دستکاری بازوی مکانیکی را خودتان انجام دهید. دستکاری بازوی رومیزی رومیزی که از پلکسی گلاس روی سرووها ساخته شده است را خودتان انجام دهید. مونتاژ مکانیکی

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 با کل دستکاری کننده می چرخد ​​و می خواستم طراحی قسمت پایین لولا را ساده کنم. بعلاوه، بلافاصله شروع به رنگ آمیزی آن کمی کوچکتر کردم.

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 نتیجه، 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 شد 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 سیستم اتصالات 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 گره های دستکاری کننده
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 من 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

برای اینکه دستتان کار کند، تنها کاری که باید انجام دهید این است که پنج سروو را به آردوینو متصل کنید و از یک منبع خوب به آنها برق بدهید. UArm از نوعی موتور استفاده می کند 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 کنترل یا چیزی شبیه به آن را ضبط کنید. لینک دانلود فایل PCB رو هم در آخر مطلب میذارم ولی برای ساخت با سوراخ متالایز 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 پنج پارامتر را با کنترل ماوس 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، همان ویدئو از کار دستکاری. 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.

اول تحت تاثیر قرار خواهد گرفت مسائل کلی، سپس 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 همدلی و ماه ها طول بکشد تا بازوی دستکاری مونتاژ شود. با دستان خود و به تنهایی در چنین مواردی، ارزش آن را دارد که فقط برای منافع خود انجام دهید. برای جابجایی 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 خیلی بلند.
2. برش های جانبی.
3. پیچ گوشتی فیلیپس.
4. 4 عدد باتری D.

کنترل از راه دور کنترل از راه دوربا استفاده از دکمه ها و میکروکنترلر قابل پیاده سازی 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 در زمان های مناسب از طریق آن منتقل می کند.

قطعات کوچک

برای تنظیم تعداد دور، می توانید از چرخ های انتقال استفاده کنید. آنها حرکت بازوی دستکاری را صاف می کنند.

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.

انتخاب کدام یک از گزینه های پیشنهادی 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 دستکاری ارائه شده 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 آنها بچرخد.

ما با استفاده از فاصله یاب یک بازوی رباتیک ایجاد می کنیم، نور پس زمینه را پیاده سازی می کنیم.

ما پایه را از اکریلیک برش می دهیم. ما از درایوهای سروو به عنوان موتور استفاده می کنیم.

شرح کلی پروژه بازوی رباتیک

این پروژه از 6 موتور سروو استفاده می کند. برای قسمت مکانیکی از اکریلیک به ضخامت 2 میلی متر استفاده شد. پایه توپ دیسکو به عنوان سه پایه مفید بود (یکی از موتورها داخل آن نصب شده است). یک سنسور فاصله اولتراسونیک و یک LED 10 میلی متری نیز استفاده می شود.

برای کنترل ربات از برد پاور آردوینو استفاده شده است. منبع تغذیه خود منبع تغذیه کامپیوتر است.

این پروژه توضیحات جامعی برای توسعه یک بازوی رباتیک ارائه می دهد. مسائل تغذیه ای طرح توسعه یافته به طور جداگانه در نظر گرفته می شود.

گره های اساسی برای یک پروژه دستکاری

بیایید توسعه را شروع کنیم. شما نیاز خواهید داشت:

• 6 سروموتور (من از 2 mg946، 2 mg995، 2 futuba s3003 استفاده کردم (mg995 / mg946 از نظر عملکرد بهتر از futuba s3003 هستند، اما دومی بسیار ارزان تر است).
• اکریلیک به ضخامت 2 میلی متر (و یک قطعه کوچک به ضخامت 4 میلی متر)؛
• سنسور فاصله اولتراسونیک hc-sr04;
• LED 10 میلی متر (رنگ - به صلاحدید شما)؛
• سه پایه (به عنوان پایه استفاده می شود)؛
• چنگ زدن به آلومینیوم (هزینه حدود 10-15 دلار).

