„Pasidaryk pats“ staliniams kompiuteriams skirta robotinė rankena, pagaminta iš organinio stiklo su servo pavaromis arba „uArm“ atvirkštine inžinerija. „Rankinis“ OWI manipuliatoriaus valdymas Manipuliatoriaus apšvietimas

Šis projektas yra kelių lygių modulinė užduotis. Pirmasis projekto etapas – roboto rankos modulio surinkimas, tiekiamas kaip dalių rinkinys. Antrasis užduoties etapas bus IBM PC sąsajos surinkimas taip pat iš dalių rinkinio. Galiausiai trečiasis užduoties etapas – balso valdymo modulio sukūrimas.

Roboto ranką galima valdyti rankiniu būdu, naudojant komplekte esantį rankinį valdiklį. Roboto ranką taip pat galima valdyti per surinktą IBM PC sąsają arba naudojant balso valdymo modulį. IBM PC sąsajos rinkinys leidžia valdyti ir programuoti roboto veiksmus per IBM PC darbo kompiuterį. Balso valdymo įrenginys leis valdyti roboto ranką naudojant balso komandas.

Visi šie moduliai kartu sudaro funkcionalų įrenginį, kuris leis atlikti eksperimentus ir programuoti automatizuotas veiksmų sekas ar net „animuoti“ visiškai „laidinę“ manipuliatoriaus ranką.

Kompiuterio sąsaja leis užprogramuoti manipuliatoriaus rankenėlę automatizuotų veiksmų grandinei naudojant asmeninį kompiuterį arba ją „atgaivinti“. Taip pat yra parinktis, kai galite interaktyviai valdyti ranką naudodami rankinį valdiklį arba Windows 95/98 programą. Rankos „animacija“ yra „pramoginė“ užprogramuotų automatizuotų veiksmų grandinės dalis. Pavyzdžiui, jei ant manipuliatoriaus rankos uždėsite pirštinių lėlę ir užprogramuosite prietaisą rodyti nedidelį šou, tuomet elektroninę lėlę užprogramuosite „animuoti“. Automatizuotų veiksmų programavimas plačiai naudojamas pramonėje ir pramogų pramonėje.

Plačiausiai pramonėje naudojamas robotas yra roboto ranka. Roboto ranka yra ypač lankstus įrankis, jau vien todėl, kad rankos manipuliatoriaus galinis segmentas gali būti tinkamas įrankis, reikalingas konkrečiai užduočiai ar gamybai. Pavyzdžiui, gali būti naudojama šarnyrinė suvirinimo rankena taškinis suvirinimas, purškimo antgaliu galima dažyti įvairias dalis ir mazgus, o griebtuvu galima suspausti ir laikyti daiktus, tai tik keletas.

Taigi, kaip matome, roboto ranka atlieka daug naudingų funkcijų ir gali būti ideali mokymosi priemonė įvairūs procesai. Tačiau sukurti roboto ranką nuo nulio yra sunki užduotis. Daug lengviau surinkti ranką iš dalių paruoštas rinkinys. OWI parduoda pakankamai geri komplektai Manipuliatoriaus ginklus galima įsigyti iš daugelio platintojų Elektroniniai prietaisai(žr. dalių sąrašą šio skyriaus pabaigoje). Sąsaja gali būti naudojama prisijungimui surinkta manipuliatoriaus rankena prie darbo kompiuterio spausdintuvo prievado. Kaip darbo kompiuterį galite naudoti IBM PC seriją arba suderinamą įrenginį, kuris palaiko DOS arba Windows 95/98.

Prijungus prie kompiuterio spausdintuvo prievado, roboto ranką galima valdyti interaktyviai arba programiškai iš kompiuterio. Valdymas rankomis interaktyviuoju režimu yra labai paprastas. Norėdami tai padaryti, tiesiog spustelėkite vieną iš funkcijų klavišų, kad nusiųstumėte komandą robotui atlikti tam tikrą judesį. Paspaudus klavišą antrą kartą, komanda nutraukiama.

