Този проект е многостепенна модулна задача. Първият етап от проекта е сглобяването на модул робот-манипулатор, доставян като комплект от части. Вторият етап от задачата ще бъде сглобяването на интерфейса на IBM PC също от набор от части. И накрая, третият етап от задачата е създаването на модул за гласово управление.

Рамката на робота може да се управлява ръчно с помощта на ръчното дистанционно управление, предоставено с комплекта. Рамката на робота може също да се управлява или чрез предварително сглобен интерфейс на IBM PC, или чрез модул за гласово управление. Интерфейсният комплект на IBM PC ви позволява да контролирате и програмирате действията на робота чрез IBM PC работен компютър. Устройството за гласов контрол ви позволява да управлявате ръката на робота с помощта на гласови команди.

Всички тези модули заедно образуват функционално устройство, което ще ви позволи да експериментирате и програмирате автоматизирани последователности от действия или дори да „анимирате“ напълно „насочено“ рамо.

Интерфейсът на компютъра ще ви позволи с помощта на персонален компютър да програмирате рамото на манипулатора за верига от автоматизирани действия или да го „анимирате“. Има и опция, при която можете да управлявате ръката си интерактивно, като използвате ръчен контролер или програма за Windows 95/98. „Анимацията“ на ръката е „забавната“ част от веригата от програмирани автоматизирани действия. Например, ако поставите бебешка ръкавица на ръката си манипулатор и програмирате устройството да показва малко шоу, вие ще програмирате електронната кукла да "анимира". Автоматизираното програмиране на действия е широко използвано в индустрията и развлеченията.

Най-широко използваният робот в индустрията е ръката на робота. Рамото на робота е изключително гъвкав инструмент, дори и само защото крайният сегмент на манипулатора на ръката може да бъде подходящият инструмент, необходим за конкретна задача или производство. Например може да се използва шарнирен заваръчен позиционер точково заваряване, дюзата за пръскане може да се използва за боядисване на различни части и възли, а грайферът може да се използва за захващане и поставяне на предмети, само за да назовем няколко.

И така, както виждаме, ръката на робота изпълнява много полезни функции и може да служи като идеален инструмент за обучение различни процеси... Въпреки това, създаването на роботизирана ръка-манипулатор от нулата е трудна задача... Много по-лесно е да сглобите ръка от части. готов комплект... OWI продава достатъчно добри комплектиманипулаторни рамена, налични от много дистрибутори електронни устройства(вижте списъка с части в края на тази глава). С помощта на интерфейса можете да се свържете сглобено рамо на манипулаторакъм порта на принтера на вашия работен компютър. Като работен компютър можете да използвате серия IBM PC или съвместима машина, която поддържа DOS или Windows 95/98.

Веднъж свързан към порта на принтера на компютъра, рамото на манипулатора може да се управлява интерактивно или програмно от компютъра. Интерактивното ръчно управление е много просто. За да направите това, просто щракнете върху един от функционалните клавиши, за да изпратите на робота команда за извършване на определено движение. Второ натискане на бутона спира командата.

Програмирането на верига от автоматизирани действия също е лесно. Първо щракнете върху клавиша за програма, за да отидете в програмния режим. В този мод ръката функционира точно по същия начин, както е описано по-горе, но освен това всяка функция и нейната продължителност се записват в скриптов файл. Един скриптов файл може да съдържа до 99 различни функции, включително паузи. Самият скриптов файл може да бъде възпроизведен 99 пъти. Писането на различни скриптови файлове ви позволява да експериментирате с компютърно контролирана последователност от автоматизирани действия и да „съживите“ ръката си. Работата с програмата под Windows 95/98 е описана по-подробно по-долу. Програмата за Windows е включена в интерфейсния комплект за роботизирана ръка или може да бъде изтеглена безплатно от Интернет на адрес http://www.imagesco.com.

В допълнение на Windows програмаръката може да се управлява с помощта на BASIC или QBASIC. Програмата на ниво DOS се съдържа на дискетите, включени в комплекта за интерфейс. Програмата DOS обаче позволява управление само в интерактивен режим с помощта на клавиатурата (вижте разпечатката на програмата BASIC на една от дискетите). Програма на ниво DOS не позволява създаването на скриптови файлове. Въпреки това, ако имате опит в програмирането на BASIC, тогава последователността от движения на рамото на манипулатора може да бъде програмирана подобно на работата на скриптов файл, използван в програма под Windows. Последователността на движенията може да се повтаря, както се прави при много „одушевени“ роботи.

Роботизирана ръка

Рамото на манипулатора (виж фиг. 15.1) има три степени на свобода на движение. Лакътната става може да се движи вертикално нагоре и надолу в дъга от приблизително 135 °. Раменната става премества хватката напред и назад в дъга от приблизително 120°. Рамото може да се завърти на основата по посока на часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка под ъгъл от приблизително 350 °. Грайферът на ръката на робота може да хваща и задържа предмети с диаметър до 5 см и да се върти около ставата на китката с приблизително 340 °.

Ориз. 15.1. Кинематична диаграма на движенията и завъртанията на ръката на робота

OWI Robotic Arm Trainer използва пет миниатюрни DC двигателя за задвижване на ръката. Двигателите осигуряват ръчно управление с проводници. Това "кабелно" управление означава, че всяка функция на движение на робота (т.е. работата на съответния двигател) се управлява от отделни проводници (захранване с напрежение). Всеки от петте DC двигателя управлява различно движение на рамото на манипулатора. Управлението по проводник позволява ръчният контролер да бъде направен директно да реагира на електрически сигнали. Това опростява интерфейсната диаграма на ръката на робота, която се свързва към порта на принтера.

Рамото е изработено от олекотена пластмаса. Повечето от основните носещи части също са изработени от пластмаса. DC двигателите, използвани в дизайна на рамото, са миниатюрни високоскоростни двигатели с нисък въртящ момент. За да се увеличи въртящият момент, всеки двигател е свързан към скоростна кутия. Двигателите, заедно със скоростните кутии, са монтирани вътре в конструкцията на рамото на манипулатора. Въпреки че скоростната кутия увеличава въртящия момент, рамото на робота не може да повдига или пренася достатъчно тежки предмети. Препоръчителното максимално допустимо тегло на повдигане е 130гр.

Комплект за изработка на ръка робот и неговите компоненти са показани на фигури 15.2 и 15.3.

Ориз. 15.2. Комплект за изработка на ръка робот

Ориз. 15.3. Скоростна кутия преди сглобяване

Принцип на управление на двигателя

За да разберем как работи Wired Control, нека видим как цифров сигнал задвижва един DC двигател. За управление на двигателя са необходими два допълващи се транзистора. Единият транзистор има проводимост тип PNP, другият - съответно NPN тип проводимост. Всеки транзистор действа като електронен превключвател, контролирайки движението на тока, протичащ през DC двигателя. Посоките на движение на тока, контролирани от всеки от транзисторите, са противоположни. Посоката на тока определя посоката на въртене на двигателя, съответно по посока на часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка. На фиг. 15.4 е тестова верига, която можете да изградите преди да направите интерфейса. Имайте предвид, че когато и двата транзистора са включени, двигателят е изключен. В даден момент трябва да се включва само един транзистор. Ако в даден момент и двата транзистора случайно се окажат отворени, това ще доведе до късо съединение. Всеки двигател се задвижва от два интерфейсни транзистора, които работят по подобен начин.

Ориз. 15.4. Диаграма за проверка

Дизайн на компютърен интерфейс

Диаграмата на интерфейса на компютъра е показана на фиг. 15.5. Комплектът от части за компютърен интерфейс включва печатна платка, местоположението на частите върху която е показано на фиг. 15.6.

