Speed*rads+j*Wavelengths*shift-*pi/4））;//movesservosinverticalplane
myServos［2*j+1］.write（90+offset+amplitude*sin（Speed*rads+j*Wavelengths*shift+*pi/4））;//movesservosinhorizontalplane
}
為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)，我只是略微點(diǎn)竄了下面的代碼，以便蛇的前半部分（引腳A5，4，3，8，7上的機(jī)電）向右邊跟后側(cè)側(cè)向扭轉(zhuǎn)蛇的一半（A0，A1，A2，A3，A4上的機(jī)電向左側(cè)）向左側(cè)遷移轉(zhuǎn)變，招致向右轉(zhuǎn)動(dòng)。
for（intj=0;j《3;j++）{
myServos［2*j］.write（90+offset+amplitude*sin（Speed*rads+j*Wavelengths*shift+*pi/4））;
myServos［2*j+1］.write（90+offset+amplitude*sin（Speed*rads+j*Wavelengths*shift-*pi/4））;
}
for（intj=3;j《5;j++）{
myServos［2*j］.write（90+offset+amplitude*sin（Speed*rads+j*Wavelengths*shift-*pi/4））;
myServos［2*j+1］.write（90+offset+amplitude*sin（Speed*rads+j*Wavelengths*shift+*pi/4））;
}
步調(diào)13：敲擊
遭到眼鏡蛇的開(kāi)導(dǎo)，利用此代碼，蛇坐守候復(fù)工。代碼是相稱(chēng)間接的，由于蛇連結(jié)靜止，直到它有工夫擊打，此時(shí)它將針腳3跟7上的伺服器向前促進(jìn)以進(jìn)擊，然后前往其靜止地位。將來(lái)的改善將包羅瀕臨傳感器。
步調(diào)14：評(píng)論樹(shù)跟管道攀登
《我想要研討的此中一個(gè)舉措是爬樹(shù)算法，它包羅一個(gè)像煙圈一樣的螺旋狀螺旋滾動(dòng)。可憐的是，我的2D蛇不敷少，不克不及環(huán)繞糾纏正在樹(shù)上。此刻，我將為你帶來(lái)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的視頻，以取得靈感。若是你念測(cè)驗(yàn)考試本人入手，我會(huì)指點(diǎn)你瀏覽參考部門(mén)中的一些鏈接，以相識(shí)數(shù)學(xué)。
自動(dòng)分揀機(jī)器人缺點(diǎn)第15步：將來(lái)開(kāi)展
以下是我想要做的改善列表，可是瀏覽這篇Instructable能夠會(huì)鼓動(dòng)勉勵(lì)您本人入手來(lái)戰(zhàn)勝我！若是你利用這些功用構(gòu)建本人的蛇我很念曉得！
車(chē)載電池，解脫系繩！
分揀機(jī)器人設(shè)備更多伺服系統(tǒng)，更長(zhǎng)的蛇形長(zhǎng)度，但更松散的計(jì)劃
移除松散的電線，而正在段之間有針腳打仗
瀕臨傳感器/跟/或相機(jī)
嘴巴/舌頭/尖牙/眼睛/嘶嘶聲
自主運(yùn)動(dòng)
爬樹(shù)才能
隧道穿梭才能
遙控操縱
將技巧使用到機(jī)器人水下鰻魚(yú)
大概最緊張的是：從頭計(jì)劃3D打印片斷，使片斷可以輕松扭轉(zhuǎn)90度讓你在1D蛇跟2D蛇之間快捷切換而沒(méi)有須要打印全新的蛇
廣州食品包裝分揀機(jī)器人廠家快遞分揀機(jī)器人分解圖小黃人快遞分揀機(jī)器人設(shè)備多少錢(qián)