Suprogramuoti automatizuotų veiksmų grandinę taip pat nėra sunku. Pirmiausia spustelėkite mygtuką Programa, kad įeitumėte į programos režimą. Šiame modulyje ranka veikia tiksliai taip, kaip aprašyta aukščiau, tačiau be to, kiekviena funkcija ir jos veikimo laikas yra fiksuojami scenarijaus faile. Scenarijaus faile gali būti iki 99 skirtingų funkcijų, įskaitant pauzes. Pats scenarijaus failas gali būti atkuriamas 99 kartus. Įvairių scenarijų failų įrašymas leidžia eksperimentuoti su kompiuteriu valdoma automatizuotų veiksmų seka ir „atgaivinti“ ranką. Darbas su programa Windows 95/98 yra išsamiau aprašytas toliau. „Windows“ programa yra įtraukta į robotinės rankos sąsajos rinkinį arba ją galima nemokamai atsisiųsti iš interneto http://www.imagesco.com.

Be to Windows programa ranka gali būti valdoma naudojant BASIC arba QBASIC. DOS lygio programa yra su sąsajos rinkiniu pateiktuose diskeliuose. Tačiau DOS programa leidžia tik interaktyvų valdymą naudojant klaviatūrą (žr. BASIC programos spausdinimą viename iš diskelių). DOS lygio programa neleidžia kurti scenarijaus failų. Tačiau jei turite BASIC programavimo patirties, tuomet manipuliatoriaus rankos judesių seka gali būti programuojama taip pat, kaip ir Windows programoje naudojamas scenarijaus failas. Judesių seka gali kartotis, kaip tai daroma daugelyje „animuotų“ robotų.

Robotinė rankena

Manipuliatoriaus rankena (žr. 15.1 pav.) turi tris judėjimo laisvės laipsnius. Alkūnės sąnarys gali judėti vertikaliai aukštyn ir žemyn maždaug 135° lanku. Pečių „sąnarys“ judina rankeną pirmyn ir atgal maždaug 120° lanku. Rankena gali būti pasukta ant pagrindo pagal laikrodžio rodyklę arba prieš laikrodžio rodyklę maždaug 350° kampu. Roboto rankos griebtuvas gali paimti ir laikyti iki 5 cm skersmens objektus ir pasisukti riešo sąnaryje maždaug 340°.

Ryžiai. 15.1. Kinematinė roboto rankos judesių ir posūkių schema


OWI Robotic Arm Trainer naudojo penkis miniatiūrinius nuolatinės srovės variklius, kad maitintų ranką. Varikliai užtikrina rankinį valdymą laidais. Šis „laidinis“ valdymas reiškia, kad kiekviena roboto judėjimo funkcija (t.y. atitinkamo variklio veikimas) yra valdoma atskirais laidais (tiekiant įtampą). Kiekvienas iš penkių nuolatinės srovės variklių valdo savo rankos judesį. Laidinis valdymas leidžia sukurti rankinį valdiklį, kuris tiesiogiai reaguoja į elektros signalus. Tai supaprastina roboto rankos sąsajos, kuri jungiasi prie spausdintuvo prievado, išdėstymą.

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

Roboto rankos komplektas ir jo komponentai parodyti 15.2 ir 15.3 paveiksluose.


Ryžiai. 15.2. Roboto rankų komplektas



Ryžiai. 15.3. Pavarų dėžė prieš surinkimą

Variklio valdymo principas

Norėdami suprasti, kaip veikia valdymas laidu, pažiūrėkime, kaip skaitmeninis signalas valdo vieno nuolatinės srovės variklio veikimą. Varikliui valdyti reikalingi du vienas kitą papildantys tranzistoriai. Vienas tranzistorius turi PNP tipo laidumą, kitas – atitinkamai NPN tipo laidumą. Kiekvienas tranzistorius veikia kaip elektroninis jungiklis, valdantis srovės srautą per nuolatinės srovės variklį. Kiekvieno tranzistoriaus valdomos srovės srauto kryptys yra priešingos. Srovės kryptis lemia variklio sukimosi kryptį atitinkamai pagal arba prieš laikrodžio rodyklę. Ant pav. 15.4 paveiksle parodyta bandomoji grandinė, kurią galite surinkti prieš sukurdami sąsają. Atkreipkite dėmesį, kad kai abu tranzistoriai išjungti, variklis yra išjungtas. Vienu metu turi būti įjungtas tik vienas tranzistorius. Jei tam tikru momentu abu tranzistoriai netyčia įsijungs, tai sukels trumpąjį jungimą. Kiekvienas variklis yra varomas dviem sąsajos tranzistoriais, kurie veikia panašiai.


