Sveiki giktimes!

„UArm“ projektas iš „uFactory“ surinko lėšų „kickstarter“ daugiau nei prieš dvejus metus. Jie nuo pat pradžių sakė, kad tai bus atvirojo kodo projektas, tačiau iškart pasibaigus įmonei jie neskubėjo įkelti šaltinio kodo. Aš tiesiog norėjau pjaustyti organinį stiklą pagal jų brėžinius ir viskas, bet kadangi nebuvo šaltinio kodų ir artimiausioje ateityje to nebuvo numatyta, pradėjau kartoti dizainą iš nuotraukų.

Mano robotinė ranka dabar atrodo taip:

Lėtai dirbdamas per dvejus metus, sugebėjau padaryti keturias versijas ir įgijau nemažai patirties. Aprašymą, projekto istoriją ir visus projekto failus galite rasti po pjūviu.

Bandymas ir klaida

Kai pradėjau dirbti su brėžiniais, norėjau ne tik pakartoti uArm, bet ir jį patobulinti. Man atrodė, kad mano sąlygomis visiškai įmanoma apsieiti be guolių. Man taip pat nepatiko tai, kad elektronika sukasi kartu su visu manipuliatoriumi ir norėjau supaprastinti apatinės vyrio dalies dizainą. Be to, iškart pradėjau dažyti šiek tiek mažesnį.

Su šiais įėjimais nupiešiau pirmąją versiją. Deja, nesu išsaugojęs jokių šios manipuliatoriaus versijos nuotraukų (kuri buvo pagaminta m geltona). Klaidos jame buvo tiesiog epinės. Pirma, jo surinkti buvo beveik neįmanoma. Paprastai mechanika, kurią nupiešiau prieš manipuliatorių, buvo gana paprasta, ir man nereikėjo galvoti apie surinkimo procesą. Bet vis tiek aš jį surinkau ir bandžiau paleisti, o ranka beveik nejudėjo! Visos dalys sukasi aplink varžtus ir, jei priveržiau jas taip, kad būtų mažiau atbulinės eigos, ji negalėjo pajudėti. Jei susilpnėjau, kad ji galėtų pajudėti, atsirado neįtikėtinas atsakas. Dėl to koncepcija negyveno net tris dienas. Ir jis pradėjo dirbti prie antrosios manipuliatoriaus versijos.

Raudona jau buvo gana tinkama darbui. Jis rinko normaliai ir galėjo judėti tepdamas. Galėjau išbandyti joje esančią programinę įrangą, tačiau vis dėlto guolių trūkumas ir dideli nuostoliai skirtinguose strypuose padarė jį labai silpną.

Tada kuriam laikui atsisakiau darbo prie projekto, tačiau netrukus nusprendžiau jį priminti. Aš nusprendžiau naudoti galingesnius ir populiaresnius servus, padidinti dydį ir pridėti guolių. Ir aš nusprendžiau, kad nesistengsiu, kad viskas būtų tobula iš karto. Nubraižiau brėžinius skubėdamas, nepiešdamas gražių draugų, ir užsisakiau pjūvį iš skaidraus organinio stiklo. Naudodamas gautą manipuliatorių, galėjau derinti surinkimo procesą, nustatyti vietas, kurias reikia papildomai sutvirtinti, ir išmokti naudoti guolius.

Kai pakankamai žaidžiau su skaidriu manipuliatoriumi, atsisėdau prie galutinės baltos versijos brėžinių. Taigi, dabar visa mechanika yra visiškai ištaisyta, man tinka ir esu pasirengusi pareikšti, kad nenoriu nieko pakeisti šiame dizaine:

Mane slegia tai, kad negalėjau įnešti nieko iš esmės naujo į „uArm“ projektą. Kai pradėjau piešti galutinę versiją, jie jau išleido 3D modelius „GrabCad“. Dėl to aš tik šiek tiek supaprastinau leteną, paruošiau failus patogiu formatu ir naudojau labai paprastus ir standartinius komponentus.

Manipuliatoriaus ypatybės

Iki „uArm“ atsiradimo šios klasės darbalaukio manipuliatoriai atrodė gana nuobodūs. Jie arba visai neturėjo elektronikos, arba turėjo tam tikrą valdymą su rezistoriais, arba turėjo savo patentuotą programinę įrangą. Antra, jie paprastai neturėjo lygiagrečių vyrių sistemos, o pats griebtuvas veikimo metu pakeitė savo padėtį. Jei surinksite visus mano manipuliatoriaus pranašumus, gausite gana ilgą sąrašą:

1. Sujungimo sistema, skirta galingiems ir sunkiems varikliams sutalpinti į rankos pagrindą ir laikyti griebtuvą lygiagrečiai arba statmenai pagrindui
2. Paprastas komponentų rinkinys, kurį lengva nusipirkti arba supjaustyti iš organinio stiklo
3. Guoliai beveik visose manipuliatoriaus dalyse
4. Lengvas surinkimas. Tai pasirodė tikrai sunki užduotis. Ypač sunku buvo apgalvoti bazės surinkimo procesą.
5. Rankeną galima pakeisti 90 laipsnių kampu
6. Atviras šaltinis ir dokumentacija. Viskas paruošta prieinamais formatais. Pateiksiu 3D modelių atsisiuntimo nuorodas, pjaustymo failus, medžiagų sąrašą, elektroniką ir programinę įrangą
7. „Arduino“ suderinamumas. Yra daug „Arduino“ oponentų, tačiau manau, kad tai yra galimybė išplėsti auditoriją. Profesionalai gali lengvai parašyti savo programinę įrangą C kalba - tai įprastas „Atmel“ valdiklis!

Mechanikai

Surinkimui būtina iš plexiglass iškirpti 5 mm storio dalis:

Man buvo sumokėta apie 10 USD už visų šių dalių pjaustymą.

Pagrindas sumontuotas ant didelio guolio:

Ypač sunku buvo galvoti apie pamatą statybos proceso prasme, tačiau aš šnipinėjau „uArm“ inžinierius. Sūpynės sėdi ant 6 mm skersmens kaiščio. Reikėtų pažymėti, kad mano alkūnės trauka laikoma ant U formos laikiklio, o „uFactory“-ant L formos. Sunku paaiškinti, koks skirtumas, bet manau, kad man sekėsi geriau.

Fiksavimas renkamas atskirai. Jis gali suktis aplink savo ašį. Pats letena yra tiesiai ant variklio veleno:

Straipsnio pabaigoje pateiksiu nuorodą į itin išsamias surinkimo instrukcijas nuotraukose. Per porą valandų galite drąsiai visa tai susukti, jei viskas, ko jums reikia, yra po ranka. Taip pat paruošiau 3D modelį nemokama programa„SketchUp“. Galite jį atsisiųsti, sukti ir pamatyti, kas ir kaip yra surinkta.

Elektronika

Viskas, ką jums reikia padaryti, kad ranka pradėtų veikti, yra prijungti penkis servo prie „Arduino“ ir tiekti jiems energiją iš gero šaltinio. „UArm“ turi tam tikrus grįžtamojo ryšio variklius. Aš pateikiau tris įprastus MG995 variklius ir du mažus metalinius reduktorius, skirtus griebtuvui valdyti.

Čia mano istorija yra glaudžiai susijusi su ankstesniais projektais. Jau kurį laiką pradėjau mokyti „Arduino“ programavimo ir šiuo tikslu netgi paruošiau su „Arduino“ suderinamą plokštę. Kita vertus, kažkada turėjau galimybę pagaminti pigių lentų (apie kurias taip pat rašiau). Galų gale viskas baigėsi tuo, kad manipuliatoriui valdyti naudoju savo „Arduino“ suderinamą plokštę ir specializuotą skydą.