برای مدیریت:

• برد آردوینو Uno (پروژه مورد استفاده تخته خانگی، که کاملاً شبیه به آردوینو است).
• برد پاور (شما باید خودتان آن را بسازید ، بعداً به این موضوع باز خواهیم گشت ، نیاز به توجه ویژه دارد).
• واحد منبع تغذیه (در این مورد از یک منبع تغذیه کامپیوتر استفاده می شود).
• رایانه ای برای برنامه ریزی دستکاری کننده شما (اگر از آردوینو برای برنامه نویسی استفاده می کنید، آردوینو IDE)

البته کابل ها و برخی ابزارهای اولیه مانند پیچ ​​گوشتی و مواردی از این دست به کارتان خواهند آمد. اکنون می توانیم به سمت طراحی برویم.

مونتاژ مکانیکی

قبل از شروع توسعه بخش مکانیکی دستکاری، شایان ذکر است که من هیچ نقشه ای ندارم. همه گره ها "روی زانو" ساخته شدند. اما اصل بسیار ساده است. شما دو لینک اکریلیک با سروموتور بین آنها دارید. و دو لینک دیگر همچنین برای نصب موتور. خوب، خود چنگ زدن. ساده ترین راه برای خرید چنین گیره ای، خرید آن از طریق اینترنت است. تقریباً همه چیز با پیچ نصب می شود.

طول قسمت اول حدود 19 سانتی متر است. دومی حدود 17.5 است. طول لینک جلو حدود 5.5 سانتی متر است.بقیه ابعاد را با توجه به ابعاد پروژه خود انتخاب کنید. در اصل، ابعاد گره های باقی مانده چندان مهم نیستند.

بازوی مکانیکی باید بتواند 180 درجه در پایه بچرخد. پس باید سروو موتور را زیر آن نصب کنیم. در این صورت در همان توپ دیسکو نصب می شود. در مورد شما، این می تواند هر جعبه مناسبی باشد. ربات روی این سروو موتور نصب شده است. همانطور که در شکل نشان داده شده است، امکان نصب یک حلقه فلنج فلزی اضافی وجود دارد. شما می توانید بدون آن انجام دهید.

برای نصب سنسور اولتراسونیک از اکریلیک 2 میلی متری استفاده شده است. یک LED نیز از پایین قابل نصب است.

توضیح دقیق چگونگی ساخت چنین دستکاری کننده ای دشوار است. خیلی به واحدها و قطعاتی که در انبار دارید یا خریداری می کنید بستگی دارد. به عنوان مثال، اگر ابعاد سرووهای شما متفاوت باشد، پیوندهای بازوی اکریلیک نیز تغییر خواهند کرد. در صورت تغییر ابعاد، کالیبراسیون بازو نیز متفاوت خواهد بود.

پس از تکمیل طراحی مکانیکی منیولاتور، قطعاً باید کابل های سروموتورها را طولانی کنید. برای این منظور در این پروژه از سیم کابل اینترنت استفاده شد. برای اینکه همه اینها به نظر برسد، تنبل نباشید و بسته به خروجی برد آردوینو، شیلد یا منبع تغذیه خود، آداپتورهایی را روی انتهای آزاد کابل های کشیده - مادر یا بابا نصب کنید.

پس از مونتاژ قسمت مکانیکی، می توانیم به سمت "مغز" دستکاری کننده خود برویم.

گرفتن دستکاری کننده

برای نصب گریپر به یک سروموتور و تعدادی پیچ نیاز دارید.

بنابراین دقیقاً چه کاری باید انجام شود.

سروو راکر را بردارید و آن را کوتاه کنید تا در چنگال شما قرار گیرد. سپس دو پیچ کوچک را ببندید.

پس از نصب سروو، آن را در سمت چپ قرار دهید و فک های گیره را فشار دهید.

سروو اکنون می تواند روی 4 پیچ نصب شود. در عین حال، مطمئن شوید که موتور همچنان در موقعیت سمت چپ قرار دارد و فک های دستگیره بسته هستند.

می تواند سروو را به برد آردوینوو عملکرد گیره را بررسی کنید.