Ryžiai. 15.4. Tikrinimo diagrama

PC 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. grandinės schema PC sąsaja



Ryžiai. 15.6. Kompiuterio sąsajos dalių išdėstymas


Visų pirma, turite nustatyti spausdintinės plokštės pusę. Montavimo pusėje nubrėžtos baltos linijos, žyminčios rezistorius, tranzistorius, diodus, IC ir DB25 jungtį. Visos dalys į plokštę įkišamos iš montavimo pusės.

Bendroji pastaba: Prilitavę dalį prie PCB laidų, nuimkite pernelyg ilgus laidus nuo spausdinimo pusės. Montuojant dalis labai patogu laikytis tam tikros sekos. Pirmiausia sumontuokite 100 kΩ rezistorius (spalvoti žiedai: rudi, juodi, geltoni, auksiniai arba sidabriniai), kurie pažymėti R1-R10. Tada sumontuokite 5 diodus D1-D5 ir įsitikinkite, kad juoda juostelė ant diodų yra prie DB25 jungties, kaip parodyta baltomis linijomis, pažymėtomis PCB tvirtinimo pusėje. Tada sumontuokite 15 kΩ rezistorius (spalvomis pažymėtus ruda, žalia, oranžinė, auksinė arba sidabrinė), pažymėtus R11 ir R13. Padėtyje R12 prilituokite raudoną šviesos diodą prie plokštės. Šviesos diodo anodas atitinka angą R12, pažymėtą + ženklu. Tada sumontuokite 14 ir 20 kontaktų lizdus po U1 ir U2 IC. Sumontuokite ir lituokite kampinę DB25 jungtį. Nemėginkite jungties kaiščių į plokštę įstumti per didele jėga, čia reikalingas tik tikslumas. Jei reikia, švelniai pasukite jungtį, atsargiai, kad nesulenktumėte kaiščio kojelių. Pritvirtinkite slankiojantį jungiklį ir įtampos reguliatorių 7805. Nupjaukite keturias reikiamo ilgio vielos dalis ir prilituokite prie jungiklio viršaus. Laikykite laidų išdėstymą taip, kaip parodyta paveikslėlyje. Įdėkite ir lituokite tranzistorius TIP 120 ir TIP 125. Galiausiai lituokite 8 kontaktų lizdą ir 75 mm jungiamąjį laidą. Pagrindas sumontuotas taip, kad ilgiausi gnybtai atrodytų aukštyn. Įkiškite du IC – 74LS373 ir 74LS164 – į atitinkamus lizdus. Įsitikinkite, kad IC rakto padėtis ant jo dangtelio atitinka raktą, pažymėtą baltomis linijomis plokštėje. Galbūt pastebėjote, kad lentoje liko vietos papildomoms dalims. Ši vieta skirta tinklo adapteriui. Ant pav. 15.7 parodyta baigtos sąsajos nuotrauka iš montavimo pusės.


Ryžiai. 15.7. Surinkta kompiuterio sąsaja. Vaizdas iš viršaus

Kaip veikia sąsaja

Manipuliatoriaus svirtis turi penkis nuolatinės srovės variklius. Atitinkamai, kiekvienam varikliui valdyti, įskaitant sukimosi kryptį, mums reikia 10 įvesties / išvesties magistralių. IBM PC ir suderinamų įrenginių lygiagrečiame (spausdintuvo) prievade yra tik aštuonios I/O magistralės. Norint padidinti valdymo magistralių skaičių roboto rankos sąsajoje, naudojamas IC 74LS164, kuris yra nuoseklus ir lygiagretus (SIPO) keitiklis. Naudodami tik dvi lygiagrečių prievadų magistrales D0 ir D1, kurios siunčia serijos kodą į IC, galime gauti aštuonias papildomas I/O magistrales. Kaip minėta, galima sukurti aštuonias I/O magistrales, tačiau ši sąsaja naudoja penkias iš jų.

Kai serijinis kodas įvedamas į 74LS164 IC, atitinkamas lygiagretus kodas pasirodo IC išvestyje. Jei 74LS164 išėjimai būtų tiesiogiai prijungti prie valdymo tranzistorių įėjimų, tai siunčiant serijinį kodą laiku įsijungtų ir išsijungtų atskiros manipuliatoriaus svirties funkcijos. Akivaizdu, kad tokia situacija yra nepriimtina. Siekiant to išvengti, į sąsajos grandinę įvedamas antrasis IC 74LS373 – valdomas aštuonių kanalų elektroninis raktas.