Ориз. 15.5. Схематична диаграма PC интерфейс

Ориз. 15.6. Схема за оформление на частите на компютърния интерфейс

На първо място, трябва да определите страната на монтажа на печатната платка. От страна на монтажа са начертани бели линии за резистори, транзистори, диоди, интегрални схеми и конектора DB25. Всички части се вкарват в платката откъм монтажната страна.

Обща забележка: След запояване на частта към проводниците на печатната платка, ненужно дългите проводници трябва да бъдат отстранени от страната за печат. Много е удобно да се спазва определена последователност при сглобяването на части. Първо, инсталирайте 100 kΩ резистори (цветно кодирани пръстени: кафяво, черно, жълто, злато или сребро) с етикет R1-R10. След това монтирайте 5-те диода D1-D5, като се уверите, че черната ивица на диодите е срещу DB25 конектора, както е показано от белите линии, отпечатани на задната страна на печатната платка. След това поставете 15K резисторите (цветно кодирани, кафяви, зелени, оранжеви, златисти или сребристи) с етикет R11 и R13. В позиция R12 запоете червен светодиод към платката. Анодът на светодиода съответства на отвора под R12, обозначен със знака +. След това поставете 14- и 20-пиновите гнезда под U1 и U2 IC. Монтирайте и запойте DB25 коляновия конектор. Не се опитвайте твърде много да поставите крачетата на съединителя в платката; изисква се изключителна прецизност. Ако е необходимо, леко разклатете конектора, като внимавате да не огънете щифтовете. Прикрепете плъзгащия превключвател и регулатора на напрежението тип 7805. Изрежете четири дължини на проводника и запоете към горната част на превключвателя. Наблюдавайте разположението на проводниците, както е показано на фигурата. Поставете и запойте транзисторите TIP 120 и TIP 125. Накрая запоете конектора с осем извода за основа/гнездото и 75 мм кабел за свързване. Монтирайте цокъла с най-дългите проводници нагоре. Поставете две интегрални схеми - 74LS373 и 74LS164 - в съответните им гнезда. Уверете се, че позицията на IC ключа на капака му съвпада с ключа, маркиран с бели линии на печатната платка. Може би сте забелязали, че на дъската все още има място за допълнителни части. Това място е за мрежовия адаптер. На фиг. 15.7 показва снимка на готовия интерфейс от страна на монтажа.

Ориз. 15.7. Сглобяване на компютърен интерфейс. Поглед отгоре

Как работи интерфейсът

Рамото на манипулатора има пет DC двигателя. Съответно имаме нужда от 10 I/O шини за управление на всеки двигател, включително посоката на въртене. Паралелният (принтер) порт на IBM PC и съвместими машини съдържа само осем I/O шини. За да увеличи броя на контролните шини, интерфейсът на ръката на робота използва 74LS164 IC, който е сериен към паралелен преобразувател (SIPO). Само с две паралелни шини, D0 и D1, които изпращат серийния код към IC, можем да получим осем допълнителни I/O шини. Както споменахме, можете да създадете осем I/O шини, но този интерфейс използва пет от тях.

Когато серийният код се въведе в 74LS164 IC, съответният паралелен код се появява на изхода на IC. Ако изходите на 74LS164 бяха директно свързани към входовете на управляващите транзистори, тогава отделните функции на рамото на манипулатора биха се включвали и изключвали навреме с изпращането на серийния код. Очевидно подобна ситуация е неприемлива. За да се избегне това, вторият IC 74LS373, управляван осемканален електронен ключ, беше въведен в интерфейсната верига.

Осемканален ключ 74LS373 има осем входни и осем изходни шини. Двоична информация, налична на входните шини, се предава към съответните изходи на IC само ако сигналът за разрешаване се прилага към IC. След изключване на сигнала за разрешаване, текущото състояние на изходните шини се запазва (запаметява). В това състояние сигналите на входа на ИС нямат ефект върху състоянието на изходните шини.

След като пакетът от серийни данни бъде предаден към 74LS164 IC, сигнал за разрешаване се изпраща към 74LS373 IC от извода D2 на паралелния порт. Това прави възможно прехвърлянето на информация вече в паралелен код от входа на 74LS174 IC към неговите изходни шини. Състоянието на изходните линии се контролира съответно от транзистори TIP 120, които от своя страна управляват функциите на рамото на манипулатора. Процесът се повтаря с всяка нова команда към рамото на манипулатора. Паралелните шини D3-D7 задвижват директно транзисторите TIP 125.

Свързване на интерфейса към рамото на манипулатора

Роботизираната ръка се захранва от 6 V захранване, което се състои от четири D-елемента, разположени в основата на конструкцията. Интерфейсът на компютъра също се захранва от този източник на 6 V. Захранването е биполярно и осигурява ± 3 V. Интерфейсът се захранва чрез 8-пинов Molex конектор, прикрепен към основата на посочващото устройство.

Свържете интерфейса към рамото на манипулатора с помощта на 75 мм 8-жилен Molex кабел. Кабелът Molex се свързва към конектор, разположен в основата на манипулатора (виж Фигура 15.8). Проверете дали конекторът е поставен правилно и здраво. За да свържете интерфейсната платка към компютъра, използвайте 180 см кабел тип DB25, предоставен в комплекта. Единият край на кабела се свързва към порта на принтера. Другият край се свързва към DB25 конектор на интерфейсната платка.

Ориз. 15.8. Свързване на компютърния интерфейс към ръката на робота

В повечето случаи принтерът обикновено е свързан към порта на принтера. За да избегнете неприятностите от включването и изключването на конекторите всеки път, когато искате да използвате посочващото устройство, е добра идея да закупите двупозиционна кутия за превключване на шината на принтера A/B (DB25). Свържете конектора на интерфейсния ключ към вход A и принтера към вход B. Сега можете да използвате превключвателя, за да свържете компютъра или към принтера, или към интерфейса.

Инсталиране на програмата под Windows 95

Поставете 3.5 "дискета с надпис "Диск 1" във вашето флопидисково устройство и стартирайте програмата за настройка (setup.exe). Програмата за настройка ще създаде директория с име "Изображения" на вашия твърд диск и ще копира необходимите файлове в тази директория. В менюто ще се появи иконата Images. За да стартирате програмата, щракнете върху иконата Images в стартовото меню.

Работа с програмата под Windows 95

Свържете интерфейса към порта на принтера на компютъра с помощта на 180 см кабел DB 25. Свържете интерфейса към основата на рамото на манипулатора. Дръжте интерфейса изключен до определено време. Ако интерфейсът е включен в този момент, информацията, съхранявана в порта на принтера, може да предизвика движения на рамото на манипулатора.

Като щракнете двукратно върху иконата Images в стартовото меню, стартирайте програмата. Прозорецът на програмата е показан на фиг. 15.9. Когато програмата работи, червеният светодиод на интерфейсната платка трябва да мига. Забележка:интерфейсът не трябва да се захранва, за да започне да мига светодиодът. Скоростта на мигане на светодиода се определя от скоростта на процесора на вашия компютър. LED трептенето може да е много слабо; за да забележите това, може да се наложи да намалите светлината в стаята и да сгънете дланите си в "пръстен", за да наблюдавате светодиода. Ако светодиодът не мига, това означава, че програмата може да осъществява достъп до грешен адрес на порта (LPT порт). За да превключите интерфейса към друг адрес на порт (LPT порт), отидете в полето Опции на порта на принтера, разположено в горния десен ъгъл на екрана. Моля, изберете друга опция. Правилната настройка на адреса на порта ще доведе до мигане на светодиода.

