چه چیزی برای مونتاژ یک دستکاری ربات. بازوی مکانیکی دستکاری ربات. گره های اساسی برای یک پروژه دستکاری

ارتباط:

اگر قطعات دستکاری را مطابق دستورالعمل مونتاژ کرده اید، می توانید مونتاژ را شروع کنید مدار الکترونیکی... ما پیشنهاد می کنیم سرووهای دستکاری کننده را از طریق Trerma-Power Shield به Arduino UNO متصل کنیم و سرووها را با استفاده از پتانسیومترهای Trema کنترل کنیم.

• چرخاندن دستگیره اولین پتانسیومتر Trema پایه را می چرخاند.
• چرخاندن دستگیره دومین پتانسیومتر Trema باعث چرخش شانه چپ می شود.
• چرخاندن دستگیره سومین پتانسیومتر Trema باعث چرخش شانه راست می شود.
• چرخاندن دستگیره چهارمین پتانسیومتر Trema باعث به حرکت در آمدن گیره می شود.

کد برنامه (طرح) محافظت از سرووها را فراهم می کند که شامل این واقعیت است که محدوده چرخش آنها با فاصله (دو زاویه) چرخ آزاد محدود می شود. حداقل و حداکثر زاویهچرخش ها به عنوان دو آرگومان آخر تابع map () برای هر سروو مشخص می شوند. و مقدار این زوایا در طی فرآیند کالیبراسیون مشخص می شود که باید قبل از شروع کار با دستکاری کننده انجام شود.

کد برنامه:

اگر قبل از کالیبراسیون برق را اعمال کنید، ممکن است بازو به درستی حرکت نکند! ابتدا تمام مراحل کالیبراسیون را کامل کنید.

#عبارتند از // کتابخانه Servo را برای کار با سرووها Servo servo1 وصل کنید. // شی servo1 را برای کار با پایه سروو Servo servo2 اعلام کنید. // شی servo2 را برای کار با سروو شانه چپ اعلام کنید Servo servo3. // شی servo3 را برای کار با سروو شانه راست اعلان کنید Servo servo4. // شی servo4 را برای کار با capture servo int valR1, valR2, valR3, valR4 اعلام کنید. // اعلام متغیرها برای ذخیره مقادیر پتانسیومتر // اختصاص پین: const uint8_t pinR1 = A2; // ثابت را با عدد پین پتانسیومتر کنترلی تعیین کنید. پایه پایه uint8_t پینR2 = A3; // ثابت را با عدد پین پتانسیومتر کنترلی تعیین کنید. شانه چپ ثابت uint8_t پینR3 = A4; // ثابت را با عدد پین پتانسیومتر کنترلی تعیین کنید. شانه راست const uint8_t پینR4 = A5; // ثابت را با عدد پین پتانسیومتر کنترلی تعیین کنید. capture const uint8_t پینS1 = 10; // یک ثابت با پین # از سروو پایه const تعریف کنید uint8_t پینS2 = 9; // با پین # سروو شانه چپ یک ثابت تعریف کنید const uint8_t pinS3 = 8; // یک ثابت با شماره پین ​​سروو شانه راست تعریف کنید const uint8_t pinS4 = 7; // یک ثابت را با پین # از تنظیمات خالی سروو ضبط () تعریف کنید (// کد تابع راه اندازی یک بار اجرا می شود: Serial.begin (9600)؛ // شروع انتقال داده به مانیتور پورت سریال servo1.attach (pinS1) )؛ // اختصاص دادن به سروو کنترل شیء servo1 1 servo2.attach (pinS2)؛ // اختصاص دادن servo2 کنترل شیء سروو 2 servo3.attach (pinS3)؛ // اختصاص دادن servo3 کنترل شیء سروو 3 servo4.attach (pinS4)؛ / / اختصاص سروو 4 کنترل شیء servo4) حلقه خالی () (// کد تابع حلقه به طور مداوم اجرا می شود: valR1 = نقشه (analogRead (pinR1), 0, 1024, 10, 170)؛ servo1.write (valR1)؛ // چرخش پایه زوایای مشخص شده در این خط 10 و 170 هستند، ممکن است لازم باشد valR2 = map (analogRead (pinR2), 0, 1024, 80, 170) را تغییر دهید (کالیبره کنید)؛ servo2.write (valR2)؛ // کنترل شانه چپ زوایای نشان داده شده در این خط: 80 و 170 ممکن است نیاز به تغییر داشته باشند (کالیبره شده) valR3 = نقشه (analogRead (pinR3), 0, 1024, 60, 170)؛ servo3.write (valR3) ; // کنترل شانه راست زوایای مشخص شده در این خط: 60 و 170 ممکن است نیاز به تغییر داشته باشند (کالیبره) valR4 = map (analogRead (pinR4), 0, 1024, 40, 70); servo4.write (valR4); // کنترل گرفتن زوایای مشخص شده در این خط: 40 و 70 ممکن است نیاز به تغییر (کالیبره) داشته باشند Serial.println ((String) "A1 =" + valR1 + ", \ t A2 =" + valR2 + ", \ t A3 = " + valR3 + ", \ t A4 =" + valR4); // نمایش گوشه ها در مانیتور)

تنظیم:

قبل از شروع کار با دستکاری، باید آن را کالیبره کنید!