74LS373 aštuonių kanalų perjungiklis turi aštuonias įvesties ir aštuonias išvesties magistrales. Dvejetainė informacija, esanti įvesties magistralėse, perduodama į atitinkamus IC išėjimus tik tuo atveju, jei IC yra įjungtas. Išjungus įjungimo signalą, esama išėjimo magistralių būsena išsaugoma (prisimenama). Šioje būsenoje signalai IC įėjime neturi įtakos išvesties magistralių būsenai.

Nusiuntus nuoseklųjį informacijos paketą į 74LS164, lygiagrečiojo prievado D2 kaištis siunčia įjungimo signalą į 74LS373. Tai leidžia perkelti informaciją jau lygiagrečiu kodu iš IC 74LS174 įvesties į jo išvesties magistrales. Išvesties magistralių būsena atitinkamai valdoma TIP 120 tranzistoriais, kurie savo ruožtu valdo manipuliatoriaus svirties funkcijas. Procesas kartojamas su kiekviena nauja komanda, duodama manipuliatoriaus rankai. Lygiagrečių prievadų magistralės D3-D7 tiesiogiai valdo TIP 125 tranzistorius.

Sąsajos prijungimas prie manipuliatoriaus svirties

Roboto ranką maitina 6 V maitinimo šaltinis, susidedantis iš keturių D elementų, esančių konstrukcijos apačioje. Kompiuterio sąsaja taip pat maitinama šiuo 6V maitinimo šaltiniu.Maitinimas yra dvipolis ir suteikia ±3V įtampas.Maitinimas į sąsają tiekiamas per aštuonių kontaktų Molex jungtį, pritvirtintą prie manipuliatoriaus pagrindo.

Prijunkite sąsają prie manipuliatoriaus svirties naudodami 75 mm aštuonių laidų Molex kabelį. Molex laidas jungiamas prie jungties, esančios manipuliatoriaus apačioje (žr. 15.8 pav.). Patikrinkite, ar jungtis įdėta tinkamai ir saugiai. Sąsajos plokštės prijungimui prie kompiuterio naudojamas 180 cm ilgio DB25 laidas, kuris yra komplekte. Vienas laido galas jungiamas prie spausdintuvo prievado. Kitas galas jungiamas prie sąsajos plokštės DB25 jungties.


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 mentelę, verta įsigyti spausdintuvo A/B magistralės įjungimo/išjungimo jungiklio dėžutę (DB25). Prijunkite manipuliatoriaus sąsajos jungtį prie įvesties A, o spausdintuvą prie įvesties B. Dabar galite naudoti jungiklį, kad prijungtumėte kompiuterį prie spausdintuvo arba sąsajos.

Programos diegimas sistemoje Windows 95

Į diskelių įrenginį įdėkite 3,5" diskelį, pažymėtą "Disc 1" ir paleiskite diegimo programą (setup.exe). Diegimo programa jūsų standžiajame diske sukurs katalogą pavadinimu "Images" ir nukopijuos reikiamus failus į šį katalogą. Pradėti Meniu pasirodys piktograma Vaizdai Norėdami paleisti programą, spustelėkite piktogramą Vaizdai meniu Pradėti.

Darbas su programa Windows 95

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

Dukart spustelėdami piktogramą Vaizdai meniu Pradėti, paleiskite programą. Programos langas parodytas fig. 15.9. Kai programa veikia, sąsajos plokštėje turi mirksėti raudonas šviesos diodas. Pastaba: sąsajos nereikia įjungti, kad šviesos diodas pradėtų mirksėti. Šviesos diodo mirksėjimo greitį lemia jūsų kompiuterio procesoriaus greitis. Šviesos diodo mirgėjimas gali būti labai silpnas; Kad tai pastebėtumėte, gali tekti pritemdyti šviesą kambaryje ir sulenkti delnus, kad galėtumėte 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 viršutiniame dešiniajame ekrano kampe. Pasirinkite 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 funkcijos klavišą, manipuliatoriaus svirtis sureaguos. Paspaudus dar kartą, judėjimas bus sustabdytas. Funkcinių klavišų naudojimas rankai valdyti yra vadinamas interaktyvus mados valdymas.