لطفاً توجه داشته باشید که در صورت سفت شدن بیش از حد پیچ ​​و مهره ممکن است مشکلات عملکرد گیره رخ دهد.

برجسته سازی را به یک دستکاری اضافه کنید

می توانید با اضافه کردن نور به پروژه خود، آن را روشن تر کنید. برای این کار از LED استفاده شد. انجام آن آسان است، اما در تاریکی بسیار چشمگیر به نظر می رسد.

محل نصب LED ها به خلاقیت و تخیل شما بستگی دارد.

نمودار سیم کشی

می توانید به جای R1 از یک پتانسیومتر 100K برای کاهش نور دستی استفاده کنید. از مقاومت های 118 اهم به عنوان مقاومت R2 استفاده شد.

لیستی از واحدهای اصلی استفاده شده:

• R1 - مقاومت 100 کیلو اهم
• R2 یک مقاومت 118 اهم است
• ترانزیستور دوقطبی BC547
• مقاومت نوری
• 7 عدد ال ای دی
• تعویض
• اتصال به برد آردوینو

از یک برد آردوینو به عنوان میکروکنترلر استفاده شد. یک واحد منبع تغذیه از کامپیوتر شخصی... با اتصال مولتی متر به کابل های قرمز و مشکی، ولتاژ 5 ولت (که برای سروو موتورها و سنسور فاصله آلتراسونیک استفاده می شود) را مشاهده خواهید کرد. زرد و مشکی به شما 12 ولت (برای آردوینو) می دهد. ما 5 کانکتور برای سروموتورها می سازیم، به موازات آن مثبت را به 5 ولت و منفی را به زمین وصل می کنیم. به همین ترتیب با سنسور فاصله.

پس از آن، کانکتورهای باقیمانده (یکی از هر سروو و دو عدد از فاصله یاب) را به بردی که لحیم کردیم و آردوینو وصل کنید. در این صورت فراموش نکنید که در آینده پین ​​هایی را که در برنامه استفاده کرده اید به درستی مشخص کنید.

علاوه بر این، یک LED پاور نیز بر روی برد پاور نصب شد. اجرای این کار سخت نیست. علاوه بر این، یک مقاومت 100 اهم بین 5 ولت و زمین استفاده شد.

LED 10 میلی متری روی ربات نیز به آردوینو متصل است. مقاومت 100 اهم از پایه 13 تا پایه مثبت LED اجرا می شود. منفی - به زمین. می توان آن را در برنامه غیرفعال کرد.

برای 6 سروموتور، 6 کانکتور استفاده می شود، زیرا 2 سروموتور پایین سیگنال کنترل یکسانی را به اشتراک می گذارند. هادی های مربوطه به یک پین متصل و متصل می شوند.

تکرار می کنم که یک منبع تغذیه از یک رایانه شخصی به عنوان منبع تغذیه استفاده می شود. یا، البته، می توانید یک منبع تغذیه جداگانه خریداری کنید. اما با در نظر گرفتن این واقعیت که ما 6 درایو داریم که هر کدام می توانند حدود 2 A مصرف کنند، چنین منبع تغذیه قدرتمندی ارزان نخواهد بود.

توجه داشته باشید که هدرهای سرویس به خروجی‌های PWM آردوینو متصل هستند. در نزدیکی هر پین چنین روی تخته وجود دارد نماد~ سنسور کشش اولتراسونیک را می توان به پایه های 6، 7 وصل کرد. LED - به پایه 13 و زمین. اینها تمام پین هایی هستند که ما نیاز داریم.

اکنون می توانیم به برنامه نویسی آردوینو برویم.

قبل از اتصال برد از طریق usb به کامپیوتر، حتما برق را خاموش کنید. هنگام تست برنامه، برق بازوی رباتیک خود را نیز خاموش کنید. در صورت قطع نشدن برق، آردوینو 5 ولت از usb و 12 ولت از منبع تغذیه دریافت می کند. بر این اساس، برق از USB به منبع تغذیه منتقل می شود و کمی "غرق" می شود.