Šis skydas iš tikrųjų yra labai paprastas. Jame yra keturi kintamieji rezistoriai, du mygtukai, penkios servo jungtys ir maitinimo jungtis. Derinimo požiūriu tai labai patogu. Galite įkelti bandomąjį eskizą ir įrašyti tam tikrą valdymo makrokomandą ar pan. Straipsnio pabaigoje taip pat pateiksiu nuorodą, kaip atsisiųsti PCB failą, tačiau jis yra paruoštas gamybai su metalizuotomis skylėmis, todėl nėra labai tinkamas namų gamybai.

Programavimas

Įdomiausia yra manipuliatoriaus valdymas iš kompiuterio. „UArm“ turi patogią manipuliatoriaus valdymo programą ir darbo su juo protokolą. Kompiuteris siunčia 11 baitų į COM prievadą. Pirmasis visada yra 0xFF, antrasis - 0xAA, o likusi dalis yra signalai servo sistemoms. Be to, šie duomenys normalizuojami ir pateikiami varikliams išbandyti. Turiu servo prie skaitmeninio įvesties / išvesties 9-12, bet tai galima lengvai pakeisti.

„UArm“ terminalo programa leidžia keisti penkis parametrus valdant pelę. Pelės perkėlimas virš paviršiaus keičia manipuliatoriaus padėtį XY plokštumoje. Rato sukimas - aukščio keitimas. LMB / RMB - suspauskite / atlenkite nagą. RMB + ratas - sukimosi rankena. Labai patogu, tiesą sakant. Jei norite, galite parašyti bet kokią terminalo programinę įrangą, kuri bendrauja su manipuliatoriumi, naudodama tą patį protokolą.

Čia nepateiksiu eskizų - juos galite atsisiųsti straipsnio pabaigoje.

Vaizdo įrašas apie darbą

Ir pabaigai - paties manipuliatoriaus darbo vaizdo įrašas. Tai rodo pelės, rezistorių ir iš anksto įrašytos programos valdymą.

Nuorodos

Plexiglass pjaustymo failus, 3D modelius, pirkinių sąrašą, lentos brėžinius ir programinę įrangą galite atsisiųsti mano pabaigoje

Viena iš pagrindinių automatikos varomųjų jėgų modernią gamybą yra pramoniniai robotiniai manipuliatoriai. Jų kūrimas ir įgyvendinimas leido įmonėms pasiekti naują mokslinį ir techninį užduočių atlikimo lygį, perskirstyti atsakomybę tarp technologijų ir žmonių bei padidinti našumą. Apie robotų padėjėjų tipus, jų funkcionalumą ir kainas kalbėsime straipsnyje.

Padėjėjas # 1 - robotizuota ranka

Pramonė yra daugumos pasaulio ekonomikų pagrindas. Nuo siūlomų prekių kokybės, apimčių ir kainodaros priklauso ne tik vieno gamybos vieneto, bet ir valstybės biudžeto pajamos.

Atsižvelgiant į aktyvų automatinių linijų įvedimą ir platų naudojimą išmaniosios technologijos tiekiamiems produktams keliami reikalavimai didėja. Beveik neįmanoma atlaikyti konkurencijos nenaudojant automatinių linijų ar pramoninių robotų manipuliatorių.

Kaip veikia pramoninis robotas

Robotinė ranka atrodo kaip didžiulė automatizuota „ranka“, valdoma elektros valdymo sistemos. Įrenginių konstrukcijoje nėra pneumatikos ar hidraulikos, viskas pastatyta remiantis elektromechanika. Tai sumažino robotų kainą ir padidino jų patvarumą.

Pramoniniai robotai gali būti 4 ašių (naudojami krovimui ir pakavimui) ir 6 ašių (kitų tipų darbams). Be to, robotai skiriasi priklausomai nuo laisvės laipsnio: nuo 2 iki 6. Kuo jis aukštesnis, tuo tiksliau manipuliatorius atkuria žmogaus rankos judesį: sukimąsi, judesį, suspaudimą / atlenkimą, pakreipimą ir kt.
Prietaiso veikimo principas priklauso nuo jo programinė įranga ir įranga, o jei jos kūrimo pradžioje pagrindinis tikslas buvo atleisti darbuotojus nuo sunkaus ir pavojingo darbo, šiandien atliekamų užduočių spektras gerokai išaugo.

Naudodami robotų padėjėjus galite vienu metu susidoroti su keliomis užduotimis:

• darbo zonų mažinimas ir specialistų atleidimas (jų patirtis ir žinios gali būti panaudotos kitoje srityje);
• gamybos apimčių padidėjimas;
• produkto kokybės gerinimas;
• dėl proceso tęstinumo gamybos ciklas sutrumpėja.

Japonijoje, Kinijoje, JAV, Vokietijoje gamyklose dirba mažiausiai darbuotojų, kurių pareiga yra tik kontroliuoti manipuliatorių darbą ir pagamintos produkcijos kokybę. Reikėtų pažymėti, kad pramoninė robotų ranka yra ne tik funkcinis mechaninės inžinerijos ar suvirinimo asistentas. Automatiniai įrenginiai pateikiami Platus pasirinkimas ir yra naudojami metalurgijoje, šviesoje ir Maisto pramone... Atsižvelgdami į įmonės poreikius, galite pasirinkti manipuliatorių, atitinkantį funkcines pareigas ir biudžetą.

Pramoninių robotų manipuliatorių tipai

Šiandien yra apie 30 rūšių robotų ginklų: nuo universalių modelių iki labai specializuotų padėjėjų. Priklausomai nuo atliekamų funkcijų, manipuliatorių mechanizmai gali skirtis: pavyzdžiui, tai gali būti suvirinimas, pjovimas, gręžimas, lenkimas, rūšiavimas, krovimas ir pakavimas.

Skirtingai nuo egzistuojančio stereotipo apie dideles robotų technologijos išlaidas, bet kuri, net ir maža įmonė, galės įsigyti tokį mechanizmą. Maži universalūs robotiniai manipuliatoriai su maža apkrova (iki 5 kg) ABB ir FANUC kainuos nuo 2 iki 4 tūkstančių dolerių.
Nepaisant prietaisų kompaktiškumo, jie gali padidinti darbo greitį ir produkto apdorojimo kokybę. Kiekvienam robotui bus parašyta unikali programinė įranga, kuri tiksliai koordinuoja įrenginio veikimą.

Labai specializuoti modeliai

Suvirinimo robotai savo didžiausią pritaikymą rado mechaninėje inžinerijoje. Dėl to, kad prietaisai gali suvirinti ne tik lygias dalis, bet ir efektyviai atlikti suvirinimo darbus kampu, sunkiai pasiekiamose vietoseįdiegti visas automatines linijas.

Paleidžiama konvejerio sistema, į kurią paima kiekvienas robotas tam tikras laikas atlieka savo darbo dalį, o tada eilutė pradeda pereiti į kitą etapą. Organizuoti tokią sistemą su žmonėmis nėra pakankamai paprasta: nė vienas darbuotojas neturėtų išbūti sekundę, kitaip - visa gamybos procesas arba atsiranda santuoka.

Suvirintojai
Dažniausiai naudojami suvirinimo robotai. Jų produktyvumas ir tikslumas yra 8 kartus didesni nei žmonių. Tokie modeliai gali atlikti kelių tipų suvirinimą: lankinį arba taškinį (priklausomai nuo programinės įrangos).

„Kuka“ pramoniniai robotiniai manipuliatoriai laikomi šios srities lyderiais. Kaina yra nuo 5 iki 300 tūkstančių dolerių (priklausomai nuo keliamosios galios ir funkcijų).