کالیبراسیون شامل تعیین مقادیر شدید زاویه چرخش برای هر سروو است، به طوری که قطعات در حرکات آنها تداخل نداشته باشند.
• همه سرووها را از Trema-Power Shield جدا کنید، طرح خود را آپلود کنید و روشن کنید.
• مانیتور پورت سریال را باز کنید.
• مانیتور زوایای چرخش هر سروو را (بر حسب درجه) نمایش می دهد.
• اولین سروو (چرخش پایه) را به D10 وصل کنید.
• با چرخاندن دستگیره اولین پتانسیومتر Trema (پایه A2) اولین سروو (پایه D10) می چرخد ​​و مقدار زاویه فعلی این سروو در مانیتور تغییر می کند (مقدار: A1 = ...). موقعیت های افراطی سروو اول در محدوده 10 تا 170 درجه خواهد بود (همانطور که در خط اول کد حلقه نوشته شده است). این محدوده را می توان با جایگزین کردن مقادیر دو آرگومان آخر در تابع map () در خط اول کد حلقه با موارد جدید تغییر داد. به عنوان مثال، با جایگزینی 170 با 180، موقعیت شدید سروو را در این جهت افزایش می دهید. و با جایگزینی 10 با 20، موقعیت اضطراری دیگر همان سروو را کاهش می دهید.
• اگر مقادیر را تغییر دادید، باید طرح را دوباره بارگیری کنید. اکنون سروو در محدوده های جدید تعیین شده توسط شما خواهد چرخید.
• سروو دوم (کنترل چرخش شانه چپ) را به پین ​​D9 وصل کنید.
• با چرخاندن دستگیره دومین پتانسیومتر Trema (پایه A3) سروو دوم (پایه D9) می چرخد ​​و مقدار زاویه فعلی این سروو در مانیتور تغییر می کند (مقدار: A2 = ...). موقعیت های افراطی سروو دوم در محدوده 80 تا 170 درجه خواهد بود (همانطور که در خط دوم کد طرح حلقه نوشته شده است). این محدوده مانند سروو اول تغییر می کند.
• اگر مقادیر را تغییر دادید، باید طرح را دوباره بارگیری کنید.
• سومین سروو (کنترل چرخش شانه راست) را به پین ​​D8 وصل کنید. و به همین ترتیب آن را کالیبره کنید.
• سروو چهارم (سروی کنترل) را به D7 وصل کنید. و به همین ترتیب آن را کالیبره کنید.

کافی است پس از مونتاژ مانیپولاتور یک بار کالیبراسیون را انجام دهید. تغییراتی که انجام دادید (مقادیر زوایای حدی) در فایل اسکچ ذخیره می شود.

اول تحت تاثیر قرار خواهد گرفت مسائل کلی، بعد از مشخصات فنینتیجه، جزئیات و در نهایت خود فرآیند مونتاژ.

به طور کلی و کلی

ایجاد این دستگاه به طور کلی نباید هیچ مشکلی ایجاد کند. لازم است فقط در مورد احتمالات حرکات مکانیکی که اجرای آنها از نظر فیزیکی بسیار دشوار است ، از نظر کیفی فکر کنید تا دست دستکاری وظایف محول شده به آن را انجام دهد.

مشخصات فنی نتیجه

نمونه ای با پارامترهای طول / ارتفاع / عرض به ترتیب 228/380/160 میلی متر در نظر گرفته می شود. وزن یک بازوی دست ساز خود ساخته حدود 1 کیلوگرم خواهد بود. برای کنترل سیمی استفاده می شود از راه دور... زمان تخمینی مونتاژ با تجربه حدود 6-8 ساعت است. اگر آنجا نباشد، ممکن است روزها، هفته ها و با همدستی و ماه ها طول بکشد تا بازوی دستکاری مونتاژ شود. با دستان خود و در چنین مواردی، ارزش آن را دارد که فقط برای منافع خود انجام دهید. برای حرکت قطعات از موتورهای کلکتور استفاده می شود. با تلاش کافی می توانید دستگاهی بسازید که قابلیت چرخش 360 درجه را داشته باشد. همچنین، برای راحتی کار، علاوه بر ابزارهای استاندارد مانند لحیم کاری و لحیم کاری، باید موارد زیر را نیز تهیه کنید:

1. انبر بینی بلند.
2. برش های جانبی.
3. پیچ گوشتی فیلیپس.
4. 4 عدد باتری D.

کنترل از راه دور کنترل از راه دورمی توان با استفاده از دکمه ها و میکروکنترلر پیاده سازی کرد. اگر می خواهید یک کنترل بی سیم از راه دور بسازید، یک عنصر کنترل عمل نیز در دست دستکاری کننده مورد نیاز است. به عنوان اضافات، تنها به دستگاه هایی (خازن، مقاومت، ترانزیستور) نیاز خواهد بود که مدار را تثبیت کرده و جریان را با مقدار مورد نیاز از طریق آن در زمان های مناسب منتقل می کند.

قطعات کوچک

برای تنظیم تعداد دور، می توانید از چرخ های انتقال استفاده کنید. آنها به شما این امکان را می دهند که حرکت بازوی دستکاری را صاف کنید.

همچنین باید مطمئن شوید که سیم ها حرکت او را پیچیده نمی کنند. قرار دادن آنها در داخل ساختار بهینه خواهد بود. شما می توانید همه چیز را از بیرون انجام دهید، این رویکرد باعث صرفه جویی در زمان می شود، اما به طور بالقوه می تواند منجر به مشکلاتی در جابجایی گره های فردی یا کل دستگاه شود. و اکنون: چگونه یک دستکاری بسازیم؟

مجمع به طور کلی

اکنون مستقیماً به ساخت بازوی دستکاری کننده می رویم. از پایین شروع می کنیم. باید امکان چرخش دستگاه در تمام جهات وجود داشته باشد. تصمیم خوبروی یک پلت فرم دیسکی قرار می گیرد که با استفاده از یک موتور به صورت چرخشی تنظیم می شود. برای اینکه بتواند در هر دو جهت بچرخد، دو گزینه وجود دارد:

1. نصب دو موتور. هر یک از آنها مسئول چرخش در جهت خاصی خواهند بود. وقتی یکی کار می کند، دیگری در حال استراحت است.
2. نصب یک موتور با مداری که می تواند آن را در هر دو جهت بچرخاند.