نمودار اتصال نشان می دهد که پتانسیومتر برای کنترل سرووها اضافه شده است. پتانسیومترها اختیاری هستند، اما کد بالا بدون آنها کار نخواهد کرد. پتانسیومترها را می توان به پایه های 0،1،2،3 و 4 متصل کرد.

برنامه نویسی و اولین راه اندازی

برای کنترل از 5 پتانسیومتر استفاده می شود (جایگزین آن با 1 پتانسیومتر و دو جوی استیک کاملا امکان پذیر است). نمودار اتصال با پتانسیومتر در قسمت قبل نشان داده شده است. طرح آردوینو اینجاست.

در زیر چندین ویدئو از یک بازوی رباتیک در حال کار مشاهده می شود. امیدوارم از آن خوشت بیاید.

ویدیوی بالا آخرین تغییرات بازو را نشان می دهد. مجبور شدم کمی طرح را تغییر دهم و چند قطعه را تعویض کنم. معلوم شد که سرووهای futuba s3003 نسبتا ضعیف هستند. معلوم شد که آنها فقط برای گرفتن یا چرخاندن دست استفاده می شوند. پس mg995 نصب شد. خوب، mg946 به طور کلی یک گزینه عالی خواهد بود.

برنامه کنترل و توضیحات مربوط به آن

// توسط درایو با استفاده از کنترل می شود مقاومت های متغیر- پتانسیومترها

potpin int = 0; // پین آنالوگ برای اتصال پتانسیومتر

int val; // متغیر برای خواندن داده ها از پین آنالوگ

myservo1.attach (3);

myservo2.attach (5);

myservo3.attach (9);

myservo4.attach (10);

myservo5.attach (11);

pinMode (LED، OUTPUT)؛

(// سرو 1 پین آنالوگ 0

val = analogRead (potpin); // مقدار پتانسیومتر را می خواند (مقدار بین 0 تا 1023)

// مقدار حاصل را برای استفاده با سرف ها مقیاس می کند (مقداری در محدوده 0 تا 180 دریافت می کنیم)

myservo1.write (val); // سروو را با توجه به مقدار محاسبه شده به موقعیت می آورد

تاخیر (15); // منتظر می ماند تا سروموتور به موقعیت داده شده برسد

val = analogRead (potpin1); // سروو 2 روی پین آنالوگ 1

val = نقشه (val, 0, 1023, 0, 179)؛

myservo2.write (val);

val = analogRead (potpin2); // سروو 3 روی پین آنالوگ 2

val = نقشه (val, 0, 1023, 0, 179)؛

myservo3.write (val);

val = analogRead (potpin3); // سروو 4 روی پین آنالوگ 3

val = نقشه (val, 0, 1023, 0, 179)؛

myservo4.write (val);

val = analogRead (potpin4); // سروو 5 روی پین آنالوگ 4

val = نقشه (val, 0, 1023, 0, 179)؛

myservo5.write (val);

طراحی با استفاده از سنسور فاصله اولتراسونیک

این احتمالا یکی از دیدنی ترین بخش های پروژه است. یک سنسور فاصله روی دستگاه نصب شده است که به موانع اطراف واکنش نشان می دهد.

توضیحات اصلی برای کد در زیر ارائه شده است.

#define trigPin 7

کد بعدی:

ما نام هر 5 سیگنال (برای 6 درایو) را اختصاص داده ایم (می تواند هر کدام باشد)

ذیل:

Serial.begin (9600);

pinMode (trigPin، OUTPUT)؛

pinMode (echoPin، INPUT)؛

pinMode (LED، OUTPUT)؛

myservo1.attach (3);

myservo2.attach (5);

myservo3.attach (9);

myservo4.attach (10);

myservo5.attach (11);

ما به برد آردوینو می گوییم که LED ها، سرووها و سنسور فاصله به کدام پین متصل هستند. هیچ هزینه ای برای تغییر ندارد.