Rinkėjai, krautuvai ir pakuotojai
Sunkus ir kenksmingas Žmogaus kūnas darbo jėga buvo šios pramonės šakos automatinių padėjėjų atsiradimo priežastis. Pakavimo robotai per kelias minutes paruošia prekes išsiuntimui. Tokių robotų kaina yra iki 4 tūkstančių dolerių.

Gamintojai ABB, KUKA ir „Epson“ siūlo naudoti prietaisus sunkiems kroviniams, sveriantiems daugiau nei 1 toną, pakelti ir pervežti iš sandėlio į pakrovimo vietą.

Pramoninių robotų manipuliatorių gamintojai

Japonija ir Vokietija laikomos neginčijamomis šios pramonės lyderėmis. Jie sudaro daugiau nei 50% visų robotų technologijų. Tačiau konkuruoti su milžinais nėra lengva, o NVS šalyse palaipsniui atsiranda savi gamintojai ir startuoliai.

KNN sistemos. Ukrainos įmonė yra Vokietijos „Kuka“ partnerė ir užsiima suvirinimo, frezavimo, plazminis pjovimas ir padėklai. Dėl programinės įrangos pramoninį robotą galima iš naujo sukonfigūruoti naujos rūšies užduotis per vieną dieną.

„Rozum Robotics“ (Baltarusija). Įmonės specialistai sukūrė pramoninę robotinę ranką PULSE, kuri išsiskiria lengvumu ir patogumu naudotis. Prietaisas tinka dalims surinkti, pakuoti, klijuoti ir pertvarkyti. Roboto kaina yra apie 500 USD.

„ARKODIM-Pro“ (Rusija). Ji užsiima linijinių robotų manipuliatorių (judančių išilgai tiesinių ašių), naudojamų plastikiniam liejimui, gamyba. Be to, ARKODIM robotai gali dirbti kaip konvejerio sistema ir veikti kaip suvirintojas ar pakuotojas.

Turi apšvietimą. Iš viso robotas dirba su 6 servo varikliais. Mechaninei daliai sukurti panaudotas dviejų milimetrų storio akrilas. Norint pagaminti trikojį, buvo paimtas pagrindas iš diskotekos rutulio, kuriame vienas variklis buvo įmontuotas tiesiai.

Robotas dirba „Arduino“ lentoje. Kompiuterio blokas naudojamas kaip maitinimo šaltinis.

Medžiagos ir įrankiai:
- 6 servovarikliai;
- 2 mm storio akrilas (ir dar vienas mažas 4 mm storio gabalas);
- trikojis (pagrindui sukurti);
- hc-sr04 tipo ultragarsinis atstumo jutiklis;
- „Arduino Uno“ valdiklis;
- galios valdiklis (gaminamas savarankiškai);
- maitinimo blokas iš kompiuterio;
- kompiuteris (reikalingas „Arduino“ programavimui);
- laidai, įrankiai ir kt.

Gamybos procesas:

Pirmas žingsnis. Mes renkame mechaninė dalis robotas
Mechaninę dalį labai lengva surinkti. Naudojant servo variklį, reikia sujungti du akrilo gabalus. Kitos dvi nuorodos yra sujungtos panašiai. Kalbant apie griebtuvą, geriausia jį nusipirkti internetu. Visi elementai tvirtinami varžtais.

Pirmosios dalies ilgis yra apie 19 cm, o antrosios - apie 17,5 cm. Priekinė jungtis yra 5,5 cm ilgio. Kalbant apie likusius elementus, jų matmenys parenkami asmeniškai.

Pasukimo kampas prie mechaninės rankos pagrindo turi būti 180 laipsnių, todėl servovariklis turi būti sumontuotas apačioje. Mūsų atveju jis turi būti sumontuotas disko kamuoliuke. Robotas jau sumontuotas ant variklio.

Norėdami įdiegti ultragarsinį jutiklį, jums reikia 2 cm storio akrilo gabalo.

Norėdami sumontuoti griebtuvą, jums reikės kelių varžtų ir variklio. Supamąją kėdę reikia paimti iš variklio ir sutrumpinti, kol ji priglunda prie griebtuvo. Tada galite priveržti du mažus varžtus. Sumontavę, variklį reikia pasukti į kraštutinę kairę padėtį ir suimti sugriebimo žandikaulius.

Dabar variklis yra pritvirtintas 4 varžtais, svarbu įsitikinti, kad jis yra kraštutinėje kairėje padėtyje ir lūpos yra sujungtos.
Dabar servo sistemą galima prijungti prie plokštės ir patikrinti, ar griebtuvas veikia.

Antras žingsnis. Roboto šviesa
Kad robotas būtų įdomesnis, galite jį apšviesti. Tai atliekama naudojant įvairių spalvų šviesos diodus.

Trečias žingsnis. Elektroninės dalies prijungimas
Pagrindinis roboto valdiklis yra „Arduino“ plokštė. Kompiuterio blokas naudojamas kaip maitinimo šaltinis, jo išėjimuose reikia rasti 5 voltų įtampą. Tai turėtų būti, jei multimetru išmatuosite raudonų ir juodų laidų įtampą. Ši įtampa reikalinga maitinant servo variklius ir atstumo jutiklį. Geltona ir juoda bloko viela jau skleidžia 12 voltų, jie reikalingi, kad „Arduino“ veiktų.

Servo sistemoms reikia pagaminti penkias jungtis. Mes prijungiame 5V prie teigiamo, o neigiamą prie žemės. Atstumo jutiklis yra prijungtas tokiu pačiu būdu.

Ant plokštės taip pat yra maitinimo šviesos diodas. Norėdami jį prijungti, naudojamas 100 omų rezistorius tarp + 5V ir žemės.

Servo variklių išėjimai yra prijungti prie „Arduino“ PWM išėjimų. Tokie kaiščiai lentoje pažymėti piktograma „~“. Kalbant apie ultragarsinį atstumo jutiklį, jį galima prijungti prie 6 ir 7 kaiščių. Šviesos diodas prijungtas prie įžeminimo ir 13 kaiščio.

Dabar galite pradėti programuoti. Prieš prijungdami per USB, įsitikinkite, kad maitinimas yra visiškai išjungtas. Bandant programą, roboto maitinimas taip pat turi būti išjungtas. Jei tai nebus padaryta, valdiklis gaus 5V iš USB ir 12V iš maitinimo šaltinio.

Diagramoje matote, kad buvo pridėti potenciometrai, skirti valdyti servo variklius. Jie nėra būtina roboto dalis, tačiau be jų siūlomas kodas neveiks. Potenciometrai prijungti prie kaiščių 0,1,2,3 ir 4.

Grandinė turi rezistorių R1, jį galima pakeisti 100 kΩ potenciometru. Tai leis rankiniu būdu reguliuoti ryškumą. Kalbant apie rezistorius R2, jų vardinė vertė yra 118 omų.

Čia yra pagrindinių naudojamų mazgų sąrašas:
- 7 šviesos diodai;
- R2 - 118 omų rezistorius;
- R1 - 100 kΩ rezistorius;
- jungiklis;
- fotorezistorius;
- tranzistorius bc547.

Ketvirtas žingsnis. Programavimas ir pirmasis roboto paleidimas
Robotui valdyti buvo naudojami 5 potenciometrai. Visiškai įmanoma pakeisti tokią grandinę vienu potenciometru ir dviem vairasvirtėmis. Kaip prijungti potenciometrą, buvo parodyta ankstesniame žingsnyje. Įdiegus roboto eskizus galima išbandyti.

