Namizna robotska roka naredi sam, manipulator iz pleksi stekla na servo motorjih ali povratni inženiring uArm. Zanimiv robotski manipulator, ki temelji na mehanskih komponentah manipulatorja

Izdelujemo robotski manipulator z daljinomerom in implementacijo osvetlitve ozadja.

Osnovo bomo izrezali iz akrila. Kot motorje uporabljamo servo pogone.

Splošni opis projekta robotskega manipulatorja

Projekt uporablja 6 servo motorjev. Za mehanski del je bil uporabljen akril debeline 2 mm. Podstavek iz disko krogle je prišel prav kot stojalo (en od motorčkov je nameščen notri). Uporabljata se tudi ultrazvočni senzor razdalje in 10 mm LED.

Za krmiljenje robota se uporablja napajalna plošča Arduino. Sam vir napajanja je napajalnik računalnika.

Projekt ponuja izčrpna pojasnila za razvoj robotske roke. Vprašanja oskrbe z električno energijo razvite zasnove se obravnavajo ločeno.

Glavne komponente za projekt manipulatorja

Začnimo z razvojem. Potrebovali boste:

• 6 servomotorjev (uporabil sem 2 modela mg946, 2 mg995, 2 futuba s3003 (mg995/mg946 imata boljše lastnosti kot futuba s3003, vendar sta slednja veliko cenejša);
• akril debeline 2 milimetrov (in majhen kos debeline 4 mm);
• ultrazvočni senzor razdalje hc-sr04;
• LED 10 mm (barva - po vaši presoji);
• stojalo (uporablja se kot podstavek);
• aluminijast oprijem (stane približno 10-15 dolarjev).

Za nadzor:

• Plošča Arduino Uno (projekt uporablja domačo ploščo, ki je popolnoma podobna Arduinu);
• napajalna plošča (izdelati jo boste morali sami, k temu vprašanju se bomo vrnili pozneje, zahteva posebno pozornost);
• napajanje (v tem primeru se uporablja računalniško napajanje);
• računalnik za programiranje vašega manipulatorja (če za programiranje uporabljate Arduino, potem Arduino IDE)

Seveda boste potrebovali kable in nekaj osnovnih orodij, kot so izvijači in podobno. Zdaj lahko nadaljujemo z oblikovanjem.

Mehanska montaža

Preden začnem razvijati mehanski del manipulatorja, velja omeniti, da nimam risb. Vsi vozli so bili narejeni "na kolenu". Toda princip je zelo preprost. Imate dva akrilna člena, med katera morate namestiti servo motorje. In drugi dve povezavi. Tudi za vgradnjo motorjev. No, sam grab. Najlažji način za nakup takega gripa je na internetu. Skoraj vse je nameščeno z vijaki.

Dolžina prvega dela je približno 19 cm; drugi - približno 17,5; Dolžina sprednjega člena je približno 5,5 cm, izberite preostale dimenzije glede na dimenzije vašega projekta. Načeloma velikosti preostalih vozlišč niso tako pomembne.

Mehanska roka mora na dnu zagotavljati kot vrtenja 180 stopinj. Zato moramo na dno namestiti servo motor. V tem primeru je nameščen v isti disko krogli. V vašem primeru je to lahko katera koli primerna škatla. Robot je nameščen na ta servo motor. Kot je prikazano na sliki, lahko namestite dodaten kovinski prirobni obroč. Brez tega lahko.

Za namestitev ultrazvočnega senzorja se uporablja akril debeline 2 mm. Tik spodaj lahko namestite LED.

Težko je natančno razložiti, kako sestavi tak manipulator. Veliko je odvisno od komponent in delov, ki jih imate na zalogi ali kupite. Na primer, če so dimenzije vaših servomotorjev drugačne, se bodo spremenile tudi povezave iz akrilne armature. Če se dimenzije spremenijo, bo drugačna tudi kalibracija manipulatorja.

Po končanem razvoju mehanskega dela manipulatorja boste zagotovo morali podaljšati kable servo motorja. Za te namene je ta projekt uporabil žice iz internetnega kabla. Da bi vse to izgledalo, ne bodite leni in na proste konce podaljšanih kablov namestite adapterje - ženske ali moške, odvisno od izhodov vaše plošče Arduino, oklopa ali vira napajanja.