Scenarijaus failo kūrimas

Scenarijaus failai naudojami manipuliatoriaus rankos judesiams ir automatinėms veiksmų sekoms programuoti. Scenarijaus faile yra laikinų komandų, valdančių manipuliatoriaus rankos judesius, sąrašas. Sukurti scenarijaus failą labai paprasta. Norėdami sukurti failą, spustelėkite programinį mygtuką. Ši operacija leis jums pereiti į scenarijaus failo „programavimo“ madą. Spausdami funkcinius mygtukus, kaip ir anksčiau valdysime rankos judesius, tačiau komandos informacija bus įrašyta į geltoną scenarijų lentelę, esančią apatiniame kairiajame ekrano kampe. Žingsnio numeris, pradedant nuo vieno, bus nurodytas kairiajame stulpelyje, o kiekvienai naujai komandai jis padidės vienu. Viduriniame stulpelyje nurodomas judesio tipas (funkcija). Dar kartą paspaudus funkcijos klavišą, judesio vykdymas sustoja, o trečiame stulpelyje atsiranda judesio vykdymo laiko reikšmė nuo jo pradžios iki pabaigos. Judesio vykdymo laikas nurodomas ketvirčio sekundės tikslumu. Tęsdamas tuo pačiu būdu, vartotojas scenarijaus faile gali užprogramuoti iki 99 judesių, įskaitant laiko pauzes. Tada scenarijaus failą galima išsaugoti ir vėliau įkelti iš bet kurio katalogo. Scenarijaus failo komandų vykdymas gali būti kartojamas iki 99 kartų, tam reikia įvesti pakartojimų skaičių lange Repeat ir spustelėti Pradėti. Norėdami baigti rašyti į scenarijaus failą, paspauskite interaktyvųjį klavišą. Ši komanda grąžins kompiuterį į interaktyvųjį režimą.

Objektų „atgaivinimas“.

Scenarijaus failai gali būti naudojami kompiuteriniam veiksmų automatizavimui arba objektų „animacijai“. Objektų „animacijos“ atveju valdomas robotų mechaninis „skeletas“ dažniausiai yra padengtas išoriniu apvalkalu ir pats nėra matomas. Prisimenate skyriaus pradžioje aprašytą pirštinių lėlę? Išorinis apvalkalas gali būti žmogaus (iš dalies arba visiškai), ateivio, gyvūno, augalo, akmens ir bet ko kito pavidalo.

Taikymo ribos

Jei norite pasiekti profesinio lygio atliekant automatizuotus veiksmus ar „animuojant“ objektus, tuomet, taip sakant, norint išlaikyti prekės ženklą, pozicionavimo tikslumas atliekant judesius kiekvienu laiko momentu turėtų artėti prie 100%.

Tačiau galite pastebėti, kad kartojantis scenarijaus faile įrašytą veiksmų seką, manipuliatoriaus rankos padėtis (judesio modelis) skirsis nuo pradinės. Taip nutinka dėl kelių priežasčių. Išsikraunant svirties maitinimo šaltinio akumuliatoriams, sumažėjus nuolatinės srovės varikliams tiekiamai galiai, sumažėja variklių sukimo momentas ir greitis. Taigi, manipuliatoriaus judėjimo ilgis ir pakeliamo krovinio aukštis per tą patį laikotarpį skirsis negyvoms ir „šviežioms“ baterijoms. Tačiau priežastis yra ne tik tai. Net esant stabilizuotam maitinimo šaltiniui, variklio veleno greitis svyruos, nes nėra variklio greičio reguliatoriaus. Kiekvienam fiksuotam laikotarpiui apsisukimų skaičius kiekvieną kartą šiek tiek skirsis. Tai lems tai, kad kiekvieną kartą skirsis ir manipuliatoriaus rankos padėtis. Negana to, pavarų dėžės pavarose yra tam tikras atstumas, į kurį taip pat neatsižvelgiama. Visų šių veiksnių, kuriuos čia išsamiai išnagrinėjome, įtakoje, vykdant scenarijaus failo pasikartojančių komandų ciklą, manipuliatoriaus rankos padėtis kiekvieną kartą šiek tiek skirsis.

Namų padėties paieška

Galite pagerinti įrenginio veikimą, pridėdami prie jo grandinę Atsiliepimas, kuris seka manipuliatoriaus rankos padėtį. Šią informaciją galima įvesti į kompiuterį, kad būtų galima nustatyti absoliučią manipuliatoriaus padėtį. Naudojant tokią pozicinio grįžtamojo ryšio sistemą, kiekvienos scenarijaus faile įrašytos komandų sekos vykdymo pradžioje galima nustatyti manipuliatoriaus rankos padėtį į tą patį tašką.