Pirmieji roboto bandymai parodė, kad įdiegti „futuba s3003“ tipo servo varikliai robotui pasirodė silpni. Jie gali būti naudojami tik rankai pasukti arba suimti. Vietoj to autorius įdiegė mg995 variklius. Idealus variantas yra mg946 tipo varikliai.

Roboto manipuliatorius MeArm - kišeninė versija pramoninis manipuliatorius... „MeArm“ yra lengvai surenkamas ir valdomas robotas, mechaninė rankena... Manipuliatorius turi keturis laisvės laipsnius, todėl lengva suimti ir perkelti įvairius mažus daiktus.

Šis produktas pateikiamas kaip surinkimo rinkinys. Apima šias dalis:

• dalių rinkinys, pagamintas iš skaidraus akrilo, skirtas mechaniniam manipuliatoriui surinkti;
• 4 servo;
• valdymo plokštė, kurioje yra „Arduino Pro“ mikrovaldiklis ir „Nokia 5110“ grafinis ekranas;
• vairasvirtės plokštė, kurioje yra dvi x ašies analoginės vairasvirtės;
• USB maitinimo kabelis.

Prieš surenkant mechaninę svirtį, būtina sukalibruoti servoservis. Kalibravimui naudosime „Arduino“ valdiklį. Mes prijungiame servo prie „Arduino“ plokštės (reikalingas išorinis maitinimo šaltinis 5-6V 2A).

Servo vidurys, kairė, dešinė, letena; // sukurti 4 servo objektus

Tuščia sąranka ()
{
Serial.begin (9600);
vidurys.pritvirtinimas (11); // prijungia servo prie 11 kaiščio, kad pasuktų platformą
kairėje.pritvirtinimas (10); // pritvirtinkite servo prie kaiščio 10 ant kairiojo peties
right.attach (9); // pritvirtinkite servo prie 11 kaiščio ant dešinio peties
letena.pritvirtinimas (6); // pritvirtinkite servo prie 6 kaiščio
}

Tuščia kilpa ()
{
// nustato servo padėtį (laipsniais)
vidurys.rašyti (90);
kairėje.parašykite (90);
right.write (90);
nagas.rašyti (25);
vėlavimas (300);
}
Naudodami žymeklį, nubrėžkite liniją per servo variklio korpusą ir veleną. Prijunkite pridedamą plastikinę svirtį prie servo, kaip parodyta žemiau, naudodami mažą varžtą iš servo tvirtinimo komplekto. Mes juos naudosime šioje padėtyje, surinkdami mechaninę „MeArm“ dalį. Būkite atsargūs, kad nejudintumėte veleno padėties.


Dabar galima surinkti mechaninę svirtį.
Paimkite pagrindą ir pritvirtinkite kojas prie jo kampų. Tada pritvirtinkite keturis 20 mm varžtus ir užsukite veržles (pusę viso ilgio).

Dabar centrinę servo sistemą su dviem 8 mm varžtais pritvirtinkite prie mažos plokštelės, o gautą konstrukciją pritvirtinkite prie pagrindo 20 mm varžtais.

Kairiosios konstrukcijos dalies sujungimas.

Dešinės konstrukcijos dalies surinkimas.

Dabar reikia sujungti kairę ir dešinę sekcijas. Pirmiausia kairėje prie adapterio plokštės

Tada tinkamas, ir mes gauname

Mes prijungiame konstrukciją prie platformos

Ir mes renkame „nagą“

Mes sutvarkome „nagą“

Surinkimui galite naudoti šį vadovą (anglų kalba) arba tokio manipuliatoriaus surinkimo vadovą (rusų kalba).

Pinouto diagrama

Dabar galite pradėti rašyti „Arduino“ kodą. Norint valdyti manipuliatorius, kartu su galimybe valdyti vairasvirtės valdymą, būtų malonu nukreipti manipuliatorių į tam tikrą stačiakampio koordinatės tašką (x, y, z). Yra susijusi biblioteka, kurią galima atsisiųsti iš „github“ - https://github.com/mimeindustries/MeArm/tree/master/Code/Arduino/BobStonesArduinoCode.
Koordinatės matuojamos mm nuo sukimosi centro. Pradinė padėtis yra taške (0, 100, 50), tai yra, 100 mm į priekį nuo pagrindo ir 50 mm nuo žemės.
Bibliotekos naudojimo pavyzdys manipuliatoriui nustatyti tam tikrame Dekarto koordinatės taške:

#įtraukti „meArm.h“
#įtraukti

Tuščia sąranka () (
rankos pradžia (11, 10, 9, 6);
arm.openGripper ();
}

Tuščia kilpa () (
// į viršų ir į kairę
arm.gotoPoint (-80 100 100);
// patraukti
arm.closeGripper ();
// žemyn, žala ir teisė
arm.gotoPoint (70,200,10);
// atleiskite užfiksavimą
arm.openGripper ();
// grįžti w į pradžios tašką
arm.gotoPoint (0,100,50);
}

„MeArm“ klasės metodai:

tuštuma pradėti(tarpt pinBase, tarpt smeigtukas, tarpt pinElbow, tarpt pinGripper) - paleiskite „meArm“, nurodomi jungiamieji kaiščiai, skirti vidurinei, kairei, dešinei, nagų servoms. Turi būti iškviestas sąrankoje ();
tuštuma openGripper() - atidarykite užfiksavimą;
tuštuma closeGripper() - Pagauti;
tuštuma „gotoPoint“(plūdė x, plūdė y, plūdė z) - perkelkite manipuliatorių į Dekarto koordinates (x, y, z);
plūdė getX() - dabartinė X koordinatė;
plūdė getY() - esama Y koordinatė;
plūdė getZ() yra dabartinė Z koordinatė.

Surinkimo vadovas

Šis projektas yra daugiapakopė modulinė užduotis. Pirmasis projekto etapas yra roboto rankos manipuliatoriaus modulio, tiekiamo kaip dalių rinkinys, surinkimas. Antrasis užduoties etapas bus IBM kompiuterio sąsajos surinkimas, taip pat iš dalių rinkinio. Galiausiai trečias užduoties etapas - balso valdymo modulio sukūrimas.

Roboto ranką galima valdyti rankiniu būdu, naudojant rankinį nuotolinio valdymo pultą, kuris yra komplekte. Roboto ranką taip pat galima valdyti per iš anksto surinktą IBM kompiuterio sąsają arba naudojant balso valdymo modulį. „IBM PC“ sąsajos rinkinys leidžia valdyti ir programuoti roboto veiksmus per „IBM PC“ darbo kompiuterį. Valdymo balsu įrenginys leidžia valdyti roboto ranką naudojant balso komandas.

Visi šie moduliai kartu sudaro funkcinį įrenginį, kuris leis eksperimentuoti ir programuoti automatizuotas veiksmų sekas ar net „animuoti“ visiškai laidu valdomą ranką.

Kompiuterio sąsaja leis jums tai padaryti Asmeninis kompiuteris užprogramuoti manipuliatoriaus ranką automatinių veiksmų grandinei arba „animuoti“. Taip pat yra galimybė interaktyviai valdyti ranką naudojant rankinį valdiklį arba „Windows 95/98“ programą. Rankos „animacija“ yra „linksma“ programuotų automatizuotų veiksmų grandinės dalis. Pavyzdžiui, jei ant manipuliatoriaus rankos uždėsite kūdikio pirštinių lėlę ir užprogramuosite prietaisą rodyti nedidelį pasirodymą, tuomet elektroninę lėlę užprogramuosite „animuoti“. Automatizuotas veiksmų programavimas plačiai naudojamas pramonėje ir pramogose.