کدام یک از گزینه ها را انتخاب کنید فقط به شما بستگی دارد. بعد، ساخت و ساز اولیه انجام می شود. برای راحتی کار، دو "مفاصل" مورد نیاز است. متصل به پلت فرم باید قادر به کج شدن در جهات مختلف باشد که با کمک موتورهای قرار داده شده در پایه آن حل می شود. یک یا یک جفت دیگر باید در خم آرنج قرار داده شود تا بتوان بخشی از چنگ را در امتداد خطوط افقی و عمودی سیستم مختصات حرکت داد. علاوه بر این، اگر می خواهید حداکثر توانایی را داشته باشید، می توانید موتور را در محل مچ دست نیز نصب کنید. علاوه بر این، ضروری ترین، که بدون آن بازوی دستکاری کننده قابل تصور نیست. با دستان خود باید دستگاه گیره را خود بسازید. گزینه های زیادی برای پیاده سازی وجود دارد. می توانید در مورد دو مورد از محبوب ترین آنها راهنمایی کنید:

1. فقط از دو انگشت استفاده می شود که به طور همزمان شیء در دست را فشار داده و باز می کند. این ساده ترین پیاده سازی است که با این حال، معمولاً نمی تواند ظرفیت بار قابل توجهی را به رخ بکشد.
2. نمونه اولیه دست انسان در حال ساخت است. در اینجا می توان از یک موتور برای همه انگشتان استفاده کرد که با کمک آن خم / خم شدن انجام می شود. اما می توانید طراحی را پیچیده تر کنید. بنابراین، می توانید یک موتور را به هر انگشت متصل کنید و آنها را جداگانه کنترل کنید.

در مرحله بعد، ساخت یک کنترل از راه دور باقی مانده است که با کمک آن موتورهای فردی و سرعت کار آنها تحت تأثیر قرار می گیرد. و می توانید آزمایشات را با استفاده از یک بازوی رباتیک که با دستان خود ساخته شده است شروع کنید.

نمایش شماتیک ممکن از نتیجه

دست دستکاری خود انجام دهید فرصت های زیادی برای اختراعات خلاقانه فراهم می کند. بنابراین، چندین پیاده سازی به شما ارائه می شود که می تواند مبنایی برای ایجاد دستگاه خود برای چنین هدفی باشد.

هر طرح ارائه شده از دستکاری کننده را می توان بهبود بخشید.

نتیجه

نکته مهم در رباتیک این است که محدودیت کمی برای بهبود عملکرد وجود دارد یا هیچ محدودیتی وجود ندارد. بنابراین، در صورت تمایل، خلق یک اثر هنری واقعی کار دشواری نخواهد بود. هنگام صحبت در مورد راه های احتمالی بهبود بیشتر، جرثقیل لودر باید ذکر شود. ساخت چنین وسیله ای با دستان خود دشوار نخواهد بود، در عین حال به شما این امکان را می دهد که کودکان را به کارهای خلاقانه، علم و طراحی عادت دهید. و این به نوبه خود می تواند تأثیر مثبتی در زندگی آینده آنها داشته باشد. آیا ساختن جرثقیل لودر با دستان خود دشوار خواهد بود؟ این مسئله آنقدرها هم که در نگاه اول به نظر می رسد مشکل ساز نیست. مگر اینکه ارزش مراقبت از وجود قطعات کوچک اضافی مانند کابل و چرخ هایی را داشته باشد که در امتداد آن می چرخد.

ابتدا مسائل کلی، سپس مشخصات فنی نتیجه، جزئیات و در نهایت خود فرآیند مونتاژ مورد بحث قرار می گیرد.

به طور کلی و کلی

ایجاد این دستگاه به طور کلی نباید هیچ مشکلی ایجاد کند. لازم است فقط در مورد امکاناتی که اجرای آنها از نظر فیزیکی بسیار دشوار است ، از نظر کیفی فکر کنید تا دست دستکاری وظایف محول شده به آن را انجام دهد.

مشخصات فنی نتیجه

نمونه ای با پارامترهای طول / ارتفاع / عرض به ترتیب 228/380/160 میلی متر در نظر گرفته می شود. وزن ساخته شده تقریباً 1 کیلوگرم خواهد بود. برای کنترل از یک کنترل از راه دور سیمی استفاده می شود. زمان تخمینی مونتاژ با تجربه حدود 6-8 ساعت است. اگر آنجا نباشد، ممکن است روزها، هفته ها و با همدستی و ماه ها طول بکشد تا بازوی دستکاری مونتاژ شود. با دستان خود و در چنین مواردی، ارزش آن را دارد که فقط برای منافع خود انجام دهید. برای حرکت قطعات از موتورهای کلکتور استفاده می شود. با تلاش کافی می توانید دستگاهی بسازید که قابلیت چرخش 360 درجه را داشته باشد. همچنین، برای راحتی کار، علاوه بر ابزارهای استاندارد مانند لحیم کاری و لحیم کاری، باید موارد زیر را نیز تهیه کنید:

1. انبر بینی بلند.
2. برش های جانبی.
3. پیچ گوشتی فیلیپس.
4. 4 عدد باتری D.

کنترل از راه دور با استفاده از دکمه ها و میکروکنترلر قابل اجرا است. اگر می خواهید یک کنترل بی سیم از راه دور بسازید، یک عنصر کنترل عمل نیز در دست دستکاری کننده مورد نیاز است. به عنوان اضافات، تنها به دستگاه هایی (خازن، مقاومت، ترانزیستور) نیاز خواهد بود که مدار را تثبیت کرده و جریان را با مقدار مورد نیاز از طریق آن در زمان های مناسب منتقل می کند.

قطعات کوچک

برای تنظیم تعداد دور، می توانید از چرخ های انتقال استفاده کنید. آنها به شما این امکان را می دهند که حرکت بازوی دستکاری را صاف کنید.