Tam yra daug galimybių. Viename iš pagrindinių metodų padėties valdymas kiekviename taške nenumatytas. Vietoj to naudojamas ribinių jungiklių rinkinys, atitinkantis pradinę „pradžios“ padėtį. Ribiniai jungikliai tiksliai nustato tik vieną padėtį - kai manipuliatorius pasiekia „pradžios“ padėtį. Norėdami tai padaryti, turite nustatyti ribinių jungiklių (mygtukų) seką taip, kad jie užsidarytų manipuliatoriui pasiekus kraštutinę padėtį viena ar kita kryptimi. Pavyzdžiui, vienas ribinis jungiklis gali būti sumontuotas ant manipuliatoriaus pagrindo. Jungiklis turi veikti tik tada, kai svirtis pasiekia galutinę padėtį, kai pasukama pagal laikrodžio rodyklę. Kiti ribiniai jungikliai turi būti sumontuoti ant pečių ir alkūnių sąnarių. Jie turėtų būti aktyvuoti, kai atitinkama jungtis yra visiškai ištiesta. Kitas jungiklis yra sumontuotas ant šepečio ir suaktyvinamas, kai šepetėlis pasukamas iki galo pagal laikrodžio rodyklę. Paskutinis ribinis jungiklis sumontuotas ant rankenos ir užsidaro, kai visiškai atidaromas. Norint iš naujo nustatyti manipuliatorių, kiekvienas galimas manipuliatoriaus judesys atliekamas ta kryptimi, kuri reikalinga atitinkamam eigos jungikliui uždaryti, kol šis jungiklis užsidaro. Po to, kai jis buvo pasiektas pradinė padėtis kiekvienam judesiui kompiuteris tiksliai „žinos“ tikrąją manipuliatoriaus rankos padėtį.

Pasiekę pradinę padėtį galime iš naujo paleisti scenarijaus faile parašytą programą, remdamiesi prielaida, kad pozicionavimo klaida kiekvieno ciklo vykdymo metu kaupsis pakankamai lėtai, kad nesukels per didelių manipuliatoriaus padėties nukrypimų. nuo pageidaujamo. Įvykdžius scenarijaus failą, ranka nustatoma į pradinę padėtį ir scenarijaus failo ciklas kartojamas.

Kai kuriose sekose neužtenka žinoti tik pradinę padėtį, pavyzdžiui, pakėlus kiaušinį nerizikuojant sutraiškyti jo lukštą. Tokiais atvejais reikalinga sudėtingesnė ir tikslesnė padėties grįžtamojo ryšio sistema. Signalus iš jutiklių galima apdoroti naudojant ADC. Gauti signalai gali būti naudojami parametrų, tokių kaip padėtis, slėgis, greitis ir sukimo momentas, reikšmėms nustatyti. Šis paprastas pavyzdys gali būti kaip iliustracija. Įsivaizduokite, kad prie fiksavimo mazgo prijungėte nedidelį tiesinį kintamąjį rezistorių. Kintamasis rezistorius nustatytas taip, kad jo slankiklio judėjimas pirmyn ir atgal būtų susijęs su rankenos atidarymu ir uždarymu. Taigi, priklausomai nuo rankenos atsivėrimo laipsnio, pasipriešinimas kinta. kintamasis rezistorius. Po kalibravimo, išmatavę kintamo rezistoriaus srovės varžą, galite tiksliai nustatyti griebtuvo gnybtų atidarymo kampą.

Tokios grįžtamojo ryšio sistemos sukūrimas įveda kitą įrenginio sudėtingumo lygį ir atitinkamai padidina jo kainą. Todėl daugiau paprastas variantas yra rankinio valdymo sistemos, skirtos reguliuoti manipuliatoriaus svirties padėtį ir judesius scenarijaus programos vykdymo metu, įdiegimas.

Rankinės sąsajos valdymo sistema

Įsitikinę, kad sąsaja veikia tinkamai, galite naudoti 8 kontaktų plokščią jungtį, kad prie jos prijungtumėte rankinį valdymo bloką. Patikrinkite 8 kontaktų Molex jungties prijungimo padėtį prie sąsajos plokštės jungties galvutės, kaip parodyta pav. 15.10. Atsargiai įkiškite jungtį, kol ji bus patikimai prijungta. Po to manipuliatoriaus ranka gali būti valdoma iš rankinio valdymo pulto bet kuriuo metu. Nesvarbu, ar sąsaja prijungta prie kompiuterio, ar ne.