Ориз. 15.9. Екранна снимка на програмата за компютърен интерфейс за Windows

Когато светодиодът мига, щракнете върху иконата Puuse и едва след това включете интерфейса. Щракването върху съответния функционален бутон ще задейства реципрочно движение на рамото на манипулатора. Щракването отново ще спре движението. Използването на функционалните клавиши за управление на ръката ви се нарича интерактивно управление на модата.

Генериране на скриптов файл

Скриптовите файлове се използват за програмиране на движения и автоматизирани последователности от действия на ръката на манипулатора. Файлът на скрипта съдържа списък с временни команди, които контролират движенията на рамото на манипулатора. Много е лесно да създадете скриптов файл. За да създадете файл, щракнете върху програмния бутон на програмата. Тази операция ще ви позволи да влезете в модата на "програмиране" на скриптовия файл. С натискане на функционалните клавиши ще контролираме движенията на ръката, както вече направихме, но информацията за командата ще бъде записана в жълтата таблица със скриптове, разположена в долния ляв ъгъл на екрана. Номерът на стъпката, започващ с една, ще бъде посочен в лявата колона и за всяка нова команда ще се увеличава с една. Видът на движението (функцията) е посочен в средната колона. След повторно щракване върху функционалния клавиш, изпълнението на движението се прекратява, а в третата колона се появява стойността на времето на изпълнение на движението от началото до края му. Времето за движение е показано с точност до една четвърт секунда. Продължавайки по същия начин, потребителят може да програмира до 99 движения в скриптов файл, включително паузи във времето. След това файлът на скрипта може да бъде запазен и по-късно зареден от всяка директория. Изпълнението на командите на скрипт-файл може да се повтаря циклично до 99 пъти, за което е необходимо да въведете броя на повторенията в прозореца Repeat и да натиснете Старт. Натиснете интерактивния клавиш, за да прекратите писането във файла на скрипта. Тази команда ще върне компютъра онлайн.

"Анимация" на обекти

Скриптовите файлове могат да се използват за компютъризирано автоматизиране на действията или за "анимиране" на обекти. В случай на "анимиращи" обекти, контролираният роботизиран механичен "скелет" обикновено е покрит с външна обвивка и сам по себе си не се вижда. Помните ли куклата ръкавици в началото на главата? Външната обвивка може да бъде под формата на човек (частично или изцяло), извънземно, животно, растение, камък и всичко друго.

Ограничения на обхвата

Ако искате да постигнете професионално нивоизвършване на автоматизирани действия или "съживяване" на обекти, тогава, така да се каже, за поддържане на марката, точността на позициониране при извършване на движения във всеки момент от време трябва да се доближи до 100%.

Въпреки това, може да забележите, че докато повтаряте последователността от действия, записани във файла на скрипта, позицията на рамото на манипулатора (движение на модела) ще се различава от оригиналната. Това се случва по няколко причини. Тъй като батериите на захранването на рамото на манипулатора се разреждат, намаляването на мощността, подадена към DC двигателите, води до намаляване на въртящия момент и скоростта на въртене на двигателите. По този начин дължината на движение на манипулатора и височината на повдигнатия товар за един и същи период от време ще се различават за изтощени и "пресни" батерии. Но това не е единствената причина. Дори при стабилизирано захранване скоростта на двигателя ще се промени, тъй като няма регулатор на оборотите на двигателя. За всеки фиксиран период от време броят на оборотите ще бъде малко различен всеки път. Това ще доведе до факта, че всеки път позицията на рамото на манипулатора ще бъде различна. На всичкото отгоре има известна хлабина в предавките на скоростната кутия, която също не се взема предвид. Под влияние на всички тези фактори, които разгледахме подробно тук, при изпълнение на цикъл от повтарящи се команди в скриптов файл, позицията на рамото на манипулатора ще се различава леко всеки път.

Търсене на начална позиция

Можете да подобрите работата на устройството, като добавите верига към него обратна връзка, който проследява позицията на рамото на манипулатора. Тази информация може да бъде въведена в компютър, за да се определи абсолютната позиция на манипулатора. С такава система за позиционна обратна връзка е възможно да се зададе позицията на рамото на манипулатора в една и съща точка в началото на изпълнението на всяка последователност от команди, записани в скриптовия файл.

Има много възможности за това. При един от основните методи не се осигурява позиционен контрол във всяка точка. Вместо това се използва набор от крайни превключватели, които съответстват на първоначалната позиция "старт". Крайните превключватели определят само една позиция - когато манипулаторът достигне позиция "старт". За да направите това, е необходимо да зададете последователността на крайните прекъсвачи (бутони), така че да се затварят, когато манипулаторът достигне крайното положение в една или друга посока. Например, един краен прекъсвач може да бъде монтиран на основата на манипулатора. Превключвателят трябва да работи само когато рамото на манипулатора достигне крайното си положение при завъртане по посока на часовниковата стрелка. Други крайни изключватели трябва да се монтират на раменните и лакътните стави. Те трябва да работят, когато съответната става е напълно изпъната. Друг превключвател е инсталиран на ръката и се задейства, когато ръката се завърти докрай по посока на часовниковата стрелка. Последният краен прекъсвач е монтиран на грайфера и се затваря, когато е напълно отворен. За да поставите манипулатора в първоначалното му положение, всяко възможно движение на манипулатора се извършва в посоката, необходима за затваряне на съответния краен прекъсвач, докато този ключ се затвори. Веднъж достигнато изходна позицияза всяко движение компютърът ще "знае" точно истинската позиция на ръката.

След достигане на първоначалната позиция, можем да рестартираме програмата, написана в скриптовия файл, като се предполага, че грешката при позициониране по време на изпълнение на всеки цикъл ще се натрупва доста бавно, за да не доведе до твърде големи отклонения на позицията на манипулатора от желаното. След изпълнение на скриптовия файл, ръката се настройва в първоначалната си позиция и цикълът на скриптовия файл се повтаря.

В някои последователности познаването само на началната позиция се оказва недостатъчно, например при вдигане на яйце без риск от смачкване на черупката му. В такива случаи е необходима по-сложна и точна система за позиционна обратна връзка. Сигналите от сензорите могат да се обработват с помощта на ADC. Получените сигнали могат да се използват за определяне на стойностите на параметри като положение, налягане, скорост и въртящ момент. Следният прост пример може да се използва като илюстрация. Представете си, че сте прикрепили малък линеен променлив резистор към улавящия модул. Променливият резистор е монтиран по такъв начин, че преместването на неговия плъзгач напред-назад е свързано с отварянето и затварянето на грайфера. Така, в зависимост от степента на отваряне на грайфера, съпротивлението се променя. променлив резистор... След калибриране, чрез измерване на текущото съпротивление на променливия резистор, можете точно да настроите ъгъла на отваряне на скобите на захващането.

Създаването на такава система за обратна връзка въвежда друго ниво на сложност в устройството и съответно води до поскъпването му. Следователно, повече прост варианте въвеждането на ръчна система за управление за коригиране на позицията и движенията на рамото на манипулатора по време на изпълнение на скриптовата програма.

Система за ръчно управление на интерфейса

След като се уверите, че интерфейсът работи правилно, можете да използвате 8-пиновия плосък конектор, за да свържете ръчния терминал към него. Проверете позицията на 8-пиновия конектор Molex към главата на конектора на интерфейсната платка, както е показано на фиг. 15.10. Поставете конектора внимателно, докато фиксира здраво. След това рамото на манипулатора може да се управлява от ръчното дистанционно управление по всяко време. Няма значение дали интерфейсът е свързан към компютър или не.