Po sestavi mehanskega dela lahko preidemo na "možgane" našega manipulatorja.

Ročaj manipulatorja

Za namestitev ročaja boste potrebovali servo motor in nekaj vijakov.

Torej, kaj točno je treba narediti.

Vzemite rocker iz servo in ga skrajšajte, dokler se ne prilega vašemu prijemu. Po tem privijte dva majhna vijaka.

Po namestitvi servo obrnite v skrajni levi položaj in stisnite prijemalne čeljusti.

Zdaj lahko namestite servo s 4 vijaki. Pri tem pazite, da je motor še vedno v skrajnem levem položaju in da so prijemalne čeljusti zaprte.

Servo pogon lahko priključite na ploščo Arduino in preverite delovanje prijemala.

Upoštevajte, da lahko pride do težav pri delovanju prijemala, če so vijaki preveč zategnjeni.

Dodajanje osvetlitve kazalni napravi

Svoj projekt lahko popestrite tako, da mu dodate osvetlitev. Za to so bile uporabljene LED diode. To je enostavno narediti in izgleda zelo impresivno v temi.

Mesta za namestitev LED so odvisna od vaše ustvarjalnosti in domišljije.

Električni diagram

Za ročno nastavitev svetlosti lahko uporabite potenciometer 100 kOhm namesto upora R1. Kot upor R2 so bili uporabljeni upori 118 ohmov.

Seznam glavnih komponent, ki so bile uporabljene:

• R1 - upor 100 kOhm
• R2 - upor 118 ohmov
• Tranzistor bc547
• Fotorezistor
• 7 LED diod
• Stikalo
• Povezava z Arduino ploščo

Kot mikrokrmilnik je bila uporabljena plošča Arduino. Za napajanje je bil uporabljen napajalnik iz osebnega računalnika. Če povežete multimeter z rdečim in črnim kablom, boste videli 5 voltov (ki se uporabljajo za servo motorje in ultrazvočni senzor razdalje). Rumena in črna vam bosta dala 12 voltov (za Arduino). Naredimo 5 konektorjev za servomotorje, vzporedno priklopimo pozitivne na 5 V, negativne pa na maso. Enako s senzorjem razdalje.

Po tem povežite preostale konektorje (po enega iz vsakega servo in dva iz daljinomera) na ploščo, ki smo jo spajkali, in Arduino. Hkrati ne pozabite pravilno navesti zatičev, ki ste jih v prihodnje uporabili v programu.

Poleg tega je bil na napajalni plošči nameščen LED indikator napajanja. To je enostavno izvesti. Poleg tega je bil med 5 V in maso uporabljen upor 100 ohmov.

10 mm LED na robotu je prav tako povezana z Arduino. 100 ohmski upor gre od nožice 13 do pozitivnega pola LED. Negativno - na tla. V programu ga lahko onemogočite.

Za 6 servo motorjev se uporablja 6 konektorjev, saj 2 servo motorja na dnu uporabljata isti krmilni signal. Ustrezni vodniki so povezani in povezani z enim zatičem.

Ponavljam, da se kot napajanje uporablja napajalnik iz osebnega računalnika. Lahko pa seveda kupite ločen napajalnik. Toda ob upoštevanju dejstva, da imamo 6 pogonov, od katerih lahko vsak porabi približno 2 A, tako močan napajalnik ne bo poceni.

Upoštevajte, da so konektorji servomotorjev priključeni na izhode PWM Arduino. Blizu vsakega takega žebljička na plošči je simbol ~. Ultrazvočni senzor razdalje lahko priključite na nožice 6, 7. LED lahko priključite na nožico 13 in maso. To so vse žebljičke, ki jih potrebujemo.

Zdaj lahko preidemo na programiranje Arduino.

Preden priključite ploščo prek USB-ja na računalnik, se prepričajte, da ste izklopili napajanje. Ko preizkusite program, izklopite tudi napajanje svoje robotske roke. Če napajanje ni izklopljeno, bo Arduino prejel 5 voltov iz usb in 12 voltov iz napajalnika. Skladno s tem se bo moč iz usb-ja prenesla na vir napajanja in se bo malo "popustil".