همچنین باید مطمئن شوید که سیم ها حرکت او را پیچیده نمی کنند. قرار دادن آنها در داخل ساختار بهینه خواهد بود. شما می توانید همه چیز را از بیرون انجام دهید، این رویکرد باعث صرفه جویی در زمان می شود، اما به طور بالقوه می تواند منجر به مشکلاتی در جابجایی گره های فردی یا کل دستگاه شود. و اکنون: چگونه یک دستکاری بسازیم؟

مجمع به طور کلی

اکنون مستقیماً به ساخت بازوی دستکاری کننده می رویم. از پایین شروع می کنیم. باید امکان چرخش دستگاه در تمام جهات وجود داشته باشد. یک راه حل خوب قرار دادن آن بر روی یک پلت فرم دیسکی است که با استفاده از یک موتور می چرخد. برای اینکه بتواند در هر دو جهت بچرخد، دو گزینه وجود دارد:

1. نصب دو موتور. هر یک از آنها مسئول چرخش در جهت خاصی خواهند بود. وقتی یکی کار می کند، دیگری در حال استراحت است.
2. نصب یک موتور با مداری که می تواند آن را در هر دو جهت بچرخاند.

کدام یک از گزینه ها را انتخاب کنید فقط به شما بستگی دارد. بعد، ساخت و ساز اولیه انجام می شود. برای راحتی کار، دو "مفاصل" مورد نیاز است. متصل به پلت فرم باید قادر به کج شدن در جهات مختلف باشد که با کمک موتورهای قرار داده شده در پایه آن حل می شود. یک یا یک جفت دیگر باید در خم آرنج قرار داده شود تا بتوان بخشی از چنگ را در امتداد خطوط افقی و عمودی سیستم مختصات حرکت داد. علاوه بر این، اگر می خواهید حداکثر توانایی را داشته باشید، می توانید موتور را در محل مچ دست نیز نصب کنید. علاوه بر این، ضروری ترین، که بدون آن بازوی دستکاری کننده قابل تصور نیست. با دستان خود باید دستگاه گیره را خود بسازید. گزینه های زیادی برای پیاده سازی وجود دارد. می توانید در مورد دو مورد از محبوب ترین آنها راهنمایی کنید:

1. فقط از دو انگشت استفاده می شود که به طور همزمان شیء در دست را فشار داده و باز می کند. این ساده ترین پیاده سازی است که با این حال، معمولاً نمی تواند ظرفیت بار قابل توجهی را به رخ بکشد.
2. نمونه اولیه دست انسان در حال ساخت است. در اینجا می توان از یک موتور برای همه انگشتان استفاده کرد که با کمک آن خم / خم شدن انجام می شود. اما می توانید طراحی را پیچیده تر کنید. بنابراین، می توانید یک موتور را به هر انگشت متصل کنید و آنها را جداگانه کنترل کنید.

در مرحله بعد، ساخت یک کنترل از راه دور باقی مانده است که با کمک آن موتورهای فردی و سرعت کار آنها تحت تأثیر قرار می گیرد. و می توانید آزمایشات را با استفاده از یک بازوی رباتیک که با دستان خود ساخته شده است شروع کنید.

نمایش شماتیک ممکن از نتیجه

فرصت های فراوانی برای اختراعات خلاقانه فراهم می کند. بنابراین، چندین پیاده سازی به شما ارائه می شود که می تواند مبنایی برای ایجاد دستگاه خود برای چنین هدفی باشد.

هر طرح ارائه شده از دستکاری کننده را می توان بهبود بخشید.

نتیجه

نکته مهم در رباتیک این است که محدودیت کمی برای بهبود عملکرد وجود دارد یا هیچ محدودیتی وجود ندارد. بنابراین، در صورت تمایل، خلق یک اثر هنری واقعی کار دشواری نخواهد بود. هنگام صحبت در مورد راه های احتمالی بهبود بیشتر، جرثقیل لودر باید ذکر شود. ساخت چنین وسیله ای با دستان خود دشوار نخواهد بود، در عین حال به شما این امکان را می دهد که کودکان را به کارهای خلاقانه، علم و طراحی عادت دهید. و این به نوبه خود می تواند تأثیر مثبتی در زندگی آینده آنها داشته باشد. آیا ساختن جرثقیل لودر با دستان خود دشوار خواهد بود؟ این مسئله آنقدرها هم که در نگاه اول به نظر می رسد مشکل ساز نیست. مگر اینکه ارزش مراقبت از وجود قطعات کوچک اضافی مانند کابل و چرخ هایی را داشته باشد که در امتداد آن می چرخد.

سلام giktimes!

پروژه UArm از uFactory بیش از دو سال پیش در کیک استارتر سرمایه جمع آوری کرد. آنها از همان ابتدا گفتند که این یک پروژه منبع باز خواهد بود، اما بلافاصله پس از پایان شرکت، عجله ای برای آپلود کد منبع نداشتند. من فقط می خواستم پلکسی را طبق نقشه های آنها برش دهم و تمام، اما از آنجایی که هیچ کد منبعی وجود نداشت و در آینده قابل پیش بینی پیش بینی نشده بود، شروع به تکرار طرح از روی عکس ها کردم.

بازوی رباتیک من اکنون به این شکل است:

در طی دو سال آهسته کار کردم، موفق به ساخت چهار نسخه شدم و تجربه بسیار زیادی به دست آوردم. توضیحات، تاریخچه پروژه و تمام فایل های پروژه را می توان در زیر برش یافت.

ازمایش و خطا

وقتی کار روی نقاشی ها را شروع کردم، می خواستم نه فقط uArm را تکرار کنم، بلکه آن را بهبود بخشم. به نظرم رسید که در شرایط من انجام بدون بلبرینگ کاملاً امکان پذیر است. من همچنین این واقعیت را دوست نداشتم که الکترونیک همراه با کل دستکاری چرخانده شود و می خواستم طراحی قسمت پایین لولا را ساده کنم. به علاوه من بلافاصله شروع کردم به رنگ آمیزی آن کمی کوچکتر.

