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スタンフォードパッパー組み立てガイド

スタンフォードパッパー組み立てガイド

組み立て

内容

組み立て
ヒップアセンブリ
本体組立
PCB アセンブリ
ヒップアセンブリ

ステップ 1. ディスクをインストールする

ビデオの説明: https://youtu.be/aUnK3Wvj8CU
材料: M3x6mm ソケットヘッドネジ、サーボディスク、ロックタイト、サーボアーム (サーボモーター調整用)
工具:2.5mm六角ドライバー
指示:

サーボホーン(ディスクではありません)をサーボに取り付け、サーボを中立位置にしてからサーボホーンを取り外します
ディスクの穴がおおよそ 45 度のマークになるように、サーボ ディスクをサーボ シャフトに合わせます (下の図を参照)。
ネジにロックタイトを少量塗布します
ネジをゆっくりとねじ込み始め、さらにねじ込み続けると、ディスクがサーボ スプライン (出力シャフト) に沈み込みます。
一部のサーボ ディスクは製造が不十分なので、その場合は、ネジを締め始めるのに大きなトルクがかかることが予想されます。ただし、ある時点でサーボ ディスクはシャフトにフィットするように変形を完了し、ねじ込みがはるかに簡単になります。ディスクが完全に固定されると、再びトルクが増加するので、停止する必要があります。ディスクが完全に固定された後は、ネジを締めすぎないでください。締めすぎると、サーボ モーターが破損する危険があります。

ステップ 2. M3 ネジ付きインサートを内側のヒップピースに取り付けます。

利用可能なビデオがありません
材料: ここまでの組み立て、M3 テーパーねじインサート
道具:はんだごて
指示:

テーパー面を下にしてインサートを穴に置きます
はんだごてを約 500f または 260c に設定し、インサートをプラスチックにゆっくりと押し込みます。アイロンの重みを利用してインサートを押し込むことをお勧めします。また、段階的に行うことをお勧めします。つまり、1 mm 押し込んだ後、アイロンを取り出し、さらに 1 mm 押し込み、奥まで押し込みます。この方法により、はんだごての固着を防ぎます。
挿入用のインサートをセットアップします。写真の実際の 3D プリント部品は古いものですが、挿入部分はまだ同じです。

ステップ 3. ヒップ内側部分にディスクを取り付けます

ビデオの説明: https://youtu.be/qUoLoNEeEI8
材質:M3×8皿ネジ、インナーヒップ部、ロックタイト
工具:2mm六角ドライバー
指示:

内側のヒップパーツを 90 度の角度で取り付け、反対側のアクセス穴を使用して M3x8 皿頭ネジを締めて、サーボ ディスクに取り付けます。

ステップ4. インナーヒップサーボの取り付け

動画説明: https://youtu.be/6Rd2ZSjpYhM
材料: これまでのインナーヒップアセンブリ、サーボ、プラスチック用 M4x10mm ネジ (シルバー)、M3x16mm ボタンヘッド、スタンドオフ x 2
工具:T20Hトルクスドライバー、2mm六角ドライバー
指示:サーボモーターをヒップ内側パーツに配置し、サーボシャフトがヒップ内側パーツの大きな円形の穴から突き出るようにゆっくりと動かします。
サーボの左側に M4x10mm ネジを、モーターの右側に M3x16mm ネジを締めます。 M3x16mm ネジにはロックタイトを使用してください
アセンブリを裏返し、M3x16mm ネジをスタンドオフにねじ込みます。

もう一度アセンブリの様子を見てみましょう。プラスチックネジは左側、M3 ネジは右側であることに注意してください。

ステップ5. インナーヒップサーボにサーボホーンを取り付ける

ビデオの説明: https://youtu.be/wqRM8rbfDBM
材料:これまでのインナーヒップAssy、M3x8mmボタン頭ネジ、M2x8mmソケットヘッドネジ、サーボホーン
工具:2mm六角ドライバー
指示:

サーボをニュートラル位置に戻し、ホーンを図の角度 (下に 45 度) でスライドさせます。M3x8mm ネジをホーンの上部にねじ込み、M2x8mm ネジをホーンの側面にねじ込みます。
ロックタイトの使用も忘れずに!