Ориз. 15.10. Връзка за ръчно управление

DOS програма за управление на клавиатурата

Има програма DOS, която ви позволява интерактивно да контролирате работата на ръката на манипулатора от клавиатурата на компютъра. Списъкът с клавиши, съответстващи на изпълнението на определена функция, е даден в таблицата.

При гласовото управление на рамото на манипулатора се използва набор от разпознаване на реч (URR), което е описано в гл. 7. В тази глава ще направим интерфейс, който свързва URR с рамото на манипулатора. Този интерфейс се предлага и като комплект от Images SI, Inc.

Интерфейсната диаграма за URR е показана на фиг. 15.11. Интерфейсът използва микроконтролер 16F84. Програмата на микроконтролера изглежда така:

„URR интерфейсна програма

Символ PortA = 5

Символ TRISA = 133

Символ PortB = 6

Символ TRISB = 134

Ако bit4 = 0, тогава тригер 'Ако записването към тригера е разрешено, прочетете

Започнете „Повторение“.

пауза 500 'Изчакайте 0,5 сек

Погледнете PortB, B0 'Прочетете BCD кода

Ако бит5 = 1, тогава изпратете „Изходен код

трябва да започнете „Повторение

погледнете PortA, b0 'Прочетете порт A

ако бит4 = 1, тогава единадесет „Има ли 11?

poke PortB, b0 'Изходен код

трябва да започнете „Повторение

ако бит0 = 0, тогава десет

трябва да започнете „Повторение

трябва да започнете „Повторение

Ориз. 15.11. Схема на URR контролер за ръка на робот

Софтуерната актуализация за 16F84 може да бъде изтеглена безплатно от http://www.imagesco.com

Програмиране на URR интерфейс

Програмирането на URR интерфейса е подобно на процедурата за програмиране на URR от набора, описан в гл. 7. За правилна работаза рамото на манипулатора трябва да програмирате командните думи според числата, съответстващи на определено движение на манипулатора. Таблица 15.1 показва примери за командни думи, които контролират работата на рамото на манипулатора. Можете да изберете командните думи по ваш вкус.

Таблица 15.1

Списък с части за компютърен интерфейс

(5) NPN транзистор TIP120

(5) PNP транзистор TIP 125

(1) Преобразувател на код IC 74164

(1) IC 74LS373 осем ключа

(1) LED червен

(5) Диод 1N914

(1) Molex 8-пинов женски конектор

(1) Кабел Molex, 8-жилен, дълъг 75 мм

(1) DIP превключвател

(1) DB25 ъглов съединител

(1) 1,8 м кабел DB 25 с два конектора тип М.

(1) Печатна електронна платка

(3) Резистор 15 kΩ, 0,25 W

Всички изброени части са включени в комплекта.

Списък с части за интерфейса за разпознаване на реч

(5) NPN транзистор TIP 120

(5) PNP транзистор TIP 125

(1) IC 4011 NOR порта

(1) IC 4049 - 6 буфера

(1) Операционен усилвател IC 741

(1) Резистор 5,6 kOhm, 0,25 W

(1) Резистор 15 kΩ, 0,25 W

(1) 8-пинов съединител Molex

(1) Кабел Molex, 8 жила, дълъг 75 мм

(10) Резистор 100 kΩ, 0,25 W

(1) Резистор 4,7 kOhm, 0,25 W

(1) 7805 регулатор на напрежението IC

(1) Микроконтролер PIC IC 16F84

(1) 4,0 MHz кристален резонатор

Интерфейсен комплект за ръка ръка

Комплект за рамо на манипулатора OWI

Интерфейс за разпознаване на говор за рамото на манипулатора

Комплект устройства за разпознаване на говор

Частите могат да бъдат поръчани от:

Images, SI, Inc.

Сега малко хора си спомнят, за съжаление, че през 2005 г. имаше Chemical Brothers и имаха прекрасно видео - Believe, където роботизирана ръкапреследва героя на видеото из града.

Тогава сънувах. Неосъществимо по онова време, тъй като нямах и най-малка представа за електрониката. Но исках да вярвам - вярвай. Изминаха 10 години и точно вчера успях да сглобя собствената си роботизирана ръка за първи път, да я пусна в действие, след това да я счупя, поправя и стартирам отново, и по пътя да намеря приятели и да придобия само увереност.

Внимание, спойлери под разфасовката!

Всичко започна с (здравей, Master Kit, и благодаря, че ми позволи да пиша във вашия блог!), което беше почти веднага намерено и избрано след статията на Habré. В сайта пише, че дори 8-годишно дете може да построи робот - защо съм по-лош? Просто пробвам ръката си по същия начин.

В началото имаше параноя

Като истински параноик, веднага ще изразя страховете, които първоначално имах за конструктора. В моето детство отначало имаше качествени съветски дизайнери, след това китайски играчки се рушаха в ръцете ми ... и след това детството ми приключи :(

Следователно от това, което остана в паметта на играчките, беше:

• Ще се счупи ли пластмасата и ще се разпадне в ръцете ви?
• Ще паснат ли свободно частите заедно?
• Не всички части са включени в комплекта?
• Ще бъде ли сглобената конструкция крехка и краткотрайна?

И накрая, един урок, научен от съветските дизайнери:

• Някои от частите ще трябва да бъдат завършени с файл
• И части от частите просто няма да бъдат в комплекта.
• И друга част няма да работи първоначално, ще трябва да се смени

Какво мога да кажа сега: не напразно в любимото ми видео Believe главният геройвижда страховете там, където ги няма. Нито един от страховете не се сбъдна: имаше точно толкова части, колкото трябваше, всички си пасваха, според мен - идеално, което много повдигна настроението по пътя.

Детайлите на конструктора не само перфектно съвпадат един с друг, но и момента е обмислен така подробностите е почти невъзможно да се объркат... Вярно, с немска педантичност на създателите оставете настрана винтовете точно толкова, колкото е необходимоследователно е нежелателно да губите винтове на пода или да объркате "кое къде" при сглобяването на робота.

Спецификации:

дължина: 228 мм
височина: 380 мм
ширина: 160 мм
Тегло на монтажа: 658 гр.

Хранене: 4 батерии тип D
Тегло на вдигнатите предмети:до 100гр
Подсветка: 1 светодиод
Тип контрол:жичен дистанционно
Приблизително време за изграждане: 6 часа
Трафик: 5 четкови мотора
Защита на конструкцията по време на движение:тресчотка

мобилност:
Механизъм за улавяне: 0-1,77""
Движение на китката:в рамките на 120 градуса
Движение на лакътя:в рамките на 300 градуса
Движение на рамото:в рамките на 180 градуса
Въртене на платформата:в рамките на 270 градуса

Ще имаш нужда:

• удължени клещи (не можете без тях)
• странични резачки (могат да бъдат заменени с нож за хартия, ножица)
• кръстосана отвертка
• 4 батерии тип D

Важно! Относно дребните детайли

Между другото, за "зъбките". Ако сте се сблъсквали с подобен проблем и знаете как да направите монтажа още по-удобен - добре дошли в коментарите. Дотук ще споделя опита си.

Болтовете и винтовете със същата функция, но различни по дължина, са доста ясно описани в инструкциите, например на средната снимка по-долу виждаме болтове P11 и P13. Или може би P14 - е, тоест, тук отново ги бъркам. =)

Можете да ги различите: инструкциите казват кой от тях е колко милиметра. Но, първо, няма да седнете с шублер (особено ако сте на 8 години и/или просто нямате такъв), и второ, можете да ги различите накрая само ако ги поставите до тях, които може и да не ми хрумнат веднага (не ми дойде, хехе).