موقعیت خالی 1 () (

digitalWrite (LED، HIGH)؛

myservo2.writeMicroseconds (1300);

myservo4.writeMicroseconds (800);

myservo5.writeMicroseconds (1000);

چند چیز وجود دارد که می توانید در اینجا تغییر دهید. من موقعیت را تنظیم کردم و نام آن را position1 گذاشتم. در برنامه بعدی استفاده خواهد شد. اگر می خواهید حرکت متفاوتی ارائه دهید، مقادیر داخل پرانتز را از 0 به 3000 تغییر دهید.

بعد از آن:

موقعیت خالی 2 () (

digitalWrite (LED، LOW)؛

myservo2.writeMicroseconds (1200);

myservo3.writeMicroseconds (1300);

myservo4.writeMicroseconds (1400);

myservo5.writeMicroseconds (2200);

مشابه قطعه قبلی فقط در این حالت موقعیت2 است. به همین ترتیب، می توانید موقعیت های جدیدی را برای حرکت اضافه کنید.

مدت طولانی، مسافت؛

digitalWrite (trigPin، LOW)؛

تاخیر میکرو ثانیه (2)؛

digitalWrite (trigPin، HIGH)؛

تاخیر میکرو ثانیه (10)؛

digitalWrite (trigPin، LOW)؛

مدت زمان = pulseIn (echoPin، HIGH)؛

فاصله = (مدت / 2) / 29.1;

اکنون شروع به کار کردن کد اصلی برنامه می کند. عوضش نکن هدف اصلی خطوط فوق پیکربندی سنسور فاصله است.

بعد از آن:

اگر (فاصله<= 30) {

اگر (فاصله< 10) {

myservo5.writeMicroseconds (2200); // دستگیره را باز کنید

myservo5.writeMicroseconds (1000); // دستگیره را ببندید

اکنون می توانید جابجایی های جدیدی را بر اساس فاصله اندازه گیری شده توسط مبدل اولتراسونیک اضافه کنید.

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

موقعیت 1 (); // در واقع، بازو همه چیزهایی را که بین براکت ها مشخص می کنید کار می کند ()

else (// اگر فاصله بیش از 30 سانتی متر است، به موقعیت 2 بروید

موقعیت () 2 // مشابه خط قبلی

شما می توانید فاصله در کد را تغییر دهید و هر کاری که می خواهید انجام دهید.

آخرین خطوط کد

اگر (فاصله> 30 || فاصله<= 0){

Serial.println ("خارج از محدوده"); // خروجی در مانیتور سریال پیامی که ما از محدوده تعیین شده فراتر رفته ایم

Serial.print (از راه دور);

Serial.println ("cm"); // فاصله بر حسب سانتی متر

تاخیر (500); // تاخیر 0.5 ثانیه

البته در اینجا می توانید همه چیز را به میلی متر، متر ترجمه کنید، پیام نمایش داده شده را تغییر دهید و غیره. می توانید کمی با تاخیر بازی کنید.

این همه، در واقع. لذت ببرید، دستکاری کننده های خود را ارتقا دهید، ایده ها و نتایج را به اشتراک بگذارید!

دارای نور پس زمینه در مجموع، این ربات با 6 موتور سروو کار می کند. برای ساخت قسمت مکانیکی از اکریلیک با ضخامت دو میلی متر استفاده شده است. برای ساخت یک سه پایه، یک پایه از یک توپ دیسکو گرفته شد که یک موتور مستقیماً در آن تعبیه شده بود.

این ربات روی برد آردوینو کار می کند. یک واحد کامپیوتر به عنوان منبع تغذیه استفاده می شود.

مواد و ابزار:
- 6 سروموتور؛
- اکریلیک 2 میلی متر ضخامت (و یک قطعه کوچک دیگر به ضخامت 4 میلی متر)؛
- سه پایه (برای ایجاد یک پایه)؛
- سنسور فاصله اولتراسونیک نوع hc-sr04.
- کنترلر آردوینو Uno؛
- کنترل کننده قدرت (ساخته شده به طور مستقل)؛
- واحد منبع تغذیه از رایانه؛
- کامپیوتر (برای برنامه نویسی آردوینو مورد نیاز است)؛
- سیم، ابزار و غیره

فرایند ساخت:

گام یک. مونتاژ قسمت مکانیکی ربات
مونتاژ قسمت مکانیکی آن بسیار آسان است. دو قطعه اکریلیک باید با یک سروو موتور متصل شوند. دو پیوند دیگر به روشی مشابه به هم متصل می شوند. در مورد گیره، بهتر است آن را به صورت آنلاین خریداری کنید. تمام عناصر با پیچ ثابت می شوند.