左側のステップが完了しました

ステップ6. 脚を取り付ける

ビデオの説明: https://youtu.be/bMr0gCNQXXS
材質:下脚、上脚、3分割スラストベアリング×2、ショルダーボルト、M3ロックナット
工具:2mmドライバー、ロックナット用レンチ
指示:

ショルダーボルトに 3 分割スラストベアリングを 1 つ追加し、次に下部脚、次に別の 3 分割スラストベアリング、上部脚、次にロックナットを追加します。左脚と右脚に応じて、下脚と上脚の向きを反転します。参考として写真をご覧ください。
適切な組み立ての準備

左側のアセンブリの準備

ステップ7. 上部カーボン脚リンクをサーボホーンに取り付ける

ビデオの説明: https://youtu.be/Tp3HsjZY7qY
材料: インナーヒップアセンブリ、脚アセンブリ、M3x6 ボタンヘッド x 2。
工具:2mm六角ドライバー
指示:左上脚の湾曲した端を左サーボホーンに合わせます。 M3x6 ボタン頭ネジをカーボン脚の穴に通してねじ込みます。右側でも繰り返します。
サーボに最も近いネジを垂直に取り付ける際は注意してください。交差ねじを避けるために、ねじを垂直に保持する必要があります。

ステップ 8. アウターヒップアセンブリを取り付ける

ビデオの説明: https://youtu.be/iIqjgKaIPs8
材質:サーボ、ヒップ外側部、M4x10mmネジ プラスチック
工具:T20Hトルクスドライバー
指示:

サーボをジョイントに配置し、サーボ スプラインに最も近い 2 本のネジで固定を追加します。

手順9. 外部サーボにサーボホーンを取り付ける

ビデオの説明: https://youtu.be/Tj7zx2M6xas
材質: サーボホーン、アウターヒップアセンブリ、M3x8 ボタンヘッド、M2x8 ソケットヘッド
工具:2mm六角ドライバー
指示:

サーボ ホーンを中立位置に回し、図のように 45 度の角度で取り付けます。まずサーボ ホーンを M3x8 で締め、次に M2x8 ネジを追加してサーボ ホーンを張ります。ステップ 5 と同様です。

ステップ10. 両側を組み立てる

ビデオの説明: https://youtu.be/dKv7VrdE290
材質: 内側および外側ヒップアセンブリ、スタンドオフにねじ込むための M3x16 ボタン頭ネジ、ロックタイト
工具:2mm六角ドライバー
指示:

内側と外側のヒップ アセンブリの位置を合わせます。M4x10mm プラスチックネジが同じ側にあり、サーボ ホーンが 90 度の角度になるようにします。
M3x16 ネジを使用してアセンブリをアウター ヒップ アセンブリを通してスタンドオフに接続します。ネジにロックタイトを追加します。まだネジを最後まで締めないでください。
この時点で、足が動き始める可能性があります。混乱しないように、左側と右側に自由にマークを付けてください。どちらの面がどちらであるかわからない場合は、3D モデルと比較してください: https://stanford195.autodesk360.com/g/shares/SH919a0QTf3c32634dcfedf61e031f673710アセンブリをもう一度見てみる

ステップ 11. 他の 2 つのスタンドオフを組み立てる

ビデオの説明: https://youtu.be/nD_yWAIB70c
材料: アセンブリ、M3x10 ボタン頭ネジ 4 本、スタンドオフ 2 個
工具:2mm六角ドライバー
指示:

他の 2 つのスタンドオフを取り付け、M3x10 ボタン頭ネジで固定します。

ステップ 12. 各サーボの動作範囲全体をテストします。

ビデオの説明: https://youtu.be/gvaUp9pQ-W4
指示:

ヒップはどちらかの側で完全に平らになる必要があります
ボディに最も近いホーンは、上向き 45 度から下部スタンドオフに完全に接触するまで移動する必要があります。
ホーンがボディから離れる方向は、スタンドオフに上向きに接触する状態から、下向きに 45 度になるようにする必要があります。
ステップ13. アッパーレッグエクステンションロッドを組み立てる

ビデオの説明: https://youtu.be/4e2r8jGPv5Q
材質:ねじ棒、ロッドエンド×2
ツール: なし
指示:ロッドエンドの穴の中心間の距離が123.5mmになるまでロッドエンドを均等にねじ込みます。ここでの目標は、延長ロッドの中心から中心までの穴の距離を、上肢リンクの中心間の距離と一致させることです。

手順14. サーボホーンに大腿延長ロッドを取り付ける

ビデオの説明: https://youtu.be/c0DC35XpYTk
材質: M3x8 ボタン頭ネジ
工具:2mmドライバー
指示:

延長ロッドを内側から M3x8 ボタン頭ネジでサーボホーンにねじ込みます。

ステップ 15. アッパーレッグエクステンションロッドをロアーレッグカーボンリンケージに取り付けます。

ビデオの説明: https://youtu.be/uQt9EFQzu2w
材質:M3×10ボタンネジ、M3ロックナット
工具:2mmドライバー、レンチ
指示:

M3x10 ボタン頭ネジをカーボンファイバー部分に通してからロッドエンドに通します。次に、レンチを使用してネジを M3 ロックナットで固定し、六角レンチを使用して締め付けます。アセンブリをもう一度見てみる

完了しました!

左側と右側

本体の組み立てに進みます

本体組立

ステップ 1. テーパーねじ付きヒートインサートを 3D プリント部品に取り付けます

利用可能なビデオがありません
材質:プラスチック用M3テーパーヒートセットインサート×16、本体4個
道具:はんだごて約500f / 260cに設定
指示:

3D プリントされた各ボディピースには 4 つの穴があり、上部に 2 つ、底部に 2 つずつ、プラスチック用のテーパー付きヒートセットインサートを保持します。
テーパー面を下にしてインサートを穴に置きます
約 500f または 260c に設定されたはんだごてを使用して、インサートをプラスチックにゆっくりと押し込みます。こての重みを利用して押し込むことをお勧めします。また、1mm押し込んでこてを取り出し、さらに1mm押し込むなど、段階的に押し込むことをお勧めします。この方法は、はんだごてがこてにくっつくのを防ぎます。テーパーネジ付きヒートインサートを押す前

テーパーネジ付きヒートインサートを押し込んだ後

ステップ 2: ラジアルベアリングをボディピースに押し込みます

利用可能なビデオがありません
材質:ベアリング4個(3mm×8mm×4mmベアリングMR693-zz)、フロントフロントボディ部、バックフロントボディ部
道具: 手、アーバープレス、または万力
指示:

2 つのベアリングを一番前のピース (フロント フロントと呼ばれる) の 2 つの穴に押し込み、2 つのベアリングを後ろのピース (バック フロントと呼ばれる) の 2 つの穴に押し込みます。

完了したステップ

ステップ 3. ヒップアセンブリを固定します。

ビデオの説明: https://youtu.be/Av9e2HzpbBo
材料: 16x M4x8 ネジ (プラスチック)、4x M3x8 ボタンヘッドネジ、4 つのヒップアセンブリ、4 つのボディパーツ
工具: トルクス T20 + 2mm ドライバー
指示:

プラスチック用 M4x8 ネジを使用して、2 つのヒップ アセンブリを背面背面ボディ パーツに固定し、別の 2 つのヒップ アセンブリを前面背面ボディ パーツに固定します。次に、M3x8 ボタン ヘッド ネジを、フロント フロント パーツとバック フロント パーツに押し込んだベアリングに通し、ヒップ アセンブリのネジ付きインサートにねじ込みます。