Затова ще ви предупредя предварително, ако решите сами да сглобите този или подобен робот, ето един намек за вас:

• или предварително разгледайте по-отблизо крепежните елементи;
• или си купете много малки винтове, самонарезни винтове и болтове, за да не запарите.

Освен това в никакъв случай не изхвърляйте нищо, докато не приключите с монтажа. На долната снимка, в средата, между две части от тялото на "главата" на робота, има малък пръстен, който почти излетя в кошчето заедно с други "изрезки". А това, между другото, е държачът за LED фенерчето в "главата" на механизма за захващане.

Процес на изграждане

Роботът е снабден с инструкции без допълнителни думи - само изображения и ясно каталогизирани и етикетирани части.

Детайлите се отхапват доста удобно и не изискват оголване, но ми хареса идеята да обработвам всеки детайл с картонен нож и ножица, въпреки че това не е необходимо.

Сглобяването започва с четири от петте двигателя, включени в дизайна, които са истинско удоволствие за сглобяване: аз просто обичам механизмите на скоростите.

Намерихме моторите спретнато опаковани и "залепени" един за друг - пригответе се да отговорите на въпроса на детето защо колекторните двигатели са намагнетизирани (можете веднага в коментарите! :)

Важно:в 3 от 5 корпуса на двигателя, от които се нуждаете потопете гайките отстрани- в бъдеще ще поставяме телата върху тях при сглобяването на ръката. Страничните гайки не са необходими само в двигателя, който ще отиде до основата на платформата, но за да не се помни по-късно кое тяло къде е, по-добре е да потопите гайките във всяко от четирите жълти тела наведнъж. Само за тази операция ще ви трябват клещи, в бъдеще те няма да са необходими.

След около 30-40 минути всеки от 4-те двигателя беше оборудван със собствен механизъм и корпус. Всичко ще бъде не по-сложно, отколкото „Киндер изненадата“ щеше да бъде в детството, само че много по-интересно. Въпросът за внимание от снимката по-горе:Три от четирите изходни предавки са черни, къде е бялото? От тялото му трябва да излезе синьо-черен проводник. Всички инструкции са там, но мисля, че си струва да им обърнем внимание отново.

След като имате всички двигатели в ръцете си, с изключение на този "глава", ще започнете да сглобявате платформата, на която ще стои нашия робот. На този етап стигнах до разбирането, че е необходимо да действам по-внимателно с винтовете и винтовете: както можете да видите на снимката по-горе, нямах достатъчно два винта, за да закрепя двигателите заедно поради страничната страна гайки - те вече бяха завинтени в дълбочината на вече сглобената платформа. Трябваше да импровизирам.

Когато платформата и основната част на рамото са сглобени, инструкциите ще ви подканят да преминете към сглобяването на механизма за захващане, който е пълен с малки части и движещи се части - забавната част!

Но трябва да кажа, че това ще сложи край на спойлерите и видеото ще започне, тъй като трябваше да отида на среща с моя приятел и роботът, който не можах да завърша навреме, трябваше да взема със себе си.

Как да станете душата на компанията с помощта на робот

Лесно! Когато продължихме да сглобяваме заедно, стана ясно: сами да сглобите робота - многохубаво. Съвместната работа по дизайн е двойно приятна. Затова мога спокойно да препоръчам този комплект за тези, които не искат да седят в кафене за скучни разговори, а искат да се видят с приятели и да се забавляват. Освен това, струва ми се, че тиймбилдингът с такъв набор - например сглобяване с два отбора, за скорост - е почти печеливш вариант.

Роботът оживя в ръцете ни веднага след като приключихме сглобяването. За съжаление не мога да ви предам радостта ни с думи, но мисля, че мнозина тук ще ме разберат. Когато структура, която сами сте сглобили, изведнъж започне да живее пълноценен живот - това е тръпка!

Разбрахме, че сме ужасно гладни и отидохме да хапнем. Не беше далеч, така че носехме робота в ръцете си. И тогава ни очакваше още една приятна изненада: роботиката не е само вълнуваща. Освен това сближава хората. Веднага след като седнахме на масата, бяхме заобиколени от хора, които искаха да се запознаят с робота и да сглобят същия за себе си. Най-вече момчетата обичаха да поздравяват робота „с пипалата“, защото той наистина се държи като жив човек и на първо място е ръка! с една дума, основните принципи на аниматрониката бяха усвоени от потребителите интуитивно... Ето как изглеждаше:

Проблеми

След като се върнах у дома, ме очакваше неприятна изненада и е добре, че се случи преди публикуването на този преглед, защото сега веднага ще обсъдим отстраняването на неизправности.

След като решихме да се опитаме да движим ръката с максимална амплитуда, успяхме да постигнем характерно пукане и неизправност на функционалността на моторния механизъм в лакътя. Първоначално ме разстрои: добре, нова играчка, току-що сглобена - и вече не работи.

Но тогава ми просветна: ако ти самият току-що го събра, какво беше? =) Познавам много добре набора от зъбни колела вътре в кутията и за да разберете дали самият мотор се е повредил, или кутията просто не е била достатъчно добре закрепена, можете да го натоварите, без да сваляте двигателя от платката и вижте дали щракванията продължават.

Тогава успях да усетя истинскиробо-майстор!

Внимателно разглобявайки "лакътната става", беше възможно да се определи, че двигателят работи гладко без натоварване. Корпусът се счупи, един от винтовете падна вътре (тъй като мотора го намагнетизираше магнитно) и ако продължим да използваме зъбните колела, зъбните колела ще се повредят - в разглобен вид се откри характерен "прах" от износена пластмаса на тях.

Много е удобно, че роботът не трябва да се разглобява изцяло. И наистина е страхотно, че повредата се дължи на не съвсем спретнато сглобяване на това място, а не поради някакви фабрични трудности: те изобщо не бяха намерени в моя комплект.

съвет:първия път след сглобяването дръжте под ръка отвертка и клещи - може да ви бъдат полезни.

Какво можете да образовате с този комплект?

Самоувереност!

Не само че намерих общи теми за общуване с абсолютно непознати, но и аз успях не само да сглобя, но и сам да оправя играчката! Това означава, че мога да бъда сигурен, че всичко винаги ще бъде наред с моя робот. И това е много приятно усещане, когато става дума за любими неща.

Живеем в свят, в който сме ужасно зависими от продавачи, доставчици, обслужващи служители и наличието на свободно време и пари. Ако знаете как да не правите почти нищо, ще трябва да плащате за всичко и най-вероятно - да надплащате. Възможността да поправите играчка сами, защото знаете как е подредена всяка единица в нея, е безценна. Нека детето има такова самочувствие.

Резултати

Какво ни хареса:

• Роботът, сглобен според инструкциите, не изискваше отстраняване на грешки, той започна незабавно
• Детайлите е почти невъзможно да се объркат
• Строга каталогизиране и наличие на детайли
• Не четете инструкции (само изображения)
• Липса на значителна хлабина и пролуки в конструкциите
• Лекота на сглобяване
• Лесна профилактика и ремонт
• Не на последно място: вие сами сглобявате играчката си, филипинските деца не работят за вас

Какво друго е необходимо:

• Още крепежни елементи, prozapas
• Части и резервни части за него, за да можете да го смените при нужда
• Повече роботи, различни и сложни
• Идеи, които могат да бъдат подобрени/добавени/премахнати – с една дума, играта не свършва със сглобяването! Много ми се иска да продължи!

