Tālvadības bioniskā roka: 13 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Šajā pamācībā mēs izgatavosim tālvadības bionisko roku, kas ir robota roka, kas līdzīga cilvēka rokai ar sešām brīvības pakāpēm (piecas figūrām un viena plaukstas locītavai). To kontrolē ar cilvēka roku, izmantojot cimdu, kuram ir pievienoti elastīgie sensori pirkstu atgriezeniskajai saitei un IMU plaukstas leņķa atgriezeniskajai saitei.

Šīs ir rokas galvenās iezīmes:

1. Robotiskā roka ar 6 brīvības pakāpēm: pieci uz katra pirksta, ko kontrolē ar virknēm, kas piestiprinātas pie servo, un plaukstas kustība atkal tiek veikta, izmantojot servo. Tā kā visas brīvības pakāpes tiek kontrolētas, izmantojot servo, mums nav nepieciešami papildu sensori atgriezeniskajai saitei.
2. Flex sensori: pieci elastības sensori ir piestiprināti cimdam. Šie elastīgie sensori sniedz atgriezenisko saiti mikrokontrolētiem, kurus izmanto, lai kontrolētu bionisko roku.
3. IMU: IMU izmanto, lai iegūtu rokas plaukstas leņķi.
4. Tiek izmantoti divi redzami (uz Arduino balstīti mikrokontrolleri): viens ir piestiprināts pie cimda, lai iegūtu plaukstas leņķi un elastīgu kustību, un otrs ir piestiprināts pie bioniskās rokas, kas kontrolē servos.
5. Abi evive sazinās viens ar otru, izmantojot Bluetooth.
6. Ir dotas divas papildu brīvības pakāpes, lai bioniskā roka X un Z plaknē kustētos, un to var ieprogrammēt, lai veiktu sarežģītus uzdevumus, piemēram, PICK AND PLACE ROBOTS.
7. Divas papildu kustības tiek kontrolētas, izmantojot kursorsviru.

Tā kā tagad jums ir īss priekšstats par to, ko mēs esam paveikuši šajā bioniskajā rokā, ļaujiet mums detalizēti iziet katru soli.

1. darbība: roka un forārs

Mēs paši neesam izstrādājuši visu roku un formu. Internetā ir pieejami daudzi roku un formu modeļi. Mēs esam paņēmuši vienu no InMoov dizaina.

Mēs esam izveidojuši labo roku, tāpēc šīs detaļas ir jāizdrukā 3D formātā:

• 1x īkšķis
• 1x indekss
• 1x nepārvaramas varas apstākļi
• 1x Auriculaire
• 1x Pinky
• 1x Bolt_entretoise
• 1x plaukstas locītava
• 1x plaukstas
• 1x virsma
• 1x vāka pirksts
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x rotējošs plaukstas locītava2
• 1x rotējošs plaukstas locītava 1
• 1x rotējošs rokassprādzis3
• 1x WristGears
• 1x CableHolderWrist

Visu montāžas rokasgrāmatu varat iegūt šeit.

2. solis: Z ass dizains

Mēs esam izveidojuši pielāgotu daļu, kas pievienota formara galā, kurai ir spraugas gultņiem un svina skrūvei. Gultnis tiek izmantots, lai vadītu roku z asī, un ass kustību kontrolē, izmantojot svina un skrūves mehānismu. Svina skrūves mehānismā, kad griežas skrūvei līdzīgs vārpsta, svina skrūves uzgrieznis šo rotējošo kustību pārvērš lineārā kustībā, kā rezultātā rodas rokas lineāra kustība.

Svina skrūve tiek pagriezta, izmantojot pakāpju motoru, kā rezultātā tiek nodrošināta precīza robota rokas kustība.

Pakāpju motors, vārpstas un svina skrūve ir piestiprināti pie pielāgotas 3D drukātas daļas, starp kuru pārvietojas robotizētā roka.

3. darbība: X ass kustība un rāmis

Kā minēts iepriekšējā solī, pakāpiena motora un vārpstu turēšanai tika izstrādāta otra pielāgota daļa. Tajā pašā daļā ir arī caurumi gultņiem un uzgriežņi, ko izmanto svina skrūves mehānismam X ass kustībai. Pakāpju motors un vārpstas balsts ir uzstādīti uz alumīnija rāmja, kas izgatavots no 20 mm x 20 mm t-spraugas alumīnija ekstrūzijas.

Projekta mehāniskais aspekts ir pabeigts, tagad apskatīsim elektronikas daļu.

4. solis: pakāpiena motora palaišana: A4988 vadītāja shēmas shēma

Mēs izmantojam evive kā savu mikrokontrolleri, lai kontrolētu savus servos un motorus. Šīs ir sastāvdaļas, kas nepieciešamas, lai kontrolētu pakāpju motoru, izmantojot kursorsviru:

• XY kursorsvira
• Jumper vadi
• A4988 Motora vadītājs
• Akumulators (12V)

Iepriekš parādīta shēma.

5. solis: soļu motora kods

Mēs izmantojam BasicStepperDriver bibliotēku, lai kontrolētu pakāpju motoru ar evive. Kods ir vienkāršs:

• Ja X ass potenciometra rādījums ir lielāks par 800 (analogā nolasījuma 10 biti), pārvietojiet satvērēju uz augšu.

• Ja X ass potenciometra rādījums ir mazāks par 200 (analogā nolasījuma 10 biti), pārvietojiet satvērēju uz leju.

• Ja Y ass potenciometra rādījums ir lielāks par 800 (analogā nolasījuma 10 biti), pārvietojiet satvērēju pa kreisi.
• Ja Y ass potenciometra rādījums ir mazāks par 200 (analogā nolasījuma 10 biti), pārvietojiet satvērēju pa labi.

Kods ir norādīts zemāk.

6. solis: elastīgie sensori

Šis elastīgais sensors ir mainīgs rezistors. Liekuma sensora pretestība palielinās, saliekot detaļas korpusu. Pirkstu kustībai esam izmantojuši piecus 4,5 collu elastīgus sensorus.

Vienkāršākais veids, kā iekļaut šo sensoru mūsu projektā, bija to izmantot kā sprieguma dalītāju. Šai shēmai nepieciešams viens rezistors. Šajā piemērā mēs izmantosim 47 kΩ rezistoru.

Elastīgie sensori ir piestiprināti pie analogās tapas A0-A4.

Iepriekš minētā ir viena no potenciālajām dalītāju shēmām ar evive.

7. solis: elastīgā sensora kalibrēšana

"loading =" slinks "gala rezultāts bija fantastisks. Mēs varējām kontrolēt bionisko roku, izmantojot cimdu.

Evive ir vienas pieturas elektronikas prototipēšanas platforma visām vecuma grupām, lai palīdzētu viņiem mācīties, veidot, atkļūdot savus robotikas, iegultos un citus projektus. Ar sirdi Arduino Mega, evive piedāvā unikālu uz izvēlni balstītu vizuālo interfeisu, kas novērš nepieciešamību atkārtoti pārprogrammēt Arduino. evive piedāvā IoT pasauli ar barošanas avotiem, sensoriem un izpildmehānismiem vienā mazā portatīvā blokā.

Īsāk sakot, tas palīdz ātri un viegli izveidot projektus/prototipus.

Lai uzzinātu vairāk, apmeklējiet šeit.