Plačiausiai pramonėje naudojamas robotas yra roboto ranka. Roboto ranka yra labai lankstus įrankis, jei tik todėl, kad galinis manipuliatoriaus segmentas gali būti tinkamas įrankis, reikalingas tam tikrai užduočiai ar gamybai. Pavyzdžiui, gali būti naudojamas šarnyrinis suvirinimo padėties reguliatorius taškinis suvirinimas, purškimo antgalis gali būti naudojamas įvairioms dalims ir mazgams dažyti, o griebtuvas gali būti naudojamas daiktams užfiksuoti ir pritvirtinti.

Taigi, kaip matome, roboto ranka atlieka daug naudingų funkcijų ir gali tarnauti idealus įrankis studijuoti įvairius procesus. Tačiau sukurti robotą ranką nuo nulio yra sudėtinga. Daug lengviau surinkti ranką iš dalių. paruoštas rinkinys... OWI parduoda pakankamai geri komplektai manipuliatorių ginklų galima įsigyti iš daugelio platintojų Elektroniniai prietaisai(žr. dalių sąrašą šio skyriaus pabaigoje). Naudodami sąsają, surinktą manipuliatoriaus ranką galite prijungti prie darbo kompiuterio spausdintuvo prievado. Kaip veikiantis kompiuteris galite naudoti IBM kompiuterių seriją arba suderinamą įrenginį, palaikantį DOS arba „Windows 95/98“.

Prijungus prie kompiuterio spausdintuvo prievado, manipuliatoriaus ranką galima valdyti interaktyviai arba programiškai iš kompiuterio. Interaktyvus rankinis valdymas yra labai paprastas. Norėdami tai padaryti, tiesiog spustelėkite vieną iš funkcinių klavišų ir nusiųskite robotui komandą atlikti tam tikrą judesį. Antrą kartą paspaudus klavišą, vykdymas sustabdomas.

Taip pat lengva programuoti automatinių veiksmų grandinę. Pirmiausia spustelėkite programos mygtuką, kad pereitumėte į programos režimą. Šiame modelyje ranka veikia tiksliai taip, kaip aprašyta aukščiau, tačiau be to, kiekviena funkcija ir jos trukmė įrašoma scenarijaus faile. Skripto faile gali būti iki 99 skirtingų funkcijų, įskaitant pauzes. Pats scenarijaus failas gali būti pakartotas 99 kartus. Rašydami įvairius scenarijų failus galite eksperimentuoti su kompiuteriu valdoma automatizuotų veiksmų seka ir „atgaivinti“ ranką. Toliau išsamiau aprašytas darbas su programa naudojant „Windows 95/98“. „Windows“ programa yra įtraukta į robotų rankos sąsajos rinkinį arba ją galima nemokamai atsisiųsti iš interneto adresu http://www.imagesco.com.

Be to „Windows“ programa ranka galima valdyti naudojant BASIC arba QBASIC. DOS lygio programa yra diskeliuose, pridedamuose prie sąsajos komplekto. Tačiau DOS programa leidžia valdyti tik interaktyviu režimu naudojant klaviatūrą (žr. BASIC programos atspaudą viename iš diskelių). DOS lygio programa neleidžia kurti scenarijų failų. Tačiau, jei turite programavimo BASIC patirties, manipuliatoriaus rankos judesių seka gali būti užprogramuota panašiai kaip scenarijaus failo, naudojamo programoje „Windows“, darbas. Judesių seka gali būti kartojama, kaip tai daroma daugelyje „animuotų“ robotų.

Robotinė ranka

Manipuliatoriaus ranka (žr. 15.1 pav.) Turi tris judėjimo laisvės laipsnius. Alkūnės sąnarys gali judėti vertikaliai aukštyn ir žemyn maždaug 135 ° lanku. Pečių sąnarys stumia rankeną į priekį ir atgal maždaug 120 ° lanku. Ranką galima pasukti ant pagrindo pagal laikrodžio rodyklę arba prieš laikrodžio rodyklę maždaug 350 ° kampu. Roboto rankos griebtuvas gali paimti ir laikyti objektus iki 5 cm skersmens ir pasukti aplink riešo sąnarį maždaug 340 °.

Ryžiai. 15.1. Kinematinė roboto rankos judesių ir sukimosi schema

„OWI Robotic Arm Trainer“ rankos varymui naudojo penkis miniatiūrinius nuolatinės srovės variklius. Varikliai užtikrina rankinį valdymą laidais. Šis „laidinis“ valdymas reiškia, kad kiekviena roboto judesio funkcija (ty atitinkamo variklio veikimas) yra valdoma atskirais laidais (įtampos tiekimas). Kiekvienas iš penkių nuolatinės srovės variklių valdo skirtingą manipuliatoriaus rankos judesį. Valdymas laidu leidžia rankinį valdiklį tiesiogiai reaguoti į elektros signalus. Tai supaprastina roboto rankos, jungiančios prie spausdintuvo prievado, sąsajos schemą.

Rankena pagaminta iš lengvo plastiko. Dauguma dalių, kurioms tenka pagrindinė apkrova, taip pat yra pagamintos iš plastiko. Rankenos konstrukcijoje naudojami nuolatinės srovės varikliai yra miniatiūriniai didelio greičio, mažo sukimo momento varikliai. Norėdami padidinti sukimo momentą, kiekvienas variklis yra prijungtas prie pavarų dėžės. Varikliai kartu su pavarų dėžėmis yra sumontuoti manipuliatoriaus svirties konstrukcijos viduje. Nors pavarų dėžė padidina sukimo momentą, roboto ranka negali pakelti ar nešti pakankamai sunkių daiktų. Rekomenduojamas maksimalus leistinas svoris yra 130 g.

Roboto rankos ir jos komponentų gamybos rinkinys parodytas 15.2 ir 15.3 paveiksluose.

Ryžiai. 15.2. Robotų rankų meistrų rinkinys

Ryžiai. 15.3. Pavarų dėžė prieš surinkimą

Variklio valdymo principas

Norėdami suprasti, kaip veikia laidinis valdymas, pažiūrėkime, kaip skaitmeninis signalas valdo vieną nuolatinės srovės variklį. Norint valdyti variklį, reikalingi du papildomi tranzistoriai. Vienas tranzistorius turi PNP tipo laidumą, kitas - atitinkamai NPN tipo laidumą. Kiekvienas tranzistorius veikia kaip elektroninis jungiklis, valdantis srovės, tekančios per nuolatinės srovės variklį, judėjimą. Kiekvieno tranzistoriaus valdomos srovės judėjimo kryptys yra priešingos. Srovės kryptis lemia variklio sukimosi kryptį atitinkamai pagal laikrodžio rodyklę arba prieš laikrodžio rodyklę. Fig. 15.4 yra bandymo grandinė, kurią galite sukurti prieš kurdami sąsają. Atminkite, kad kai abu tranzistoriai yra išjungti, variklis yra išjungtas. Vienu metu turi būti įjungtas tik vienas tranzistorius. Jei tam tikru momentu abu tranzistoriai atsitiktinai pasirodys atviri, tai sukels trumpąjį jungimą. Kiekvieną variklį varo du sąsajos tranzistoriai, kurie veikia panašiai.

Ryžiai. 15.4. Tikrintuvo diagrama

Kompiuterio sąsajos dizainas

Kompiuterio sąsajos schema parodyta fig. 15.5. Kompiuterio sąsajos dalių rinkinyje yra spausdintinė plokštė, kurios dalių vieta parodyta Fig. 15.6.

Ryžiai. 15.5. Schema PC sąsaja

Ryžiai. 15.6. Kompiuterio sąsajos dalių išdėstymo schema

Visų pirma, jūs turite nustatyti PCB tvirtinimo pusę. Montavimo pusėje nubrėžtos baltos rezistorių, tranzistorių, diodų, IC ir DB25 jungties linijos. Visos dalys į plokštę įstatomos iš montavimo pusės.