присъда:

Сглобяването на робот от този конструктор не е по-трудно от пъзел или "Киндер изненада", само че резултатът е много по-мащабен и предизвика буря от емоции у нас и околните. Страхотен комплект, благодаря

Първият ще бъде засегнат общи въпроси, след спецификациирезултат, детайли и накрая самият процес на сглобяване.

Като цяло и въобще

Създаването на това устройство като цяло не трябва да създава трудности. Ще е необходимо качествено да се обмислят само възможностите, които ще бъдат доста трудни за изпълнение от физическа гледна точка, така че ръката на манипулатора да изпълнява възложените й задачи.

Технически характеристики на резултата

Ще бъде разгледана проба с параметри дължина / височина / ширина, съответно 228/380/160 милиметра. Направеното тегло ще бъде приблизително 1 килограм. За управление се използва кабелно дистанционно управление. Очакваното време за монтаж с опит е около 6-8 часа. Ако не е там, може да отнеме дни, седмици и с снизхождение и месеци, за да се сглоби рамото на манипулатора. Със собствените си ръце и сами в такива случаи си струва да направите само за свой собствен интерес. За преместване на компонентите се използват колекторни двигатели. С достатъчно усилия можете да направите устройство, което да се върти на 360 градуса. Също така, за удобство на работа, в допълнение към стандартните инструменти като поялник и спойка, трябва да се запасите с:

1. Изключително дълги клещи.
2. Странични резачки.
3. Крестова отвертка.
4. 4 x D батерии.

Дистанционно дистанционноможе да се реализира с помощта на бутони и микроконтролер. Ако искате да направите дистанционно безжично управление, ще е необходим и елемент за управление на действието в ръката на манипулатора. Като допълнения ще са необходими само устройства (кондензатори, резистори, транзистори), които ще стабилизират веригата и ще предават тока с необходимата величина през нея в точните моменти.

Малки части

За да регулирате броя на оборотите, можете да използвате преходните колела. Те ще ви позволят да направите движението на рамото на манипулатора плавно.

Също така трябва да се уверите, че жиците не усложняват движението й. Ще бъде оптимално да ги поставите вътре в конструкцията. Можете да правите всичко отвън, този подход ще спести време, но потенциално може да доведе до трудности при преместването на отделни възли или на цялото устройство. И сега: как да си направим манипулатор?

Сглобяване като цяло

Сега пристъпваме директно към създаването на рамото на манипулатора. Започваме от дъното. Трябва да има възможност за завъртане на устройството във всички посоки. Добро решениетой ще бъде поставен върху дискова платформа, която се върти с помощта на един двигател. За да може да се върти и в двете посоки, има две опции:

1. Монтаж на два двигателя. Всеки от тях ще отговаря за завиването в определена посока. Когато единият работи, другият е в покой.
2. Инсталиране на един двигател с верига, която може да го накара да се върти в двете посоки.

Коя от предложените опции да изберете зависи единствено от вас. След това се извършва основната конструкция. За удобство на работа са необходими две "фуги". Прикрепеният към платформата трябва да може да се накланя в различни посоки, което се решава с помощта на двигатели, поставени в основата му. Още един или чифт трябва да се постави в лакътната сгъвка, така че част от хвата да може да се движи по хоризонталните и вертикалните линии на координатната система. Освен това, ако искате да получите максимални възможности, можете също да инсталирате двигателя на мястото на китката. Освен това най-необходимото, без което не може да си представим рамото на манипулатора. Със собствените си ръце трябва да направите самото захващащо устройство. Има много варианти за изпълнение. Можете да дадете съвет за два от най-популярните:

Видео: Как да си направим манипулатор

1. Използват се само два пръста, които едновременно стискат и отпускат хващащия предмет. Това е най-простото изпълнение, което обаче обикновено не може да се похвали със значителна товароносимост.
2. Създава се прототипът на човешката ръка. Тук може да се използва един двигател за всички пръсти, с помощта на който ще се извършва огъването / разгъването. Но можете да направите дизайна по-сложен. Така че можете да свържете мотор към всеки пръст и да ги управлявате отделно.

След това остава да се направи дистанционно управление, с помощта на което ще се влияят отделните двигатели и темпото на тяхната работа. И можете да започнете експерименти с помощта на роботизирана ръка, направена със собствените си ръце.

Възможни схематични изображения на резултата

Ръката манипулатор "направи си сам" предоставя широки възможности за творчески изобретения. Ето защо на вашето внимание са представени няколко реализации, които могат да бъдат взети като основа за създаване на собствено устройство за такава цел.

Видео: манипулатор направи си сам.mpg

Всяка представена схема на манипулатор може да бъде подобрена.

Заключение

Важното в роботиката е, че има малко или никакво ограничение за функционалното подобрение. Ето защо, ако желаете, няма да е трудно да създадете истинско произведение на изкуството. Когато говорим за възможни начини за по-нататъшно подобрение, трябва да се спомене кран товарач. Няма да е трудно да направите такова устройство със собствените си ръце, в същото време ще ви позволи да привикнете децата към творческа работа, наука и дизайн. А това от своя страна може да има положителен ефект върху бъдещия им живот. Ще бъде ли трудно да направите товарач със собствените си ръце? Това не е толкова проблематично, колкото може да изглежда на пръв поглед. Освен ако не си струва да се погрижите за наличието на допълнителни малки части като кабел и колела, по които ще се върти.

Внимание, само ДНЕС!

Първо ще бъдат обсъдени общи въпроси, след това техническите характеристики на резултата, детайлите и накрая самият процес на сглобяване.

Като цяло и въобще

Създаването на това устройство като цяло не трябва да създава трудности. Ще е необходимо качествено да се обмислят само възможностите, които ще бъдат доста трудни за изпълнение от физическа гледна точка, така че ръката на манипулатора да изпълнява възложените й задачи.

Технически характеристики на резултата

Ще бъде разгледана проба с параметри дължина / височина / ширина, съответно 228/380/160 милиметра. Направеното тегло ще бъде приблизително 1 килограм. За управление се използва кабелно дистанционно управление. Очакваното време за монтаж с опит е около 6-8 часа. Ако не е там, може да отнеме дни, седмици и с снизхождение и месеци, за да се сглоби рамото на манипулатора. Със собствените си ръце и сами в такива случаи си струва да направите само за свой собствен интерес. За преместване на компонентите се използват колекторни двигатели. С достатъчно усилия можете да направите устройство, което да се върти на 360 градуса. Също така, за удобство на работа, в допълнение към стандартните инструменти като поялник и спойка, трябва да се запасите с:

1. Изключително дълги клещи.
2. Странични резачки.
3. Крестова отвертка.
4. 4 x D батерии.

Дистанционното управление може да се реализира с помощта на бутони и микроконтролер. Ако искате да направите дистанционно безжично управление, ще е необходим и елемент за управление на действието в ръката на манипулатора. Като допълнения ще са необходими само устройства (кондензатори, резистори, транзистори), които ще стабилизират веригата и ще предават тока с необходимата величина през нея в точните моменти.

Малки части

За да регулирате броя на оборотите, можете да използвате преходните колела. Те ще ви позволят да направите движението на рамото на манипулатора плавно.

Също така трябва да се уверите, че жиците не усложняват движението й. Ще бъде оптимално да ги поставите вътре в конструкцията. Можете да правите всичко отвън, този подход ще спести време, но потенциално може да доведе до трудности при преместването на отделни възли или на цялото устройство. И сега: как да си направим манипулатор?