完了したステップ

アセンブリをもう一度見てみる

ステップ 4. 2 つの脚/本体アセンブリを下部のカーボンファイバー プレートに取り付けます。

ビデオの説明: https://youtu.be/f4iDKkfCkIs
材料: 16x M3x6 ボタン頭ネジ、2 つの脚/本体アセンブリ、Botton カーボンファイバー プレート
工具:2mm六角ドライバー
指示:

M3x6 ボタン頭ネジを使用して、作成した 2 つの脚/本体アセンブリを下部のカーボンファイバー プレートに固定します。

ステップ5. Raspberry Piケースを準備して取り付ける

ビデオの説明: https://youtu.be/ZlbkTc2XXSu8
材料: Raspberry Pi ケース (picase.stl)、M2.5 テーパー ヒートセット インサート 4 本、M2.5x6 ソケット ヘッド ネジ 4 本、デュアル ロック
道具:はんだごて、2mmドライバー
指示:前のインサートを取り付けたのと同じ方法で、M2.5 インサートをラズベリーパイケースの穴に押し込みます。次に、M2.5x6 ソケットヘッドネジを使用して、ラズベリーパイをケースにねじ込みます。
最後に、ケースにデュアルロックを追加して、底部のカーボンファイバープレートに取り付けます。

完了したステップ

ステップ 6. PCB を組み立てます (まだ組み立てていない場合)

PCB アセンブリ手順に移動します。

ステップ7. サーボモーターをRaspberry Piに接続する

ビデオの説明: https://youtu.be/ToJtlmDO4AY
材料: 底板に取り付けられた 4 つのヒップ アセンブリ、サーボ配電ハットを備えた Raspberry Pi を取り付け
ツール: なし
指示:

PCB を Rasberry Pi に接続する
以下に示すパターンでサーボ ケーブルをカスタム基板に接続します。
J1 から J12 は、回路基板にはんだ付けされた 12 組のヘッダー ピンの 1 つに対応します。回路基板には、サーボ モーターから基板への信号、アース、およびプラスのワイヤをどのように配置するかを示すインジケーターが付いていますが、見にくい場合のために、サーボ コネクタの信号ピンが常に Raspberry Pi ヘッダーの方向を向いていることがわかると思います。

終わり!

PCB アセンブリをまだ完了していない場合は完了します。

PCB アセンブリ

ステップ 1: サーボコネクタヘッダをボードにはんだ付けする

利用可能なビデオがありません
材質: PCB、各 3 ピンのオスヘッダー 12 個
ツール: はんだごて。熱出力が 60 W 以上の優れたものが望ましい。
指示:

写真に示すように、12 個のオス ヘッダー ピンをそれぞれのスロットに配置します。
次に、基板を裏返して、下面をはんだ付けできるようにします。ボードを裏返すときにヘッダーがすべて落ちないように注意してください。これを行うとき、ボードをひっくり返したときにピンが傾いたり抜けたりしないように、硬いフォームブロックをピンの上面に押し付けました。ボードを裏返した後、ピンがボードに対してほぼ垂直であることも確認してください。
基板を裏返したら、ヘッダーを所定の位置に保つためにすべての信号ピンをはんだ付けします。信号ピンは、Raspberry Pi ヘッダーのピンホール (2x20 アレイ) に最も近いピンです。
ヘッダーをすべて所定の位置に仮止めしたら、残りのアースピンとプラスのピンをはんだ付けします。
すべてのピンをはんだ付けせずにボードに配置しました

完了したステップ、はんだ付けされたピン

ステップ 2: Raspberry Pi ヘッダーピンをはんだ付けする

利用可能なビデオがありません
材料: PCB、2x20 ラズベリーパイヘッダーピン
道具:はんだごて
指示:

2x20 ヘッダー ピンを PCB に挿入します。ピンが上に出るようにヘッダーを下から挿入してください。これにより、ヘッダーを Raspberry Pi の上に配置できるようになります。
PCBとヘッダーピンを万力で固定します
ヘッダーピンを上からはんだ付けします。
2x20 ヘッダー ピンを PCB にはんだ付けした後。

2x20 ヘッダー ピンをはんだ付けした後のボードの下面。

ステップ 3: bec ピンと 5V ピンをはんだ付けする

利用可能なビデオがありません
材質:PCB、ヘッダーピン
道具:はんだごて、万力
指示:

1x2 ヘッダー ピンのペアを折り取り、Vbat および Regulated 5V というラベルの付いた領域にはんだ付けします。重要: dupont/jst の圧着器と圧着器が手元にない場合は、ピンを Vbat の穴にはんだ付けしないでください。
BEC ピンと 5V ピン (右側の 4 つのピン) は PCB にはんだ付けされています。

ステップ 4: XT 60 ピグテール コネクタを PCB にはんだ付けする

利用可能なビデオがありません
材質: PCB、XT60 ピグテール コネクタ
道具:はんだごて、万力
指示:

xt 60 ピグテールを上から挿入し、下からはんだ付けします。極性を正しく確認してください。 PCB には、xt 60 ピグテールの + ワイヤと - ワイヤのラベルがほとんどありません。
オス XT60 ピグテール (メス ハウジング、オス ピン)

XT60ピグテールのはんだ付け後。

XT60のはんだ接続の別の図。

ステップ 5: 配電盤のショートをテストする

利用可能なビデオがありません
材質: PCB
ツール: マルチメーター
指示:

基板を目視検査して、はんだの塊がショートしていないことを確認します。
マルチメーターをショート検出設定に合わせます。これは通常、小さなスピーカーのアイコンで示されます。
xt 60 コネクタの + ピンと - ピンがショートしていないかテストします。
どの信号線も + または - に短絡していないことをテストします。
どの信号線も互いにショートしていないことをテストします。
ステップ 6: サーボ電力をテストする

利用可能なビデオがありません
材質:PCB、サーボ
ツール: なし
指示:

2S リポを接続します (8 つ以上のものを接続しないでください)。4V でないとサーボが焼き切れてしまう可能性が非常に高いです)
信号、-、および + ワイヤのラベルに注意して、単一のサーボをボードに接続します。サーボでは、信号線は通常黄色または白です。
正しいワイヤの方向を決定するには、図を参照してください。
サーボを接続してもサーボが煙を出し始めない場合は、問題ありません。
とりあえずサーボとバッテリーのプラグを外します。
ステップ 7: 5V 電圧レギュレータを接続します。

利用可能なビデオがありません
材質:PCB、5Vレギュレーター(BEC)
工具: はんだごてまたはクリンパ
指示:

5V BEC を使用して、バッテリーからの 7.4 ~ 8.4V 電圧を Raspberry Pi 用の 5V に下げます。 BEC の 5V 出力には JST コネクタがあり、ステップ 4 で半田付けした安定化 5V ピンとうまく嵌合します。
BEC の入力側にはオスの JST コネクタがあり、これを切り取る必要があります。これらの入力ワイヤの皮を剥いて Vbat の穴に直接はんだ付けすることも、メスの Dupont ヘッダをワイヤに圧着して 1x2 ハウジングに入れ、ワイヤを Vbat ピンに差し込むこともできます。
終わり!

股関節と胴体をまだ組み立てていない場合は、組み立てを完了します。

出典: Stanford Pupper ドキュメント — https://pupper.readthedocs.io/en/latest/guide/assembly.html
©著作権 2020、ネイサン・カウ、アビ・ロペス (スタンフォード・ロボティクス・クラブ)。原文の各ステップには画像が付いていますので、原文をお読みください。

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