Shema ožičenja kaže, da so bili dodani potenciometri za krmiljenje servomotorjev. Potenciometri so neobvezni, vendar zgornja koda brez njih ne bo delovala. Potenciometre je mogoče priključiti na nožice 0,1,2,3 in 4.

Programiranje in prvi zagon

Za krmiljenje se uporablja 5 potenciometrov (to lahko popolnoma nadomestite z 1 potenciometrom in dvema krmilnima palicama). Shema povezave s potenciometri je prikazana v prejšnjem delu. Arduino skica je tukaj.

Spodaj je nekaj videoposnetkov robotske roke v akciji. Upam, da boste uživali.

Zgornji videoposnetek prikazuje najnovejše modifikacije oborožitve. Moral sem malo spremeniti dizajn in zamenjati nekaj delov. Izkazalo se je, da so servo motorji futube s3003 precej šibki. Izkazalo se je, da se uporabljajo samo za prijem ali obračanje roke. Tako so namestili mg995. No, mg946 bo na splošno odlična možnost.

Nadzorni program in razlage zanj

// pogoni se krmilijo s spremenljivimi upori - potenciometri.

int potpin = 0; // analogni pin za priklop potenciometra

int val; // spremenljivka za branje podatkov iz analognega pina

myservo1.attach(3);

myservo2.attach(5);

myservo3.attach(9);

myservo4.attach(10);

myservo5.attach(11);

pinMode(led, IZHOD);

( //servo 1 analogni pin 0

val = analogRead(potpin); // prebere vrednost potenciometra (vrednost med 0 in 1023)

// skalira dobljeno vrednost za uporabo s servomotorji (pridobivanje vrednosti v območju od 0 do 180)

myservo1.write(val); // pripelje servo v položaj v skladu z izračunano vrednostjo

zamuda (15); // čaka, da servomotor doseže določen položaj

val = analogRead(potpin1); // servo 2 na analognem zatiču 1

val = zemljevid (val, 0, 1023, 0, 179);

myservo2.write(val);

val = analogRead(potpin2); // servo 3 na analognem zatiču 2

val = zemljevid (val, 0, 1023, 0, 179);

myservo3.write(val);

val = analogRead(potpin3); // servo 4 na analognem zatiču 3

val = zemljevid (val, 0, 1023, 0, 179);

myservo4.write(val);

val = analogRead(potpin4); //serva 5 na analognem pinu 4

val = zemljevid (val, 0, 1023, 0, 179);

myservo5.write(val);

Skicirajte z uporabo ultrazvočnega senzorja razdalje

To je verjetno eden najbolj impresivnih delov projekta. Na manipulatorju je nameščen senzor razdalje, ki se odziva na ovire okoli.

Osnovne razlage kode so predstavljene spodaj

#define trigPin 7

Naslednji del kode:

Vsem 5 signalom (za 6 pogonov) smo dodelili imena (lahko karkoli)

Sledi:

Serial.begin(9600);

pinMode(trigPin, IZHOD);

pinMode(echoPin, INPUT);

pinMode(led, IZHOD);

myservo1.attach(3);

myservo2.attach(5);

myservo3.attach(9);

myservo4.attach(10);

myservo5.attach(11);

Plošči Arduino povemo, na katere zatiče so priključeni LED, servo motorji in senzor razdalje. Tukaj ni treba ničesar spreminjati.

prazen položaj1())(

digitalWrite(led, HIGH);

myservo2.writeMicroseconds(1300);

myservo4.writeMicroseconds(800);

myservo5.writeMicroseconds(1000);

Tukaj se lahko nekatere stvari spremenijo. Nastavil sem položaj in ga imenoval položaj1. Uporabljen bo v prihodnjem programu. Če želite zagotoviti drugačno gibanje, spremenite vrednosti v oklepajih od 0 do 3000.