طول قسمت اول حدود 19 سانتی متر و قسمت دوم حدود 17.5 سانتی متر طول پیوند جلویی آن 5.5 سانتی متر است و در مورد بقیه المان ها ابعاد آنها به صلاحدید شخصی انتخاب می شود.

زاویه چرخش در پایه بازوی مکانیکی باید 180 درجه باشد، بنابراین سروموتور باید زیر آن نصب شود. در مورد ما، باید در یک توپ دیسکو نصب شود. ربات قبلاً روی سروموتور نصب شده است.

برای نصب سنسور اولتراسونیک به یک قطعه اکریلیک به ضخامت 2 سانتی متر نیاز دارید.

برای نصب گریپر به چند پیچ ​​و یک سرو موتور نیاز دارید. شما باید صندلی گهواره ای را از سروو موتور بردارید و آن را کوتاه کنید تا در گیره قرار گیرد. سپس می توانید دو پیچ کوچک را محکم کنید. پس از نصب، سروموتور باید به سمت چپ منتهی شود و فک های گرفتن باید به هم نزدیک شوند.

سروموتور اکنون با 4 پیچ محکم می شود، در حالی که مهم است که مطمئن شوید در موقعیت سمت چپ قرار دارد و لب ها به هم کشیده شده اند.
حالا سروو را می توان به برد وصل کرد و بررسی کرد که گریپر کار می کند یا خیر.

مرحله دو. نور ربات
برای جذاب‌تر کردن ربات، می‌توانید آن را نور پس‌زمینه کنید. این کار با استفاده از LED با رنگ های مختلف انجام می شود.

مرحله سوم اتصال بخش الکترونیکی
کنترل کننده اصلی ربات برد آردوینو است. یک واحد رایانه به عنوان منبع تغذیه استفاده می شود، در خروجی های آن باید ولتاژ 5 ولت را پیدا کنید. اگر ولتاژ سیم های قرمز و مشکی را با مولتی متر اندازه گیری کنید باید باشد. این ولتاژ برای تغذیه موتورهای سروو و سنسور فاصله مورد نیاز است. سیم زرد و سیاه بلوک در حال حاضر 12 ولت می دهد، آنها برای کار آردوینو مورد نیاز هستند.

برای سرووها باید پنج کانکتور بسازید. 5 ولت را به مثبت و منفی را به زمین وصل می کنیم. سنسور فاصله نیز به همین ترتیب متصل می شود.

همچنین یک LED پاور روی برد تعبیه شده است. برای اتصال آن از یک مقاومت 100 اهم بین + 5 ولت و زمین استفاده شده است.

خروجی های سروو موتورها به خروجی های PWM آردوینو متصل می شوند. چنین پین هایی روی تابلو با نماد "~" نشان داده می شوند. در مورد سنسور فاصله اولتراسونیک، می توان آن را به پایه های 6 و 7 متصل کرد. LED به زمین و پایه 13 متصل می شود.

حالا می توانید برنامه نویسی را شروع کنید. قبل از اتصال از طریق USB مطمئن شوید که برق کاملاً خاموش است. هنگام تست برنامه، برق ربات نیز باید خاموش باشد. اگر این کار انجام نشود، کنترلر 5 ولت از USB و 12 ولت از منبع تغذیه دریافت می کند.

در نمودار مشاهده می کنید که پتانسیومتر برای کنترل سروو موتورها اضافه شده است. آنها بخش ضروری ربات نیستند، اما بدون آنها کد پیشنهادی کار نخواهد کرد. پتانسیومترها به پایه های 0،1،2،3 و 4 متصل می شوند.