Bendra pastaba: lituodami dalį prie PCB laidų, pašalinkite be reikalo ilgus laidus iš spausdinimo pusės. Surinkus dalis labai patogu laikytis tam tikros sekos. Pirmiausia sumontuokite 100 kΩ rezistorius (spalvotais žiedais: ruda, juoda, geltona, auksinė arba sidabrinė), pažymėtus R1-R10. Tada sumontuokite 5 diodus D1-D5 ir įsitikinkite, kad juoda juostelė ant diodų yra priešais DB25 jungtį, kaip parodyta baltomis linijomis, išspausdintomis galinėje PCB pusėje. Tada pritvirtinkite 15K rezistorius (spalvota, ruda, žalia, oranžinė, auksinė arba sidabrinė), pažymėtus R11 ir R13. Pozicijoje R12 lituokite raudoną šviesos diodą prie plokštės. Šviesos diodo anodas atitinka skylę po R12, pažymėtą + ženklu. Tada įstatykite 14 ir 20 kontaktų lizdus po U1 ir U2 IC. Sumontuokite ir lituokite kampinio tipo DB25 jungtį. Nebandykite per daug priversti jungties kojelių į plokštę, tam reikia ypatingo tikslumo. Jei reikia, švelniai pakratykite jungtį, atsargiai nesulenkite kaiščių. Pritvirtinkite slankiklį ir įtampos reguliatorių 7805. Nukirpkite keturių ilgių laidus ir lydmetalį prie jungiklio viršaus. Stebėkite laidų išdėstymą, kaip parodyta paveikslėlyje. Įdėkite ir lituokite tranzistorius TIP 120 ir TIP 125. Galiausiai lituokite aštuonių kontaktų pagrindo / lizdo jungtį ir 75 mm jungiamąjį kabelį. Cokolis sumontuotas taip, kad ilgiausi laidai būtų nukreipti į viršų. Įdėkite du IC - 74LS373 ir 74LS164 - į atitinkamus lizdus. Įsitikinkite, kad IC klavišo padėtis ant dangtelio atitinka raktą, pažymėtą baltomis linijomis ant PCB. Galbūt pastebėjote, kad lentoje vis dar yra vietos papildomoms dalims. Ši vieta skirta tinklo adapteriui. Fig. 15.7 parodyta gatavos sąsajos nuotrauka iš montavimo pusės.

Ryžiai. 15.7. PC sąsajos surinkimas. Vaizdas iš viršaus

Kaip veikia sąsaja

Manipuliatoriaus rankoje yra penki nuolatinės srovės varikliai. Atitinkamai mums reikia 10 įvesties / išvesties autobusų, skirtų kiekvienam varikliui valdyti, įskaitant sukimosi kryptį. „IBM PC“ ir suderinamų įrenginių lygiagrečiame (spausdintuvo) prievade yra tik aštuonios įvesties / išvesties magistralės. Norėdami padidinti valdymo magistralių skaičių, roboto rankos sąsaja naudoja 74LS164 IC, kuris yra nuoseklusis lygiagretusis keitiklis (SIPO). Turėdami tik dvi lygiagrečias magistrales, D0 ir D1, siunčiančias serijos kodą į IC, galime gauti aštuonis papildomus įvesties / išvesties autobusus. Kaip minėta, galite sukurti aštuonis įvesties / išvesties autobusus, tačiau šioje sąsajoje naudojami penki iš jų.

Kai į 74LS164 IC įvedamas serijinis kodas, IC išvestyje rodomas atitinkamas lygiagretus kodas. Jei 74LS164 išėjimai būtų tiesiogiai prijungti prie valdymo tranzistorių įėjimų, tada atskiros manipuliatoriaus rankos funkcijos būtų laiku įjungiamos ir išjungiamos siunčiant serijos kodą. Akivaizdu, kad tokia situacija yra nepriimtina. Norėdami to išvengti, į sąsajos grandinę įvedamas antrasis 74LS373 IC - valdomas aštuonių kanalų elektroninis raktas.

Aštuonių kanalų jungiklis 74LS373 turi aštuonias įvesties ir aštuonias išvesties magistrales. Įvesties magistralėse esanti dvejetainė informacija perduodama į atitinkamus IC išėjimus tik tuo atveju, jei IC įjungiamas įjungimo signalas. Išjungus įjungimo signalą, išsaugoma esama išvesties magistralių būsena (įsimenama). Esant šiai būsenai, IC įvesties signalai neturi įtakos išvesties magistralių būklei.

Po to, kai serijinis informacijos paketas buvo perduotas 74LS164 IC, įjungimo signalas siunčiamas į 74LS373 IC iš lygiagretaus prievado D2 kaiščio. Tai leidžia perduoti informaciją jau lygiagrečiu kodu iš 74LS174 IC įvesties į jos išvesties magistrales. Išėjimo linijų būseną atitinkamai valdo tranzistoriai TIP 120, kurie, savo ruožtu, valdo manipuliatoriaus svirties funkcijas. Procesas kartojamas su kiekviena nauja komanda manipuliatoriaus rankai. Lygiagrečios magistralės D3-D7 magistralės tiesiogiai vairuoja TIP 125 tranzistorius.

Sąsajos prijungimas prie manipuliatoriaus svirties

Robotas yra maitinamas 6 V maitinimo šaltiniu, kurį sudaro keturi D elementai, esantys konstrukcijos pagrinde. Kompiuterio sąsaja taip pat maitinama iš šio 6 V šaltinio. Maitinimo šaltinis yra dvipolis ir suteikia ± 3 V. Sąsaja maitinama per aštuonių kontaktų „Molex“ jungtį, pritvirtintą prie žymeklio pagrindo.

Prijunkite sąsają prie manipuliatoriaus svirties naudodami 75 mm 8 laidų „Molex“ kabelį. „Molex“ kabelis jungiamas prie jungties, esančios manipuliatoriaus pagrinde (žr. 15.8 pav.). Patikrinkite, ar jungtis tinkamai ir saugiai įdėta. Norėdami prijungti sąsajos plokštę prie kompiuterio, naudokite komplekte esantį 180 cm DB25 tipo kabelį. Vienas laido galas jungiamas prie spausdintuvo prievado. Kitas galas jungiamas prie DB25 jungties sąsajos plokštėje.

Ryžiai. 15.8. Kompiuterio sąsajos prijungimas prie roboto rankos

Daugeliu atvejų spausdintuvas paprastai yra prijungtas prie spausdintuvo prievado. Kad išvengtumėte vargo prijungti ir atjungti jungtis kiekvieną kartą, kai norite naudoti nukreipimo įrenginį, patartina įsigyti dviejų padėčių A / B spausdintuvo magistralės jungiklio dėžutę (DB25). Prijunkite klaviatūros sąsajos jungtį prie įvesties A, o spausdintuvą - prie įvesties B. Dabar jungikliu galite prijungti kompiuterį prie spausdintuvo arba sąsajos.

Programos diegimas naudojant „Windows 95“

Į diskelių įrenginį įdėkite 3,5 colio diskelį, pažymėtą „Disc 1“, ir paleiskite sąrankos programą (setup.exe). Sąrankos programa sukurs katalogą pavadinimu „Images“ standžiajame diske ir nukopijuos reikiamus failus į šį katalogą . Meniu pasirodys vaizdų piktograma. Norėdami paleisti programą, pradžios meniu spustelėkite vaizdų piktogramą.