Po tem:

prazen položaj2())(

digitalWrite(led,LOW);

myservo2.writeMicroseconds(1200);

myservo3.writeMicroseconds(1300);

myservo4.writeMicroseconds(1400);

myservo5.writeMicroseconds(2200);

Podobno kot pri prejšnjem delu, le da je v tem primeru pozicija2. Po istem principu lahko dodate nove položaje za gibanje.

dolgo trajanje, razdalja;

digitalWrite(trigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trigPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

trajanje = pulseIn(echoPin, HIGH);

razdalja = (trajanje/2) / 29,1;

Zdaj se začne izvajati glavna koda programa. Ne bi ga smeli spreminjati. Glavna naloga zgornjih vrstic je konfiguracija senzorja razdalje.

Po tem:

če (razdalja<= 30) {

če (razdalja< 10) {

myservo5.writeMicroseconds(2200); //odpri grabilnik

myservo5.writeMicroseconds(1000); //zapri grabilo

Zdaj lahko dodate nove premike glede na razdaljo, ki jo izmeri ultrazvočni senzor.

če (razdalja<=30){ // данная строка обеспечивает переход в position1, если расстояние меньше 30 см.

položaj1(); //v bistvu bo roka izvedla vse, kar določite med oklepaji ( )

else( // če je razdalja večja od 30 cm, pojdi na položaj2

position()2 // podobno prejšnji vrstici

V kodi lahko spremenite razdaljo in naredite, kar želite.

Zadnje vrstice kode

če (razdalja > 30 || razdalja<= 0){

Serial.println("Izven obsega"); //izdaj sporočilo v serijski monitor, da smo presegli podano območje

Serial.print(razdalja);

Serial.println("cm"); //razdalja v centimetrih

zamuda (500); //zakasnitev 0,5 sekunde

Seveda lahko tu vse pretvorite v milimetre, metre, spremenite prikazano sporočilo itd. Z zamudo se lahko malo poigrate.

To je vse. Uživajte, nadgradite lastne manipulatorje, delite ideje in rezultate!

Pozdravljeni Giktimes!

Projekt uArm podjetja uFactory je pred več kot dvema letoma zbiral sredstva na Kickstarterju. Že od samega začetka so govorili, da bo šlo za odprt projekt, a se jim takoj po koncu podjetja ni mudilo z objavo izvorne kode. Želel sem samo izrezati pleksi steklo po njihovih risbah in to je to, a ker ni bilo izvornih materialov in o tem v doglednem času ni bilo videti, sem začel ponavljati dizajn po fotografijah.

Zdaj je moja robotska roka videti takole:

Ob počasnem delu sem v dveh letih uspel narediti štiri različice in pridobil kar nekaj izkušenj. Pod rezom najdete opis, zgodovino projekta in vse projektne datoteke.

Poskus in napaka

Ko sem začel delati na risbah, nisem hotel samo ponoviti uArma, ampak ga izboljšati. Zdelo se mi je, da je v mojih razmerah povsem mogoče brez ležajev. Prav tako mi ni bilo všeč, da se elektronika vrti skupaj s celotnim manipulatorjem in sem želel poenostaviti zasnovo spodnjega dela tečaja. Poleg tega sem ga takoj začel risati nekoliko manjšega.

S temi vhodnimi parametri sem narisal prvo različico. Na žalost nimam nobene fotografije te različice manipulatorja (ki je bila narejena v rumeni barvi). Napake v njem so bile preprosto epske. Prvič, skoraj nemogoče ga je bilo sestaviti. Praviloma je bila mehanika, ki sem jo narisal pred manipulatorjem, precej enostavna in mi ni bilo treba razmišljati o procesu sestavljanja. A kljub temu sem ga sestavil in poskusil zagnati, pa se moja roka komaj premakne! Vsi deli so se vrteli okoli vijakov in če sem jih zategnila, da je bilo manj zračnosti, se ni mogla premakniti. Če sem ga zrahljal, da se je lahko premikal, se je pojavila neverjetna zračnost. Posledično koncept ni preživel niti tri dni. In začel je delati na drugi različici manipulatorja.

Rdeča je bila že kar primerna za v službo. Sestavljen je bil normalno in se je lahko premikal z mazanjem. Na njem sem lahko preizkusil programsko opremo, vendar je bil še vedno zaradi pomanjkanja ležajev in velikih izgub na različnih potiskih zelo šibek.