با این ورودی ها نسخه اول رو رسم کردم. متأسفانه، من هیچ عکسی از آن نسخه دستکاری کننده (که در آن ساخته شده است) حفظ نکرده ام رنگ زرد). اشتباهات در آن به سادگی حماسی بود. اولاً، مونتاژ آن تقریباً غیرممکن بود. به عنوان یک قاعده، مکانیکی که من قبل از دستکاری ترسیم کردم بسیار ساده بود و من مجبور نبودم به روند مونتاژ فکر کنم. اما با این وجود، من آن را مونتاژ کردم و سعی کردم آن را راه اندازی کنم، و دست تقریباً حرکت نکرد! تمام قطعات دور پیچ ها می چرخیدند و اگر آنها را سفت می کردم که واکنش کمتری داشته باشد، نمی توانست حرکت کند. اگر من ضعیف می شدم تا او بتواند حرکت کند، عکس العمل باورنکردنی ظاهر شد. در نهایت این مفهوم حتی سه روز هم دوام نیاورد. و او شروع به کار بر روی نسخه دوم دستکاری کرد.

قرمز قبلاً برای کار کاملاً مناسب بود. او به طور معمول جمع آوری می کرد و می توانست با روغن کاری حرکت کند. تونستم نرم افزار رو رویش تست کنم ولی باز هم نبود بلبرینگ و تلفات زیاد روی میله های مختلف باعث شده خیلی ضعیف بشه.

سپس برای مدتی کار روی پروژه را رها کردم، اما خیلی زود تصمیم گرفتم آن را به ذهنم بیاورم. تصمیم گرفتم از سرووهای قدرتمندتر و محبوب تر استفاده کنم، اندازه را افزایش دهم و یاتاقان ها را اضافه کنم. و من تصمیم گرفتم که سعی نکنم همه چیز را یکباره کامل کنم. نقشه ها را روی آن ترسیم کردم دست سریعبدون ترسیم جفت زیبا و سفارش برش از پلکسی شفاف. با استفاده از دستکاری کننده به دست آمده، توانستم فرآیند مونتاژ را اشکال زدایی کنم، مکان هایی را که نیاز به تقویت بیشتری دارند شناسایی کردم و نحوه استفاده از بلبرینگ را یاد گرفتم.

بعد از اینکه به اندازه کافی با دستکاری‌کننده شفاف بازی کردم، به سراغ طرح‌های اولیه نسخه سفید نهایی رفتم. بنابراین، اکنون تمام مکانیک ها کاملاً اشکال زدایی شده اند، برای من مناسب است و من آماده هستم تا اعلام کنم که نمی خواهم چیز دیگری را در این طراحی تغییر دهم:

من از این واقعیت که نتوانستم اساساً چیز جدیدی را به پروژه uArm بیاورم افسرده هستم. زمانی که طراحی نسخه نهایی را شروع کردم، آنها قبلاً مدل های سه بعدی را روی GrabCad عرضه کرده بودند. در نتیجه، من فقط کمی پنجه را ساده کردم، فایل ها را با فرمت مناسب تهیه کردم و از اجزای بسیار ساده و استاندارد استفاده کردم.

ویژگی های دستکاری کننده

قبل از uArm، دستکاری های دسکتاپاز این کلاس نسبتا کسل کننده به نظر می رسید. یا اصلا الکترونیک نداشتند یا با مقاومت نوعی کنترل داشتند یا نرم افزار اختصاصی خودشان را داشتند. ثانیاً آنها معمولاً سیستمی از لولاهای موازی نداشتند و خود گیره هنگام کار موقعیت خود را تغییر می داد. اگر تمام مزایای دستکاری کننده من را جمع آوری کنید، یک لیست نسبتا طولانی دریافت می کنید:

1. سیستم اتصال برای قرار دادن موتورهای قدرتمند و سنگین در پایه بازو و نگه داشتن گیره موازی یا عمود بر پایه
2. مجموعه ای ساده از قطعاتی که به راحتی می توان آنها را از پلکسی خریداری کرد یا از آن برش داد
3. بلبرینگ تقریباً در تمام قسمت های دستکاری
4. سهولت در مونتاژ. واقعا معلوم شد وظیفه چالش برانگیز... به خصوص فکر کردن در مورد روند مونتاژ پایه دشوار بود.
5. موقعیت گرفتن را می توان تا 90 درجه تغییر داد
6. منبع باز و مستندات. همه چیز در قالب های قابل دسترس آماده شده است. لینک های دانلود مدل های سه بعدی، فایل های برش، لیست مواد، الکترونیک و نرم افزار را ارائه خواهم داد
7. سازگاری با آردوینو مخالفان زیادی برای آردوینو وجود دارد، اما معتقدم این فرصتی است برای گسترش مخاطب. حرفه ای ها می توانند به راحتی نرم افزار خود را به زبان C بنویسند - این یک کنترلر معمولی از Atmel است!

مکانیک

برای مونتاژ، لازم است قطعاتی را از پلکسی با ضخامت 5 میلی متر برش دهید:

برای برش تمام این قطعات حدود 10 دلار از من دریافت کردند.

پایه روی یک بلبرینگ بزرگ نصب شده است:

به خصوص فکر کردن در مورد فونداسیون از نظر فرآیند ساخت دشوار بود، اما من از مهندسان uArm جاسوسی می کردم. راکرها روی یک پین به قطر 6 میلی متر می نشینند. لازم به ذکر است که کشش آرنج من روی یک نگهدارنده U شکل و برای uFactory روی یک نگهدارنده L شکل نگه داشته می شود. توضیح اینکه تفاوت چیست، سخت است، اما فکر می کنم بهتر عمل کردم.

ضبط به طور جداگانه جمع آوری می شود. می تواند حول محور خود بچرخد. خود پنجه مستقیماً روی محور موتور قرار می گیرد:

در پایان مقاله، من پیوندی به دستورالعمل مونتاژ فوق العاده دقیق در عکس ها خواهم داد. در عرض چند ساعت، می توانید با اطمینان همه چیز را بچرخانید، اگر هر چیزی که نیاز دارید در دسترس باشد. یک مدل سه بعدی هم آماده کردم برنامه رایگان SketchUp. می توانید آن را دانلود کنید، بچرخانید و ببینید چه چیزی و چگونه مونتاژ شده است.

الکترونیک

تنها کاری که باید انجام دهید این است که پنج سروو را به آردوینو متصل کرده و از یک منبع خوب به آنها برق بدهید. UArm دارای نوعی موتور با بازخورد... من سه موتور معمولی MG995 و دو موتور دنده فلزی کوچک برای کنترل گریپر عرضه کردم.