Ryžiai. 15.10. Rankinio valdymo pulto prijungimas

DOS klaviatūros valdymo programa

Yra DOS programa, kuri leidžia valdyti manipuliatoriaus rankos veikimą iš kompiuterio klaviatūros interaktyviu režimu. Klavišų, atitinkančių tam tikros funkcijos vykdymą, sąrašas pateiktas lentelėje.

Manipuliatoriaus rankos valdymui balsu naudojamas kalbos atpažinimo rinkinys (SCR), kuris buvo aprašytas skyriuje. 7. Šiame skyriuje sukursime sąsają, jungiančią URR su manipuliatoriaus svirtimi. Šią sąsają taip pat galima įsigyti kaip rinkinį iš Images SI, Inc.

RRR sąsajos schema parodyta fig. 15.11. Sąsaja naudoja 16F84 mikrovaldiklį. Mikrovaldiklio programa atrodo taip:


„URR sąsajos programa

Simbolio prievadas A = 5

Simbolis TRISA = 133

Simbolio prievadas B = 6

Simbolis TRISB = 134

Jei bit4 = 0, suaktyvinkite „Jei įjungtas rašymas į trigerį, skaitykite schemą

Pradėkite „Pakartoti“.

pauzė 500 'Palauk 0,5 s

Žvilgtelėkite prievadąB, B0 „Skaityti BCD kodą

Jei bit5 = 1, tada atsiųskite „Išvesties kodas

turiu pradėti „Pakartokite“.

žvilgtelėti į PortA, b0 'Skaityti prievadą A

jei bit4 = 1, tada vienuolika „Ar skaičius yra 11?

poke PortB, b0 ‘Išvesties kodas

turiu pradėti „Pakartokite“.

jei bit0 = 0, tada dešimt

turiu pradėti „Pakartokite“.

turiu pradėti „Pakartokite“.



Ryžiai. 15.11. Roboto rankos URR valdiklio schema


Programinės įrangos naujinimą pagal 16F84 galima nemokamai atsisiųsti iš http://www.imagesco.com

URR sąsajos programavimas

RRS sąsajos programavimas panašus į RRS programavimą iš rinkinio, aprašyto Ch. 7. Už teisingas veikimas ranką, komandinius žodžius turite užprogramuoti pagal skaičius, atitinkančius konkretų manipuliatoriaus judesį. Lentelėje. 15.1 rodomi komandų žodžių, valdančių manipuliatoriaus rankos veikimą, pavyzdžiai. Komandinius žodžius galite pasirinkti pagal savo skonį.

15.1 lentelė

Kompiuterio sąsajos dalių sąrašas

(5) NPN TIP120 tranzistorius

(5) Tranzistorius PNP TIP 125

(1) IC 74164 kodo keitiklis

(1) IC 74LS373 aštuoni raktai

(1) Šviesos diodas raudonas

(5) Diodas 1N914

(1) 8 kontaktų Molex jungties lizdas

(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) Spausdintinė plokštė

(3) Rezistorius 15kΩ, 0,25W


Visos išvardytos prekės yra įtrauktos į komplektą.

Kalbos atpažinimo sąsajos dalių sąrašas

(5) NPN TIP 120 tranzistorius

(5) Tranzistorius PNP TIP 125

(1) IC 4011 NOR vartai

(1) IC 4049 - 6 buferiai

(1) IC 741 operacinis stiprintuvas

(1) Rezistorius 5,6 kΩ, 0,25 W

(1) Rezistorius 15 kΩ, 0,25 W

(1) 8 kontaktų Molex jungties galvutė

(1) Molex kabelis 8 gyslų, ilgis 75 mm

(10) Rezistorius 100 kΩ, 0,25 W

(1) Rezistorius 4,7 kΩ, 0,25 W

(1) 7805 įtampos reguliatorius IC

(1) IC PIC 16F84 mikrovaldiklis

(1) 4,0 MHz kvarcinis kristalas

Robotinės rankos sąsajos rinkinys

OWI manipuliatoriaus rankos komplektas

Manipuliatoriaus rankenos kalbos atpažinimo sąsaja

Kalbos atpažinimo įrenginių komplektas


Dalis galima užsisakyti iš:

Images, S.I., Inc.

Deja, dabar mažai kas prisimena, kad 2005 m. buvo Chemical Brothers ir jie turėjo nuostabų vaizdo įrašą - Believe, kur roboto ranka persekiojo miestą dėl vaizdo įrašo herojaus.