Nato sem delo na projektu za nekaj časa opustil, a se kmalu odločil, da ga uresničim. Odločil sem se, da bom uporabil močnejše in priljubljene servomotorje, povečal velikost in dodal ležaje. Poleg tega sem se odločil, da ne bom poskušal narediti vsega popolno naenkrat. Risbe sem skiciral na hitro, brez lepih povezav, in naročil izrez iz prozornega pleksi stekla. Z uporabo nastalega manipulatorja sem lahko odpravil napake v procesu montaže, identificiral področja, ki so potrebovala dodatno ojačitev, in se naučil uporabljati ležaje.

Ko sem se s prozornim manipulatorjem zelo zabaval, sem se lotil risanja končne bele različice. Torej, zdaj so vse mehanike popolnoma razhroščene, ustrezajo mi in pripravljen sem reči, da v tem dizajnu ne želim spremeniti ničesar drugega:

Deprimira me, da v projekt uArm nisem mogel prinesti ničesar bistveno novega. Ko sem začel risati končno različico, so na GrabCadu že predstavili 3D modele. Kot rezultat, sem samo malo poenostavil krempelj, pripravil datoteke v priročni obliki in uporabil zelo preproste in standardne komponente.

Lastnosti manipulatorja

Pred prihodom uArma so namizni manipulatorji tega razreda izgledali precej dolgočasno. Ali sploh niso imeli elektronike ali pa so imeli nekakšen nadzor z upori ali pa so imeli svojo lastniško programsko opremo. Drugič, običajno niso imeli sistema vzporednih tečajev in sam oprijem je med delovanjem spreminjal svoj položaj. Če zberete vse prednosti mojega manipulatorja, dobite precej dolg seznam:

1. Sistem palic, ki omogoča namestitev močnih in težkih motorjev na podnožje manipulatorja ter držanje prijemala vzporedno ali pravokotno na podlago
2. Preprost nabor komponent, ki jih je enostavno kupiti ali izrezati iz pleksi stekla
3. Ležaji v skoraj vseh komponentah manipulatorja
4. Enostaven za sestavljanje. To se je izkazalo za res težko nalogo. Še posebej težko je bilo razmišljati o procesu sestavljanja baze
5. Položaj oprijema lahko spreminjate za 90 stopinj
6. Odprta koda in dokumentacija. Vse je pripravljeno v dostopnih oblikah. Posredoval bom povezave za prenos 3D modelov, datotek za rezanje, seznam materialov, elektronike in programske opreme
7. Arduino združljiv. Obstaja veliko nasprotnikov Arduina, vendar verjamem, da je to priložnost za razširitev občinstva. Profesionalci lahko preprosto napišejo svojo programsko opremo v C - to je običajen krmilnik podjetja Atmel!

Mehanika

Za sestavljanje morate iz pleksi stekla debeline 5 mm izrezati dele:

Za rezanje vseh teh delov so mi zaračunali približno 10 dolarjev.

Podstavek je nameščen na velikem ležaju:

Še posebej težko je bilo razmišljati o bazi z vidika postopka sestavljanja, vendar sem pazil na inženirje iz uArma. Gugalnice sedijo na zatiču s premerom 6 mm. Opozoriti je treba, da se moj komolec drži na držalu v obliki črke U, uFactoryjev pa na držalu v obliki črke L. Težko je razložiti, kakšna je razlika, a mislim, da mi je šlo bolje.

Ročaj je sestavljen ločeno. Lahko se vrti okoli svoje osi. Sam krempelj sedi neposredno na gredi motorja:

Na koncu članka bom dal povezavo do super podrobnih navodil za montažo v fotografijah. Vse skupaj lahko brez skrbi zvijete v nekaj urah, če imate vse, kar potrebujete, pri roki. Pripravil sem tudi 3D model v brezplačnem programu SketchUp. Lahko ga prenesete, predvajate in vidite, kaj in kako je bilo sestavljeno.

elektronika

Da bi ročno delovalo, morate le povezati pet servomotorjev na Arduino in jih napajati iz dobrega vira. uArm uporablja neke vrste povratne motorje. Za krmiljenje prijemala sem namestil tri navadne motorje MG995 in dva majhna kovinska motorja z gonilniki.