Сглобяване като цяло

Сега пристъпваме директно към създаването на рамото на манипулатора. Започваме от дъното. Трябва да има възможност за завъртане на устройството във всички посоки. Добро решение би било да го поставите на дискова платформа, която се върти с помощта на един двигател. За да може да се върти и в двете посоки, има две опции:

1. Монтаж на два двигателя. Всеки от тях ще отговаря за завиването в определена посока. Когато единият работи, другият е в покой.
2. Инсталиране на един двигател с верига, която може да го накара да се върти в двете посоки.

Коя от предложените опции да изберете зависи единствено от вас. След това се извършва основната конструкция. За удобство на работа са необходими две "фуги". Прикрепеният към платформата трябва да може да се накланя в различни посоки, което се решава с помощта на двигатели, поставени в основата му. Още един или чифт трябва да се постави в лакътната сгъвка, така че част от хвата да може да се движи по хоризонталните и вертикалните линии на координатната система. Освен това, ако искате да получите максимални възможности, можете също да инсталирате двигателя на мястото на китката. Освен това най-необходимото, без което не може да си представим рамото на манипулатора. Със собствените си ръце трябва да направите самото захващащо устройство. Има много варианти за изпълнение. Можете да дадете съвет за два от най-популярните:

1. Използват се само два пръста, които едновременно стискат и отпускат хващащия предмет. Това е най-простото изпълнение, което обаче обикновено не може да се похвали със значителна товароносимост.
2. Създава се прототипът на човешката ръка. Тук може да се използва един двигател за всички пръсти, с помощта на който ще се извършва огъването / разгъването. Но можете да направите дизайна по-сложен. Така че можете да свържете мотор към всеки пръст и да ги управлявате отделно.

След това остава да се направи дистанционно управление, с помощта на което ще се влияят отделните двигатели и темпото на тяхната работа. И можете да започнете експерименти с помощта на роботизирана ръка, направена със собствените си ръце.

Възможни схематични изображения на резултата

Предоставя широки възможности за творчески изобретения. Ето защо на вашето внимание са представени няколко реализации, които могат да бъдат взети като основа за създаване на собствено устройство за такава цел.

Всяка представена схема на манипулатор може да бъде подобрена.

Заключение

Важното в роботиката е, че има малко или никакво ограничение за функционалното подобрение. Ето защо, ако желаете, няма да е трудно да създадете истинско произведение на изкуството. Когато говорим за възможни начини за по-нататъшно подобрение, трябва да се спомене кран товарач. Няма да е трудно да направите такова устройство със собствените си ръце, в същото време ще ви позволи да привикнете децата към творческа работа, наука и дизайн. А това от своя страна може да има положителен ефект върху бъдещия им живот. Ще бъде ли трудно да направите товарач със собствените си ръце? Това не е толкова проблематично, колкото може да изглежда на пръв поглед. Освен ако не си струва да се погрижите за наличието на допълнителни малки части като кабел и колела, по които ще се върти.

Добър ден, мозъци! Епохата на технологиите ни представи много интересни устройства, които могат и трябва да бъдат усъвършенствани. направи го самкато този мозъчно лидерствоотносно безжичното управление на роботизирана ръка.

Има няколко опции за управление на индустриална роботизирана ръка, но това майсторски клас на мозъкасе различава в подхода си. Същността му е да се направи безжичен домашно приготвениманипулиране на роботизирана ръка с жестове с помощта на ръкавица с контролер. Звучи амбициозно и просто, но какво е то?
На практика правяизглежда така:

Ръкавицата е оборудвана със сензори за управление на LED и 5 мотора
предавателят на Arduino получава сигналите от сензорите и след това, под формата на команди за управление, ги изпраща безжично до приемника на контролера на ръката на робота
приемникът на базирания на Arduino Uno контролер получава команди и съответно управлява ръката на робота

особености:

Поддържа всичките 5 степени на свобода (DOF) и подсветка
наличието на авариен червен бутон, който при необходимост изключва всички двигатели на роботизираната ръка, за да се избегнат повреди и повреди
преносим модулен дизайн

Стъпка 1: Компоненти

За ръкавици:

Стъпка 2: Предварително сглобяване

Преди основното сглобяване промиване на мозъциСилно препоръчвам изграждането на прототип с помощта на макет за тестване на функционалността на всеки компонент домашно приготвени.

Самият проект съдържа две трудни точки: първата е да настроите два nRF24 предавателя и приемника един върху друг за гладко взаимодействие. Оказва се, че нито Nano, нито Uno осигуряват стабилни 3.3V за безпроблемната работа на модулите. Това се решава чрез добавяне на 47mF кондензатори към захранващите щифтове на двата модула nRF24. По принцип е препоръчително да се запознаете с тяхната работа в IRQ и не-IRQ режими и други нюанси, преди да използвате nRF24 модули. И следните ресурси ще помогнат за това. nRF24. и nRF24 lib

И второто - контактите на Uno се запълват доста бързо, но това не е изненадващо, защото трябва да управлявате 5 двигателя, подсветка, два бутона и комуникационен модул. Затова трябваше да използвам регистър за смяна. Въз основа на факта, че модулите nRF24 използват интерфейса SPI, реших да използвам и SPI за програмиране на регистъра на смяна вместо функцията shiftout (). И изненадващо, скицата на кода проработи от първия път. Можете да проверите това чрез назначенията на щифтове и снимките.

Остави дъска за хляби джъмперите ще бъдат ваши мозъчни приятели 🙂

Стъпка 3: ръкавици

OWI Robo-Hand има 6 контролни точки:

LED подсветка, разположена на дръжката
Улавяне
Китка на ръка
Лакътът е частта от манипулатора, свързана с китката.
Рамото е частта от ръката, прикрепена към основата
Фондацията

Ръкавица- правяконтролира всички тези 6 точки, тоест осветяването и движенията на манипулатора с 5 степени на свобода. За да направите това, върху ръкавицата е инсталиран сензор, посочен на снимката, с помощта на който се осъществява контролът:

Захватът се управлява от бутони на средния и малкия пръст, тоест, когато показалецът и средният пръст се съберат, ръкохватката се затваря, а когато малкият и безименният пръст се съберат, се отваря.
Китката се контролира от гъвкав сензор на показалеца - полуфлексията води до спускане на китката, а пълната флексия - за повдигане.
Лакътят се контролира от акселерометър - накланянето на дланта нагоре или надолу води до съответно издигане или падане на лакътя.
Рамото също се контролира от акселерометър - завъртането на дланта надясно или наляво кара рамото да се движи съответно нагоре или надолу.
Базата също се контролира от акселерометър - накланянето на цялата длан (с лицето нагоре) надясно или наляво кара основата да се върти съответно надясно или наляво.
Подсветката се включва/изключва чрез едновременно натискане на двата бутона, контролиращи дръжката.
В този случай бутоните се задействат, когато се задържат натиснати за 1/4 секунда, за да се избегне реакция при случайно докосване.

По време на поставяне на компонента домашно приготвенивърху ръкавицата ще трябва да работите с конец и игла, а именно да шиете 2 бутона, гъвкав резистор, модул с жироскоп и акселерометър, добре, и проводниците, минаващи от всичко по-горе към щепсела мозъчен конектор.

На платката са монтирани два светодиода с щепсел конектор: зелен - индикатор за захранване и жълт - индикатор за прехвърляне на данни към контролера на манипулатора.