مدار دارای مقاومت R1 است، می توان آن را با یک پتانسیومتر 100 کیلو اهم جایگزین کرد. این به شما امکان می دهد تا به صورت دستی روشنایی را تنظیم کنید. در مورد مقاومت های R2، مقدار اسمی آنها 118 اهم است.

در اینجا لیستی از گره های اصلی استفاده شده است:
- 7 LED؛
- R2 - مقاومت 118 اهم؛
- R1 - مقاومت 100 کیلو اهم؛
- تعویض؛
- مقاومت نوری؛
- ترانزیستور bc547.

مرحله چهارم برنامه نویسی و اولین راه اندازی ربات
برای کنترل ربات از 5 پتانسیومتر استفاده شد. جایگزینی چنین مداری با یک پتانسیومتر و دو جوی استیک کاملاً امکان پذیر است. نحوه اتصال پتانسیومتر در مرحله قبل نشان داده شد. پس از نصب، می توان طرح های ربات را آزمایش کرد.

اولین آزمایشات ربات نشان داد که سروو موتورهای نصب شده از نوع futuba s3003 برای ربات ضعیف است. آنها را فقط می توان برای چرخاندن دست یا گرفتن استفاده کرد. در عوض، نویسنده موتورهای mg995 را نصب کرد. موتورهای نوع mg946 ایده آل هستند.

از ویژگی های این ربات بر روی پلتفرم آردوینو می توان به پیچیدگی طراحی آن اشاره کرد. بازوی رباتیک از اهرم های زیادی تشکیل شده است که به آن اجازه می دهد در تمام محورها حرکت کند، اشیاء مختلف را فقط با استفاده از 4 موتور سروو حرکت دهد. با مونتاژ چنین رباتی با دستان خود، مطمئناً می توانید دوستان و عزیزان خود را با قابلیت ها و ظاهر دلپذیر این دستگاه شگفت زده کنید! به یاد داشته باشید که همیشه می توانید از محیط گرافیکی ما RobotON Studio برای برنامه نویسی استفاده کنید!

اگر سوال یا نظری دارید، ما همیشه در تماس هستیم! نتایج خود را ایجاد کرده و به اشتراک بگذارید!

ویژگی ها:

برای مونتاژ یک بازوی رباتیک با دستان خود، به چندین جزء نیاز دارید. قسمت اصلی توسط قطعات پرینت سه بعدی اشغال شده است، حدود 18 قطعه وجود دارد (چاپ اسلاید اختیاری است) اگر هر آنچه را که نیاز دارید دانلود و چاپ کرده باشید، به پیچ، مهره و لوازم الکترونیکی نیاز خواهید داشت:

• 5 پیچ M4 20mm، 1 x 40mm و مهره های مربوطه با محافظ ضد پیچ ​​خوردگی
• 6 پیچ M3 10mm، 1 x 20mm و مهره های مربوطه
• تخته نان با سیم یا سپر اتصال
• آردوینو نانو
• 4 سروو موتور SG 90

پس از مونتاژ بدنه، مهم است که از حرکت آزاد آن مطمئن شوید. اگر جابجایی قطعات کلیدی روبوهند دشوار باشد، ممکن است سروو موتورها نتوانند بار را تحمل کنند. هنگام مونتاژ قطعات الکترونیکی، باید به خاطر داشت که بهتر است پس از بررسی کامل اتصالات، مدار را به منبع تغذیه وصل کنید. برای جلوگیری از آسیب به درایوهای سروو SG 90، در صورت عدم نیاز، نیازی به چرخاندن موتور با دست ندارید. اگر نیاز به توسعه SG 90 دارید، باید شفت موتور را به آرامی در جهات مختلف حرکت دهید.

مشخصات فنی:

• برنامه نویسی ساده به دلیل وجود تعداد کمی موتور و از یک نوع
• نقاط مرده برای برخی از درایوهای سروو
• کاربرد گسترده ربات در زندگی روزمره
• کار مهندسی جالب
• لزوم استفاده از پرینتر سه بعدی