در اینجا داستان من با پروژه های قبلی پیوند تنگاتنگی دارد. مدتی است که آموزش برنامه نویسی آردوینو را شروع کردم و برای این منظور حتی برد سازگار با آردوینو را آماده کردم. از طرفی من یک بار فرصت ساخت تابلوهای ارزان قیمت را داشتم (که در موردش هم نوشتم). در نهایت، همه چیز با این واقعیت به پایان رسید که من از برد سازگار با آردوینو خودم و یک سپر تخصصی برای کنترل دستکاری استفاده کردم.

این سپر در واقع بسیار ساده است. دارای چهار مقاومت متغیر، دو دکمه، پنج کانکتور سروو و یک کانکتور برق است. این از نقطه نظر اشکال زدایی بسیار راحت است. می توانید یک طرح آزمایشی آپلود کنید و نوعی ماکرو را برای کنترل یا چیزی شبیه به آن ضبط کنید. لینک دانلود فایل PCB رو هم در آخر مطلب میذارم ولی برای ساخت با سوراخ های فلزی آماده شده پس برای تولید خانگی زیاد مناسب نیست.

برنامه نويسي

جالب ترین چیز کنترل دستکاری کننده از رایانه است. UArm یک برنامه کاربردی مناسب برای کنترل دستکاری و یک پروتکل برای کار با آن دارد. کامپیوتر 11 بایت به پورت COM ارسال می کند. اولین مورد همیشه 0xFF است، دومی 0xAA و برخی از بقیه سیگنال‌هایی برای سرووها هستند. علاوه بر این، این داده ها نرمال می شوند و برای آزمایش در اختیار موتورها قرار می گیرند. من سرووهای متصل به دیجیتال I/O 9-12 دارم، اما این را می توان به راحتی تغییر داد.

برنامه ترمینال از uArm به شما امکان می دهد در حین کنترل ماوس، پنج پارامتر را تغییر دهید. حرکت ماوس بر روی سطح، موقعیت دستکاری کننده را در صفحه XY تغییر می دهد. چرخاندن چرخ - تغییر ارتفاع. LMB / RMB - چنگال را فشار دهید / باز کنید. RMB + چرخ - چرخش دستگیره. در واقع بسیار راحت است. در صورت تمایل، می توانید هر نرم افزار ترمینالی را بنویسید که با استفاده از همان پروتکل با دستکاری کننده ارتباط برقرار کند.

من طرح ها را در اینجا ارائه نمی دهم - می توانید آنها را در انتهای مقاله دانلود کنید.

ویدیوی کار

و در نهایت، ویدئوی خود کار دستکاری کننده. کنترل ماوس، مقاومت ها و یک برنامه از پیش ضبط شده را نشان می دهد.

پیوندها

فایل های برش پلکسی، مدل های سه بعدی، لیست خرید، نقشه های تخته و نرم افزار را می توانید در انتهای مطلب دانلود کنید.

نهاد بودجه شهرداری

آموزش اضافی"ایستگاه تکنسین های جوان»

شهر کامنسک شاختینسکی

مرحله شهردارینشست-مسابقه منطقه ای

"طراحان جوان دان - تا هزاره سوم"

بخش "رباتیک"

« بازوی آردوینو "

معلم آموزش تکمیلی

MBU DO "SUIT"

مقدمه 3

تحقیق و تحلیل 4

مراحل ساخت واحدها و مونتاژ منیپلاتور 6

1. مواد و ابزار 6

   پر کردن مکانیکی منیپلاتور 7

   پر کردن الکترونیکیدستکاری کننده 9

نتیجه 11

منابع اطلاعاتی 12

پیوست 13

معرفی

Robot-manipulator یک ماشین سه بعدی با سه بعد متناسب با فضای یک موجود زنده است. در یک مفهوم گسترده، یک دستکاری کننده را می توان اینگونه تعریف کرد سیستم فنیقادر به جایگزینی شخص یا کمک به او در انجام وظایف مختلف است.

در حال حاضر، توسعه رباتیک در حال پیشرفت نیست، اما جلوتر از زمان در حال اجرا است. تنها در 10 سال اول قرن بیست و یکم، بیش از 1 میلیون ربات اختراع و معرفی شد. اما جالب‌ترین چیز این است که نه تنها تیم‌هایی از شرکت‌های بزرگ، گروه‌هایی از دانشمندان و مهندسان حرفه‌ای، بلکه دانش‌آموزان عادی در سراسر جهان نیز می‌توانند با تحولات این حوزه مقابله کنند.

چندین مجتمع برای مطالعه رباتیک در مدرسه ایجاد شده است. معروف ترین آنها عبارتند از:

Robotis Bioloid;

LEGO Mindstorms;

• آردوینو.

طراحان آردوینو بسیار مورد توجه سازندگان ربات هستند. بردهای آردوینو یک سازنده رادیویی، بسیار ساده، اما کاربردی برای برنامه نویسی بسیار سریع در زبان Wiering (در واقع C ++) و اجرای ایده های فنی هستند.

اما همانطور که تمرین نشان می دهد، بیشتر و بیشتر می شود اهمیت عملیاین کار متخصصان جوان نسل جدید است که به دست می آید.

آموزش برنامه نویسی به کودکان همیشه مرتبط خواهد بود، زیرا توسعه سریع رباتیک در درجه اول با توسعه فناوری اطلاعاتو وسایل ارتباطی

هدف از این پروژه ایجاد یک رادیو سازنده آموزشی مبتنی بر دستی برای آموزش برنامه‌نویسی به کودکان در محیط آردوینو در فرم بازی... تا فرصتی برای آشنایی هر چه بیشتر کودکان با فعالیت های طراحی در رباتیک فراهم شود.

اهداف پروژه:

توسعه و ساخت یک بازوی آموزشی - یک دستکاری کننده با حداقل هزینهوجوهی که کمتر از همتایان خارجی نیستند.