Стъпка 4: Кутия на предавателя

Блокът на предавателя се състои от Arduino Nano, безжичен модул nRF24, лентов кабел и три резистора: два 10K крайни резистора за бутоните на ръкавицата и 20K омов разделител за гъвкавия сензор за управление на китката.

Всички електронни компоненти са запоени на платката, обърнете внимание как модулът nRF24 "виси" над Nano. Мислех какво е позиция на мозъкаще предизвика смущения, но не, всичко работи добре.

9V батерията прави гривната обемиста, но не исках да се забърквам с литиевата батерия, може би по-късно.

Внимание!! Прочетете изводите преди запояване!

Стъпка 5: контролер на манипулатора

Основата на робот-ръчния контролер е Arduino Uno, който получава сигнали от ръкавицата чрез безжични комуникационни модули nRF24 и след това, използвайки 3 микросхеми L293D, управлява OWI манипулатора.

Тъй като почти всички контакти на Уно бяха замесени, мозъчен канал,отивам при тях, едва се побират в кутията на контролера!

Според концепцията промиване на мозъци, в началото контролерът е в изключено състояние (все едно е натиснат аварийният червен бутон), това дава възможност да се сложи ръкавица и да се подготви за работа. Когато операторът е готов, зеленият бутон се натиска и се установява комуникация между ръкавицата и контролера на манипулатора (жълтият светодиод на ръкавицата и червеният светодиод на контролера се включват).

OWI връзка

Рамото на робота и контролерът са свързани с 14-лентов лентов кабел, вижте снимката.

Светодиодите са запоени към земята (-) и закрепват a0 на Arduino през резистор 220 ома.
Всички проводници от двигателите са свързани към микросхемата L293D на щифтове 3/6 или 11/14 (съответно +/-). Всеки L293D поддържа два двигателя, следователно две двойки контакти.
Захранващите проводници на OWI са разположени в краищата на 7-пиновия щепсел (най-ляво + 6V и най-десния GND) на задния жълт капак, вижте снимката. Тази двойка е свързана към щифт 8 (+) и щифтове 4,5,12,13 (GND) на трите L293D чипа.

Внимание!! Не пропускайте да разгледате pinout в следващата стъпка!

Стъпка 6: Присвояване на щифтове (разпиновка)

5V - 5V за платка на акселерометъра, бутони и гъвкав сензор
a0 - гъвкав сензорен вход
a1 - жълт светодиод
a4 - SDA към акселерометър
a5 - SCL към акселерометъра
d02 - прекъсващ контакт на модула nRF24L01 (пин 8)
d03 - вход на бутона за отваряне на заснемане
d04 - вход на бутона за стискане на дръжката
d09 - SPI CSN към модула NRF24L01 (пин 4)
d10 - SPI CS към модула NRF24L01 (пин 3)
d11 - SPI MOSI към модула NRF24L01 (пин 6)

d13 - SPI SCK към модула NRF24L01 (пин 5)
Vin - "+ 9V"
GND - земята, земята

3.3V - 3.3V за модул NRF24L01 (пин 2)
5V - 5V към бутони
Vin - "+ 9V"
GND - земята, земята
a0 - "+" LED на китката
a1 - SPI SS щифт за избор на преместващ регистър - към пин 12 на регистъра за смяна
a2 - вход с червен бутон
a3 - зелен бутон за въвеждане
a4 - движение на основата надясно - щифт 15 на L293D
a5 - LED
d02 - IRQ вход на модула nRF24L01 (пин 8)
d03 - включете основния двигател - щифт 1 или 9 на L293D
d04 - изкривяване на движение наляво - щифт 10 на съответния L293D
d05 - активиране на двигателя на рамото - щифт 1 или 9 на L293D
d06 - активиране на коляновия двигател - щифт 1 или 9 на L293D
D07 - SPI CSN към модула NRF24L01 (пин 4)
d08 - SPI CS към модула NRF24L01 (пин 3)
d09 - включете двигателя на китката - щифт 1 или 9 на L293D
d10 - активирайте двигателя за улавяне - щифт 1 или 9 на L293D
d11 - SPI MOSI към модула NRF24L01 (пин 6) и пин 14 на регистъра за смяна
d12 - SPI MISO към модула NRF24L01 (пин 7)
d13 - SPI SCK към модула NRF24L01 (пин 5) и пин 11 на регистъра за смяна

Стъпка 7: комуникация

Ръкавица домашно приготвениизпраща 2 байта данни към контролера на манипулатора 10 пъти в секунда или когато се получи сигнал от един от сензорите. Тези 2 байта са достатъчни за 6 контролни точки, защото трябва да изпратите само:

Включване/изключване на подсветката (1 бит) - всъщност използвам 2 бита във връзка с двигатели, но един е достатъчен.
изключете / надясно / наляво за всичките 5 двигателя - 2 бита за всеки, тоест само 10 бита

Оказва се, че 11 или 12 бита са достатъчни.

Кодиране на посоката:
Изключено: 00
Вдясно: 01
Вляво: 10

Постепенно контролният сигнал изглежда така:

Байт 1 може удобно да бъде насочен директно към регистъра за смяна, тъй като управлява левия/десния двигатели от 1 до 4.

Закъснение от 2 секунди изключва комуникацията и след това двигателите спират, сякаш червеният бутон е натиснат.

Стъпка 8: код

Кодът на ръкавицата съдържа секции от следните библиотеки:

Добавени са още два байта в комуникационната структура за изпращане на исканата скорост на двигателите на китката, лакътя, рамото и основата, която се определя от 5-битова стойност (0..31), пропорционална на ъгловата позиция на ръкавицата. Контролерът на клавиатурата разпределя получената стойност (0..31) към PWM стойности, съответно, за всяка мозъчен мотор... Това осигурява постоянен контрол на скоростта на оператора и по-прецизна манипулация на роботизираната ръка.

Нов набор от жестове занаяти:

• Подсветка: Бутон на средния пръст - Включване, на малкия пръст - Изключване.
• Гъвкавият сензор контролира Grip - наполовина огънат пръст - отваряне, напълно огънат - затваряне.
• Китката се контролира от отклонението на дланта спрямо хоризонталата Нагоре и Надолу според движението и колкото по-голямо е отклонението, толкова по-голяма е скоростта.
• Лакътът се контролира чрез отклоняване на дланта от хоризонтала съответно на дясно и наляво. Колкото по-голямо е отклонението, толкова по-голяма е скоростта.
• Рамото се контролира чрез завъртане на дланта надясно и наляво спрямо изпънатата длан с лицето нагоре. Завъртането на дланта спрямо оста на лакътя предизвиква размахване на роботизираната ръка.
• Основата се управлява по същия начин като рамото, но с дланта надолу.

Стъпка 9: Какво друго може да се подобри?

Подобно на много подобни системи, и тази промиване на мозъциможе да се препрограмира, за да се увеличи функционалността му. В допълнение, дизайнът домашно приготвениразширява обхвата от опции за управление, които не са налични за стандартен контролен панел:

Градиентно увеличаване на скоростта: всяко движение на двигателя започва с минимална скорост, която след това постепенно се увеличава с всяка секунда, докато достигне необходимия максимум. Това ще позволи по-прецизен контрол на всеки двигател, особено на двигателите Grip и Wrist.
По-бързо забавяне: при получаване на команда за спиране от контролера, двигателят все още променя позицията си в рамките на около 50ms, така че прекъсването на движението ще осигури по-прецизен контрол.
И какво друго?

Може би в бъдеще могат да се използват по-сложни жестове за контрол или дори няколко жеста едновременно.

Но това е в бъдеще, а сега успех в работата ви и се надявам моята мозъчно лидерствобеше ви полезно!