Tukaj je moja pripoved tesno prepletena s prejšnjimi projekti. Pred časom sem začel poučevati programiranje Arduino in za te namene celo pripravil svojo ploščo, združljivo z Arduino. Po drugi strani pa sem nekega dne imel možnost poceni izdelovati deske (o čemer sem tudi pisal). Na koncu se je vse končalo tako, da sem uporabil svojo ploščo, združljivo z Arduino, in specializiran ščit za nadzor manipulatorja.

Ta ščit je pravzaprav zelo preprost. Ima štiri spremenljive upore, dva gumba, pet servo konektorjev in napajalni konektor. To je zelo priročno z vidika odpravljanja napak. Lahko naložiš testno skico in posnameš kakšen makro za nadzor ali kaj podobnega. Na koncu članka bom dal tudi povezavo za prenos datoteke plošče, vendar je pripravljena za izdelavo z metaliziranimi luknjami, zato je za domačo proizvodnjo malo uporabna.

Programiranje

Najbolj zanimivo je upravljanje manipulatorja iz računalnika. uArm ima priročno aplikacijo za nadzor manipulatorja in protokol za delo z njim. Računalnik pošlje 11 bajtov v vrata COM. Prvi je vedno 0xFF, drugi je 0xAA in nekaj preostalih je signalov za servomotorje. Nato se ti podatki normalizirajo in pošljejo motorjem v obdelavo. Moji servomotorji so povezani z digitalnimi vhodi/izhodi 9-12, vendar se to lahko enostavno spremeni.

Terminalni program uArm omogoča spreminjanje petih parametrov pri upravljanju miške. Ko se miška premika po površini, se spreminja položaj manipulatorja v ravnini XY. Z vrtenjem kolesa se spremeni višina. LMB/RMB - stisnite/razprostrite krempelj. RMB + kolo - zavrtite ročaj. Pravzaprav je zelo priročno. Če želite, lahko napišete katero koli terminalsko programsko opremo, ki bo komunicirala z manipulatorjem po istem protokolu.

Tukaj ne bom dajal skic - lahko jih prenesete na koncu članka.

Video o delu

In končno, videoposnetek samega manipulatorja. Prikazuje, kako upravljati miško, upore in vnaprej posnet program.

Povezave

Datoteke za rezanje pleksi stekla, 3D modele, seznam nakupov, risbe plošč in programsko opremo lahko prenesete na koncu moje

Najprej bodo obravnavana splošna vprašanja, nato tehnične značilnosti rezultata, podrobnosti in na koncu sam postopek montaže.

Na splošno in na splošno

Ustvarjanje te naprave kot celote ne bi smelo povzročati težav. Skrbno bo treba pretehtati le možnosti mehanskih gibov, ki jih bo s fizikalnega vidika precej težko izvesti, da bo manipulativna roka opravljala naloge, ki so ji dodeljene.

Tehnične značilnosti rezultata

Upoštevan bo vzorec s parametri dolžine/višine/širine 228/380/160 milimetrov. Teža ročno izdelanega manipulatorja bo približno 1 kilogram. Za upravljanje se uporablja žični daljinski upravljalnik. Predviden čas sestavljanja, če imate izkušnje, je približno 6-8 ur. Če ga ni, lahko traja dneve, tedne in s prizanesljivostjo celo mesece, da se sestavi roka manipulatorja. V takih primerih bi morali to storiti z lastnimi rokami samo zaradi lastnega interesa. Za premikanje komponent se uporabljajo kolektorski motorji. Z dovolj truda lahko naredite napravo, ki se bo vrtela za 360 stopinj. Tudi za lažje delo, poleg standardnih orodij, kot sta spajkalnik in spajka, se morate založiti z:

1. Klešče z dolgim ​​nosom.
2. Stranski rezkarji.
3. Phillips izvijač.
4. 4 baterije tipa D.

Daljinsko upravljanje je mogoče izvesti s pomočjo gumbov in mikrokrmilnika. Če želite narediti daljinsko brezžično upravljanje, boste potrebovali tudi akcijski krmilni element v roki manipulatorja. Kot dodatki bodo potrebne samo naprave (kondenzatorji, upori, tranzistorji), ki bodo omogočile stabilizacijo tokokroga in prenos toka zahtevane velikosti ob pravem času.