از درایوهای سروو به عنوان مکانیزم های دستکاری استفاده کنید.

مکانیسم های دستکاری کننده را با استفاده از رادیو - سازنده Arduino UNO R 3 کنترل کنید.

برنامه ای را در محیط برنامه نویسی آردوینو برای کنترل متناسب درایوهای سروو ایجاد کنید.

برای تحقق هدف و اهداف پروژه ما، لازم است انواع دستکاری‌های موجود را مطالعه کنیم. ادبیات فنیدر مورد این موضوع و سخت افزار آردوینو - پلت فرم محاسباتی.

تحقیق و تحلیل

مطالعه.

دستکاری صنعتی- طراحی شده برای انجام عملکردهای موتور و کنترل در فرایند تولید، یعنی یک دستگاه خودکار متشکل از یک دستکاری و یک دستگاه کنترل قابل برنامه ریزی مجدد که اقدامات کنترلی را ایجاد می کند که حرکات مورد نیاز بدنه های اجرایی دستکاری کننده را تنظیم می کند. برای جابجایی اقلام تولیدی و انجام عملیات های مختلف تکنولوژیکی استفاده می شود.

O
سازنده لبه دار - دستکاری کننده مجهز به یک بازوی روباتیک است که منقبض و باز می شود. با آن می توانید با کنترل از راه دور شطرنج بازی کنید. برای توزیع کارت ویزیت نیز می توانید از یک دست روبو استفاده کنید. حرکت شامل: مچ 120 درجه، آرنج 300 درجه، چرخش پایه 270 درجه، حرکت پایه 180 درجه است. اسباب بازی بسیار خوب و مفید است، اما هزینه آن حدود 17200 روبل است.

به لطف پروژه uArm، همه می توانند مینی روبات دسکتاپ خود را مونتاژ کنند. "UArm" یک نسخه مینیاتوری 4 محوره است ربات صنعتی"ABB PalletPack IRB460" مانیپولاتور مجهز به ریزپردازنده Atmel و مجموعه ای از موتورهای سروو، هزینه کل است. قطعات لازم- 12959 روبل. پروژه uArm حداقل به مهارت های برنامه نویسی اولیه و تجربه در ساخت لگو نیاز دارد. ربات کوچک را می توان برای بسیاری از عملکردها برنامه ریزی کرد: از بازی کردن ساز موسیقیقبل از بارگیری برخی از برنامه های پیچیده در حال حاضر توسعه اپلیکیشن هایی برای iOS و اندروید در حال انجام است که به شما امکان کنترل "uArm" را از طریق تلفن هوشمند می دهد.

دستکاری کننده های "uArm"

اکثر مانیپولاتورهای موجود محل قرارگیری موتورها را مستقیماً در اتصالات فرض می کنند. از نظر ساختاری ساده تر است، اما به نظر می رسد که موتورها نه تنها محموله، بلکه سایر موتورها را نیز باید بلند کنند.

تحلیل و بررسی.

آنها دستکاری کننده ارائه شده در سایت Kickstarter را که "uArm" نام داشت، به عنوان مبنایی در نظر گرفتند. مزیت این طراحی این است که سکوی گیره همیشه موازی با سطح کار است. موتورهای سنگین در پایه قرار دارند، نیروها از طریق میله ها منتقل می شوند. در نتیجه، مانیپولاتور دارای سه سروو (سه درجه آزادی) است که به آن امکان می دهد ابزار را در امتداد هر سه محور 90 درجه حرکت دهد.

تصمیم گرفته شد که یاتاقان ها در قسمت های متحرک منیپلاتور نصب شوند. این طرح مانیپولاتور مزایای زیادی نسبت به بسیاری از مدل هایی دارد که اکنون در فروش هستند: در مجموع 11 بلبرینگ در منیپلاتور استفاده شده است: 10 قطعه برای شفت 3 میلی متری و یکی برای شفت 30 میلی متری.

ویژگی های بازوی دستکاری:

ارتفاع: 300 میلی متر

منطقه کاری(بازو کاملاً کشیده شده): 140 میلی متر تا 300 میلی متر در اطراف پایه

حداکثر ظرفیت بلند کردن بازوهای کشیده: 200 گرم

جریان مصرف، نه بیشتر: 1A

سهولت در مونتاژ. ما توجه زیادی به اطمینان از وجود چنین ترتیبی برای مونتاژ دستکاری کردیم که در آن پیچ کردن همه قطعات بسیار راحت است. این به ویژه برای مجموعه های سروو قدرتمند در پایگاه دشوار بود.

کنترل با استفاده از مقاومت های متغیر، کنترل متناسب تحقق می یابد. شما می توانید یک کنترل از نوع پانتوگراف طراحی کنید، مانند دانشمندان هسته ای و قهرمان در ربات بزرگ فیلم "آواتار"، که می تواند توسط ماوس کنترل شود و می توانید از نمونه های کد برای ایجاد الگوریتم های حرکتی خود استفاده کنید.

باز بودن پروژه هر کسی می تواند ابزار خود را بسازد (یک فنجان مکش یا یک گیره مداد) و برنامه (طرح) لازم برای تکمیل کار را در کنترلر بارگذاری کند.

مراحل ساخت واحدهای تولیدی و مونتاژ مانیپولاتور

مواد و ابزار

برای ساخت بازوی دستکاری از یک پانل کامپوزیت به ضخامت 3 میلی متر و 5 میلی متر استفاده شد. این ماده که از دو ورقه آلومینیومی به ضخامت 0.21 میلی متر تشکیل شده است که توسط یک لایه پلیمری ترموپلاستیک به هم وصل شده اند، استحکام خوب، سبک وزن و کارایی خوبی دارد. عکس های بارگیری شده از دستکاری کننده در اینترنت پردازش شد برنامه کامپیوتری Inkscape (ویرایشگر گرافیک برداری). در برنامه اتوکد (سیستم طراحی و پیش نویس سه بعدی به کمک کامپیوتر)، نقشه های بازوی دستکاری ترسیم شد.