Darbas su programa naudojant „Windows 95“

Prijunkite sąsają prie kompiuterio spausdintuvo prievado, naudodami 180 cm kabelį DB 25. Prijunkite sąsają prie manipuliatoriaus svirties pagrindo. Laikykite sąsają išjungtą iki tam tikro laiko. Jei šiuo metu sąsaja įjungta, informacija, saugoma spausdintuvo prievade, gali sukelti manipuliatoriaus svirties judesius.

Dukart spustelėdami paveikslėlių piktogramą pradžios meniu, paleiskite programą. Programos langas parodytas fig. 15.9. Kai programa veikia, sąsajos plokštės raudonas šviesos diodas turėtų mirksėti. Pastaba: sąsajos nereikia įjungti, kad šviesos diodas pradėtų mirksėti. Šviesos diodo mirksėjimo greitį lemia jūsų kompiuterio procesoriaus greitis. LED mirgėjimas gali būti labai silpnas; kad tai pastebėtumėte, gali tekti sumažinti kambario apšvietimą ir sulenkti delnus „žiede“, kad būtų galima stebėti šviesos diodą. Jei šviesos diodas nemirksi, programa gali pasiekti neteisingą prievado adresą (LPT prievadą). Norėdami perjungti sąsają į kitą prievado adresą (LPT prievadą), eikite į langelį Printer Port Options, esantį viršutiniame dešiniajame ekrano kampe. Prašome pasirinkti kitą parinktį. Teisingai nustačius prievado adresą, šviesos diodas mirksės.

Ryžiai. 15.9. „Windows“ kompiuterio sąsajos programos ekrano kopija

Kai mirksi šviesos diodas, spustelėkite Puuse piktogramą ir tik tada įjunkite sąsają. Spustelėjus atitinkamą funkcinį klavišą, abipusis manipuliatoriaus rankos judesys bus suaktyvintas. Paspaudus dar kartą, judėjimas bus sustabdytas. Funkcinių klavišų naudojimas rankai valdyti vadinamas interaktyvus mados valdymas.

Scenarijaus failo generavimas

Scenarijaus failai naudojami judesiams ir automatizuotoms manipuliatoriaus rankos veiksmų sekoms programuoti. Skripto faile yra laikinų komandų, valdančių manipuliatoriaus rankos judesius, sąrašas. Sukurti scenarijaus failą yra labai paprasta. Norėdami sukurti failą, spustelėkite programinį klavišą. Ši operacija leis jums įeiti į scenarijaus failo „programavimo“ madą. Paspaudę funkcinius klavišus, mes valdysime rankos judesius, kaip tai jau padarėme, tačiau komandų informacija bus įrašyta į geltoną scenarijų lentelę, esančią apatiniame kairiajame ekrano kampe. Žingsnio numeris, prasidedantis vienu, bus nurodytas kairiajame stulpelyje, o kiekvienai naujai komandai jis padidės vienu. Judėjimo tipas (funkcija) nurodytas viduriniame stulpelyje. Dar kartą spustelėjus funkcinį klavišą, judesio vykdymas nutraukiamas, o trečiame stulpelyje rodoma judesio vykdymo laiko vertė nuo jo pradžios iki pabaigos. Judėjimo laikas nurodomas ketvirtadalio sekundės tikslumu. Tęsdamas tą patį, vartotojas gali užprogramuoti iki 99 judesių į scenarijaus failą, įskaitant laiko pauzes. Tada scenarijaus failas gali būti išsaugotas ir vėliau įkeliamas iš bet kurio katalogo. Scenarijaus failų komandų vykdymas gali būti cikliškai kartojamas iki 99 kartų, o tam reikia pakartojimų lange įvesti kartojimų skaičių ir paspausti Pradėti. Norėdami baigti rašyti scenarijaus faile, paspauskite interaktyvųjį klavišą. Ši komanda grąžins kompiuterį į internetinį režimą.

Objektų „animacija“

Scenarijų failai gali būti naudojami kompiuterizuotam veiksmų automatizavimui arba objektų „animacijai“. „Animuojančių“ objektų atveju valdomas robotas mechaninis „skeletas“ dažniausiai yra padengtas išoriniu apvalkalu ir pats nėra matomas. Prisimeni pirštinių lėlę skyriaus pradžioje? Išorinis apvalkalas gali būti žmogaus (iš dalies ar visiškai), ateivio, gyvūno, augalo, akmens ir bet kokio kito pavidalo.

Taikymo srities apribojimai

Jei norite pasiekti profesionalų automatizuotų veiksmų ar „animacinių“ objektų atlikimo lygį, tai, taip sakant, norint išlaikyti prekės ženklą, padėties nustatymo tikslumas atliekant judesius kiekvienu laiko momentu turėtų būti artimas 100%.

Tačiau galite pastebėti, kad kartojant veiksmų seką, parašytą scenarijaus faile, manipuliatoriaus rankos padėtis (rašto judėjimas) skirsis nuo pradinės. Taip atsitinka dėl kelių priežasčių. Išsikrovus manipuliatoriaus svirties maitinimo šaltinio baterijoms, sumažėjus nuolatinės srovės varikliams tiekiamos galios, sumažėja variklių sukimo momentas ir sukimosi greitis. Taigi manipuliatoriaus judėjimo trukmė ir pakeltos krovinio aukštis tą patį laikotarpį skirsis negyvoms ir „šviežioms“ baterijoms. Tačiau tai ne vienintelė priežastis. Net ir esant stabiliam maitinimo šaltiniui, variklio sūkiai pasikeis, nes nėra variklio apsukų greičio reguliatoriaus. Kiekvieną fiksuotą laikotarpį apsisukimų skaičius kiekvieną kartą bus šiek tiek kitoks. Tai lems tai, kad kiekvieną kartą manipuliatoriaus rankos padėtis bus skirtinga. Be to, pavarų dėžės pavarose yra tam tikras laisvumas, į kurį taip pat neatsižvelgiama. Atsižvelgiant į visus šiuos veiksnius, kuriuos mes čia išsamiai apsvarstėme, vykdant pasikartojančių komandų ciklą scenarijaus faile, manipuliatoriaus rankos padėtis kiekvieną kartą šiek tiek skirsis.

Pradinės padėties paieška

Prietaiso veikimą galite pagerinti pridėję prie jo grandinę Atsiliepimas, kuris seka manipuliatoriaus rankos padėtį. Šią informaciją galima įvesti į kompiuterį, kad būtų nustatyta absoliuti manipuliatoriaus padėtis. Naudojant tokią padėties grįžtamojo ryšio sistemą, kiekvienos scenarijaus faile įrašytų komandų sekos vykdymo pradžioje galima nustatyti manipuliatoriaus rankos padėtį į tą patį tašką.

Tam yra daug galimybių. Taikant vieną iš pagrindinių metodų, padėties valdymas kiekviename taške nenumatytas. Vietoj to naudojamas ribinių jungiklių rinkinys, atitinkantis pradinę „pradžios“ padėtį. Ribiniai jungikliai apibrėžia tik vieną padėtį - kai manipuliatorius pasiekia „pradžios“ padėtį. Norėdami tai padaryti, būtina nustatyti ribinių jungiklių (mygtukų) seką, kad jie užsidarytų, kai manipuliatorius viena ar kita kryptimi pasiekia galutinę padėtį. Pavyzdžiui, ant manipuliatoriaus pagrindo galima sumontuoti vieną ribinį jungiklį. Jungiklis turi veikti tik tada, kai manipuliatoriaus svirtis pasiekia galinę padėtį, kai pasukama pagal laikrodžio rodyklę. Kiti ribiniai jungikliai turi būti sumontuoti pečių ir alkūnių sąnariuose. Jie turėtų veikti, kai atitinkama jungtis yra visiškai ištempta. Kitas jungiklis yra sumontuotas rankoje ir suveikia, kai ranka visiškai pasukama pagal laikrodžio rodyklę. Paskutinis ribinis jungiklis sumontuotas ant griebtuvo ir uždaromas, kai jis visiškai atidarytas. Kad manipuliatorius būtų pradinėje padėtyje, kiekvienas įmanomas manipuliatoriaus judesys atliekamas ta kryptimi, kuria reikia uždaryti atitinkamą galinį jungiklį, kol šis jungiklis bus uždarytas. Kai pasiekė pradinė padėtis kiekvienam judesiui kompiuteris tiksliai „žinos“ tikrąją manipuliatoriaus rankos padėtį.