Majhni detajli

Za uravnavanje števila vrtljajev lahko uporabite adapterska kolesa. Zaradi njih bo gibanje roke manipulatorja gladko.

Prav tako je treba zagotoviti, da žice ne otežujejo njegovih gibov. Optimalno bi bilo, da bi jih položili znotraj konstrukcije. Vse lahko naredite od zunaj; ta pristop bo prihranil čas, vendar lahko povzroči težave pri premikanju posameznih komponent ali celotne naprave. In zdaj: kako narediti manipulator?

Skupina na splošno

Zdaj pa nadaljujemo neposredno z ustvarjanjem roke manipulatorja. Začnimo pri temelju. Zagotoviti je treba, da se naprava lahko vrti v vse smeri. Dobra rešitev bi bila postavitev na diskovno ploščad, ki jo poganja en motor. Da se lahko vrti v obe smeri, obstajata dve možnosti:

1. Montaža dveh motorjev. Vsak od njih bo odgovoren za obračanje v določeno smer. Ko eden dela, drugi miruje.
2. Namestitev enega motorja z vezjem, ki ga lahko vrti v obe smeri.

Katero od predlaganih možnosti izbrati je v celoti odvisno od vas. Nato je izdelana glavna konstrukcija. Za udobno delo sta potrebna dva "sklepa". Pritrjena na ploščad mora imeti možnost nagibanja v različne smeri, kar dosežemo s pomočjo motorjev, ki se nahajajo na njenem dnu. Še eno ali par je treba postaviti na pregib komolca, tako da lahko del prijemalke premikate po vodoravni in navpični črti koordinatnega sistema. Nadalje, če želite dobiti največje zmogljivosti, lahko namestite še en motor na zapestje. Naslednje je tisto najnujnejše, brez katerega manipulativna roka ni mogoča. Napravo za zajemanje boste morali izdelati z lastnimi rokami. Tukaj je veliko možnosti izvedbe. Lahko podate nasvet o dveh najbolj priljubljenih:

1. Uporabljata se le dva prsta, ki hkrati stisneta in sprostita predmet, ki ga želite prijeti. Je najpreprostejša izvedba, ki pa se običajno ne more pohvaliti s pomembno nosilnostjo.
2. Ustvari se prototip človeške roke. Tukaj se lahko uporablja en motor za vse prste, s pomočjo katerega se bo izvajalo upogibanje/raztegovanje. Toda zasnova je lahko bolj zapletena. Tako lahko na vsak prst priključite motor in jih krmilite posebej.

Nato ostane še izdelava daljinskega upravljalnika, s pomočjo katerega se bo vplivalo na posamezne motorje in hitrost njihovega delovanja. In lahko začnete eksperimentirati z uporabo robotskega manipulatorja, ki ste ga naredili sami.

Možni shematski prikazi rezultata

DIY manipulativna roka ponuja veliko možnosti za ustvarjalnost. Zato vam predstavljamo več izvedb, ki jih lahko vzamete kot osnovo za ustvarjanje lastne naprave za podoben namen.

Vsako predstavljeno vezje manipulatorja je mogoče izboljšati.

Zaključek

Pomembna stvar pri robotiki je, da praktično ni omejitev za funkcionalno izboljšanje. Zato, če želite, ustvarjanje pravega umetniškega dela ne bo težko. Ko govorimo o možnih načinih nadaljnje izboljšave, velja omeniti žerjav. Izdelava takšne naprave z lastnimi rokami ne bo težka, hkrati pa bo otroke naučila ustvarjalnega dela, znanosti in oblikovanja. In to lahko pozitivno vpliva na njihovo prihodnje življenje. Ali bo težko narediti žerjav z lastnimi rokami? To ni tako problematično, kot se morda zdi na prvi pogled. Razen če je vredno skrbeti za prisotnost dodatnih majhnih delov, kot so kabel in kolesa, na katerih se bo vrtel.