قطعات تمام شده برای دستکاری.

قسمت های تمام شده پایه بازو.

پر کردن مکانیکی منیولاتور

Servos MG-995 برای پایه مانیپولاتور استفاده شد. اینها سرووهای دیجیتال با چرخ دنده های فلزی و یاتاقان های توپ هستند، آنها نیروی 4.8 کیلوگرم بر سانتی متر، موقعیت دقیق و سرعت قابل قبول را ارائه می دهند. وزن یک سروو 55.0 گرم با ابعاد 40.7 x 19.7 x 42.9 میلی متر، ولتاژ تغذیه از 4.8 تا 7.2 ولت است.

از Servos MG-90S برای گرفتن و چرخاندن دست استفاده شد. اینها همچنین سرووهای دیجیتال با چرخ دنده های فلزی و یاتاقان توپ روی شفت خروجی هستند که نیرویی معادل 1.8 کیلوگرم بر سانتی متر و موقعیت دقیق را ارائه می دهند. وزن یک سروو 13.4 گرم با ابعاد 22.8 x 12.2 x 28.5 میلی متر، ولتاژ تغذیه از 4.8 تا 6.0 ولت است.

Servo MG-995 Servo MG90S

یک بلبرینگ 30x55x13 برای تسهیل چرخش پایه بازو - یک دستکاری کننده با بار استفاده می شود.

نصب بلبرینگ. مجموعه دستگاه چرخشی.

پایه بازو مجموعه دستکاری است.

قطعات برای مونتاژ گریپر. مونتاژ ضبط

پر کردن الکترونیکی دستکاری

یک پروژه منبع باز به نام آردوینو وجود دارد. اساس این پروژه یک ماژول سخت افزاری اولیه و برنامه ای است که در آن می توانید کدهایی را برای کنترلر به زبان تخصصی بنویسید و امکان اتصال و برنامه ریزی این ماژول را فراهم می کند.

برای کار با مانیپولاتور استفاده کردیم برد آردوینو UNO R 3 و یک برد توسعه سازگار برای اتصال درایوهای سروو. دارای یک تثبیت کننده 5 ولتی برای تغذیه سرووها، کنتاکت های PLS برای اتصال سرووها و یک کانکتور برای اتصال مقاومت های متغیر است. برق از یک واحد 9 ولت، 3 آمپر تامین می شود.

برد کنترلر آردوینو UNO R 3.

نمودار شماتیکبرنامه های افزودنی برای برد کنترلر آردوینو UNO R 3 با در نظر گرفتن وظایف محول شده توسعه یافته است.

نمودار شماتیک یک برد بسط کنترلر.

برد توسعه برای کنترلر.

ما برد Arduino UNO R 3 را با استفاده از کابل USB A-B به رایانه متصل می کنیم، تنظیمات لازم را در محیط برنامه نویسی تنظیم می کنیم، برنامه ای (طرح) برای سرووها طراحی می کنیم تا با استفاده از کتابخانه های آردوینو کار کنند. ما طرح را کامپایل می کنیم (بررسی می کنیم)، سپس آن را در کنترلر بارگذاری می کنیم. با اطلاعات دقیقدر مورد کار در محیط آردوینو می توانید در http://edurobots.ru/category/uroki/ (Arduino برای مبتدیان. درس) پیدا کنید.

پنجره برنامه با یک طرح.

نتیجه

این مدل از مانیپولاتور در هزینه کم خود متفاوت است، مانند سازنده ساده "Utkorobot" که 2 حرکت را انجام می دهد و قیمت آن 1102 روبل است، یا سازنده لگو "پلیس پلیس" به ارزش 8429 روبل. سازنده ما 5 حرکت را انجام می دهد و 2384 روبل هزینه دارد.

	اجزا و مواد	تعداد
	سرو MG-995
	سرو MG90S
	بلبرینگ 30x55x13
	بلبرینگ 3x8x3
	پایه مادر-مادر برنجی М3х27
	سر پیچ M3x10 زیر h/w
	پانل کامپوزیتاندازه 0.6 متر مربع
	برد کنترل آردوینو UNO R 3
	مقاومت های متغیر 100 کوم

هزینه کم به توسعه یک سازنده فنی برای بازوی دستکاری کمک کرد که به وضوح اصل عملکرد یک دستکاری کننده را نشان داد و وظایف را به شیوه ای بازیگوش انجام داد.

اصل عملکرد در محیط برنامه نویسی آردوینو در تست ها خود را به خوبی ثابت کرده است. این شیوه مدیریت و آموزش برنامه نویسی به صورت بازیگوش نه تنها امکان پذیر است، بلکه موثر نیز هست.

فایل اسکچ اولیه که از وب سایت رسمی آردوینو گرفته شده و در محیط برنامه نویسی اشکال زدایی شده است، درستی و درستی را تضمین می کند عملکرد قابل اعتماددستکاری کننده

در آینده، من می خواهم سرووهای گران قیمت را کنار بگذارم و استفاده کنم موتورهای پله ای، بنابراین، کاملاً دقیق و روان حرکت خواهد کرد.

کنترل کننده را با استفاده از پانتوگراف از طریق کانال رادیویی بلوتوث کنترل کنید.

منبع اطلاعات

Gololobov N.V. درباره پروژه Arduino برای دانش آموزان. مسکو 2011.

Kurt E. D. مقدمه ای بر میکروکنترلرها با ترجمه به روسی توسط T. Volkova. 2012.

Belov A.V. علم و فناوری، سن پترزبورگ، 2008.

http://www.customelectronics.ru/robo-ruka-sborka-mehaniki/ دستکاری خزنده.

http://robocraft.ru/blog/electronics/660.html دستکاری بلوتوث.

http://robocraft.ru/blog/mechanics/583.html لینک مقاله و ویدئو.

http://edurobots.ru/category/uroki/ آردوینو برای مبتدیان.

کاربرد

طراحی پایه دستکاری

ترسیم بوم و چنگال دستکاری کننده.