Pasiekę pradinę padėtį, galime iš naujo paleisti programą, parašytą scenarijaus faile, darant prielaidą, kad kiekvieno ciklo vykdymo metu padėties nustatymo klaida kaupsis gana lėtai, o tai nesukels per didelių manipuliatoriaus padėties nukrypimų nuo norimą. Įvykdžius scenarijaus failą, ranka nustatoma į pradinę padėtį ir scenarijaus failo ciklas kartojamas.

Kai kuriose sekose žinios apie pradinę padėtį pasirodo nepakankamos, pavyzdžiui, auginant kiaušinį, nekeliant pavojaus sutraiškyti jo lukštą. Tokiais atvejais reikia sudėtingesnės ir tikslesnės padėties grįžtamojo ryšio sistemos. Signalai iš jutiklių gali būti apdorojami naudojant ADC. Gauti signalai gali būti naudojami nustatant tokių parametrų vertes kaip padėtis, slėgis, greitis ir sukimo momentas. Toliau pateiktas paprastas pavyzdys gali būti naudojamas kaip iliustracija. Įsivaizduokite, kad prie surinkimo mazgo pritvirtinote mažą tiesinį kintamąjį rezistorių. Kintamasis rezistorius sumontuotas taip, kad jo slankiklio judėjimas pirmyn ir atgal būtų susijęs su griebtuvo atidarymu ir uždarymu. Taigi, priklausomai nuo griebtuvo atidarymo laipsnio, pasipriešinimas keičiasi. kintamas rezistorius... Po kalibravimo, išmatuodami kintamojo rezistoriaus srovės varžą, galite tiksliai nustatyti griebtuvo gnybtų atidarymo kampą.

Sukūrus tokią grįžtamojo ryšio sistemą, prietaisas įgauna dar vieną sudėtingumo lygį ir atitinkamai padidina jo kainą. Todėl daugiau paprastas variantas yra sistemos įvedimas rankinis valdymas ištaisyti manipuliatoriaus rankos padėtį ir judesius vykdant scenarijaus programą.

Rankinė sąsajos valdymo sistema

Patikrinę, ar sąsaja veikia tinkamai, galite prijungti rankinį terminalą naudodami 8 kontaktų plokščią jungtį. Patikrinkite 8 kontaktų „Molex“ jungties padėtį prie sąsajos plokštės jungties galvutės, kaip parodyta pav. 15.10. Atsargiai įkiškite jungtį, kol ji tvirtai užsifiksuos. Po to manipuliatoriaus ranką bet kuriuo metu galima valdyti iš rankinio nuotolinio valdymo pulto. Nesvarbu, ar sąsaja prijungta prie kompiuterio, ar ne.

Ryžiai. 15.10. Rankinio valdymo jungtis

DOS klaviatūros valdymo programa

Yra DOS programa, leidžianti interaktyviai valdyti manipuliatoriaus rankos darbą iš kompiuterio klaviatūros. Klavišų sąrašas, atitinkantis tam tikros funkcijos atlikimą, pateiktas lentelėje.

Manipuliatoriaus rankos valdymui balsu naudojamas kalbos atpažinimo rinkinys (URR), kuris aprašytas sk. 7. Šiame skyriuje padarysime sąsają, jungiančią URR su manipuliatoriaus svirtimi. Šią sąsają kaip rinkinį taip pat siūlo „Images SI, Inc.

URR sąsajos schema parodyta fig. 15.11. Sąsajoje naudojamas 16F84 mikrovaldiklis. Mikrovaldiklio programa atrodo taip:

„URR sąsajos programa

Simbolio prievadas A = 5

Simbolis TRISA = 133

Simbolio prievadasB = 6

Simbolis TRISB = 134

Jei bitas 4 = 0, tada suaktyvinkite 'Jei rašymas į aktyviklį įjungtas, perskaitykite

Pradėkite „Kartoti“

pauzė 500 'Palaukite 0,5 s

„Peek PortB“, B0 “Perskaitykite BCD kodą

Jei bitas 5 = 1, atsiųskite „Išvesties kodas“

pradėkime „Kartojimas

žvilgtelėti į PortA, b0 'Skaityti A prievadą

jei bit4 = 1, tada vienuolika 'Ar yra 11?

išstumti PortB, b0 'Išvesties kodas

pradėkime „Kartojimas

jei bit0 = 0, tada dešimt

pradėkime „Kartojimas

pradėkime „Kartojimas

Ryžiai. 15.11. URR valdiklio grandinė roboto rankai

16F84 programinės įrangos naujinį galima nemokamai atsisiųsti iš http://www.imagesco.com

URR sąsajos programavimas

URR sąsajos programavimas yra panašus į URR programavimo procedūrą iš rinkinio, aprašyto sk. 7. Už teisingas darbas iš manipuliatoriaus rankos, turite užprogramuoti komandinius žodžius pagal skaičius, atitinkančius konkretų manipuliatoriaus judesį. Lentelė 15.1 parodyti komandų žodžių, valdančių manipuliatoriaus rankos veikimą, pavyzdžiai. Galite pasirinkti komandinius žodžius pagal savo skonį.

15.1 lentelė

Kompiuterio sąsajos dalių sąrašas

(5) NPN tranzistorius TIP120

(5) PNP tranzistorius TIP 125

(1) IC 74164 kodo keitiklis

(1) IC 74LS373 aštuoni raktai

(1) Šviesos diodas raudonas

(5) Diodas 1N914

(1) Molex 8 kontaktų jungtis

(1) Molex kabelis, 8 gyslų, 75 mm ilgio

(1) DIP jungiklis

(1) DB25 kampinė jungtis

(1) 1,8 m DB 25 kabelis su dviem M tipo jungtimis.

(1) Spausdinta plokštė

(3) Rezistorius 15 kOhm, 0,25 W

Visos išvardytos dalys yra komplekte.

Kalbos atpažinimo sąsajos dalių sąrašas

(5) NPN tranzistorius TIP 120

(5) PNP tranzistorius TIP 125

(1) IC 4011 NOR vartai

(1) IC 4049 - 6 buferiai

(1) IC 741 operacinis stiprintuvas

(1) Rezistorius 5,6 kOhm, 0,25 W

(1) Rezistorius 15 kΩ, 0,25 W

(1) 8 kontaktų „Molex“ jungties galvutė

(1) Molex kabelis, 8 šerdys, 75 mm ilgio

(10) Rezistorius 100 kΩ, 0,25 W

(1) Rezistorius 4,7 kOhm, 0,25 W

(1) 7805 įtampos reguliatorius IC

(1) PIC IC 16F84 mikrovaldiklis

(1) 4,0 MHz kristalų rezonatorius

Rankų ir rankų sąsajos rinkinys

OWI manipuliatoriaus rankos komplektas

Manipuliatoriaus rankos kalbos atpažinimo sąsaja

Kalbos atpažinimo įrenginio rinkinys

Dalių galima užsisakyti iš:

Vaizdai, SI, Inc.