Pogled na notranjo stran dlani humanoidnega robota RKP-RH101-3D. Dlan roke humanoidnega robota je stisnjena pri 50 %. (glej sliko 2).

V tem primeru so možni kompleksni gibi roke humanoidnega robota, vendar programiranje postane bolj kompleksno, zanimivo in razburljivo. Hkrati je na vsakem prstu roke humanoidnega robota mogoče namestiti dodatne različne senzorje in senzorje, ki nadzorujejo različne procese.

To je na splošno zasnova manipulatorja RKP-RH101-3D. Kar zadeva kompleksnost nalog, ki jih lahko reši določen robot, opremljen z različnimi manipulatorji, ki nadomeščajo roke, so v veliki meri odvisne od kompleksnosti in popolnosti krmilne naprave.
Običajno govorimo o treh generacijah robotov: industrijskih, prilagodljivih in robotih z umetno inteligenco. Toda ne glede na to, kakšen robot je zasnovan, ne more brez manipulatorskih rok za opravljanje različnih nalog. Povezave manipulatorja so gibljive ena glede na drugo in lahko izvajajo rotacijske in translacijske gibe. Včasih je zadnja povezava manipulatorja (njegova roka), namesto da preprosto zgrabi predmet iz industrijskih robotov, nekakšno delovno orodje, na primer vrtalnik, ključ, razpršilec barve ali varilni gorilnik. Humanoidni roboti imajo lahko tudi različne dodatne miniaturne naprave na dosegu rok svojih manipulatorjev v obliki roke, na primer za vrtanje, graviranje ali risanje.

Splošni pogled na humanoidni bojni robot na servo motorjih z rokami RKP-RH101-3D (glej sliko 3).

Med značilnostmi tega robota na platformi Arduino je mogoče opozoriti na kompleksnost njegove zasnove. Robotska roka je sestavljena iz številnih vzvodov, ki ji omogočajo premikanje po vseh oseh, prijemanje in premikanje različnih stvari s pomočjo samo 4 servo motorjev. Ko boste takšnega robota sestavili z lastnimi rokami, boste zagotovo lahko presenetili svoje prijatelje in ljubljene z zmogljivostmi in prijetnim videzom te naprave! Ne pozabite, da lahko za programiranje vedno uporabite naše grafično okolje RobotON Studio!

Če imate kakršna koli vprašanja ali komentarje, smo vedno v stiku! Ustvarite in objavite svoje rezultate!

Posebnosti:

Za sestavljanje robotske roke z lastnimi rokami boste potrebovali kar nekaj komponent. Glavnino zasedajo 3D natisnjeni deli, približno 18 jih je (ni potrebno natisniti diapozitiva, če ste prenesli in natisnili vse, kar potrebujete, boste potrebovali vijake, matice in elektroniko).

• 5 vijakov M4 20 mm, 1 x 40 mm in pripadajoče matice z zaščito proti zvijanju
• 6 vijakov M3 10 mm, 1 x 20 mm in pripadajoče matice
• Testna plošča s povezovalnimi žicami ali oklopom
• Arduino Nano
• 4 servo motorji SG 90

Po montaži ohišja je POMEMBNO zagotoviti, da se lahko prosto premika. Če se ključne komponente Roboarma premikajo s težavo, servo motorji morda ne bodo kos obremenitvi. Pri sestavljanju elektronike se morate zavedati, da je bolje priključiti vezje na napajanje po temeljitem preverjanju povezav. Da bi se izognili poškodbam servo pogonov SG 90, vam samega motorja ni treba vrteti ročno, če to ni potrebno. Če morate razviti SG 90, morate gladko premikati gred motorja v različnih smereh.

Tehnični podatki:

• Enostavno programiranje zaradi prisotnosti majhnega števila motorjev istega tipa
• Prisotnost mrtvih con za nekatere servo motorje
• Široka uporabnost robota v vsakdanjem življenju
• Zanimivo inženirsko delo
• Potreba po uporabi 3D tiskalnika