Tada aš sapnavau sapną. Tuo metu neįgyvendinama, nes apie elektroniką neturėjau nė menkiausio supratimo. Bet aš norėjau tikėti – tikėti. Praėjo 10 metų ir tiesiog vakar man pavyko pirmą kartą surinkti savo robotinę ranką, pradėti ją eksploatuoti, tada sulaužyti, sutvarkyti ir vėl pradėti eksploatuoti, o pakeliui susidraugauti ir įgyti savęs pasitikėjimą.

Dėmesio, spoileriai po pjūviu!

Viskas prasidėjo nuo (labas, Master Kit ir ačiū, kad leidote rašyti jūsų tinklaraštyje!), kuris buvo beveik iš karto rastas ir pasirinktas po straipsnio apie Habré. Svetainėje rašoma, kad net 8 metų vaikas gali surinkti robotą – kodėl aš blogesnis? Aš tiesiog bandau savo jėgas taip pat.

Pirmiausia buvo paranoja

Kaip tikras paranojė, iš karto išsakysiu susirūpinimą, kurį iš pradžių turėjau dėl konstruktoriaus. Mano vaikystėje iš pradžių buvo solidūs sovietiniai dizaineriai, paskui rankose byra kiniški žaislai... o tada vaikystė baigėsi :(

Todėl iš to, kas išliko žaislų atmintyje, buvo:

  • Ar plastikas lūžtų ir trupės jūsų rankose?
  • Ar dalys tvirtai priglus?
  • Ne visos dalys bus įtrauktos į komplektą?
  • Ar surinkta konstrukcija bus trapi ir trumpalaikė?
Ir galiausiai, pamoka, kurią išmokome iš sovietinių dizainerių:
  • Kai kurias dalis reikės užbaigti failu
  • O kai kurių dalių tiesiog nebus rinkinyje
  • O kita dalis iš pradžių neveiks, ją teks keisti
Ką dabar galiu pasakyti: ne veltui mano mėgstamiausias vaizdo įrašas Believe Pagrindinis veikėjas mato baimę ten, kur jos nėra. Nė viena iš baimių nepasitvirtino: detalių buvo lygiai tiek kiek reikėjo, visos derėjo, mano nuomone - idealiai, kas mane labai nudžiugino darbo eigoje.

Dizainerio detalės ne tik puikiai dera viena prie kitos, bet ir sugalvojo tą akimirką detalių beveik neįmanoma sumaišyti. Tiesa, su vokišku pedantiškumu kūrėjai atidėkite varžtus tiksliai tiek, kiek reikia, todėl renkant robotą nepageidautina pamesti varžtus ant grindų arba supainioti „kuris kur eina“.

Specifikacijos:

Ilgis: 228 mm
Aukštis: 380 mm
Plotis: 160 mm
Surinkimo svoris: 658 gr.

Mityba: 4D baterijos
Pakelto daikto svoris: iki 100 gr
Foninis apšvietimas: 1 LED
Valdymo tipas: laidinis Nuotolinis
Numatomas statybos laikas: 6 valanda
Judesys: 5 kolektoriniai varikliai
Konstrukcijos apsauga judėjimo metu: terkšlė

Mobilumas:
Griebimo mechanizmas: 0-1,77""
Riešo judesiai: 120 laipsnių ribose
Alkūnės judesiai: 300 laipsnių ribose
Pečių judėjimas: 180 laipsnių kampu
Rotacija ant platformos: 270 laipsnių kampu

Jums reikės:

  • ilgos replės (be jų negaliu)
  • šoniniai pjaustytuvai (gali būti pakeisti popieriaus pjaustytuvu, žirklėmis)
  • kryžminis atsuktuvas
  • 4D baterijos

Svarbu! Apie smulkias detales

Kalbant apie varžtus. Jei susidūrėte su panašia problema ir žinote, kaip surinkimą padaryti dar patogesnį – kviečiame į komentarus. Kol kas pasidalinsiu savo patirtimi.

Identiškos funkcijos, bet skirtingo ilgio, varžtai ir varžtai yra gana aiškiai nurodyti instrukcijose, pavyzdžiui, vidurinėje nuotraukoje žemiau matome varžtus P11 ir P13. O gal P14 – na, tai čia vėl aš juos vėl supainioju. =)

Galite juos atskirti: instrukcijose nurodyta, kuris iš jų yra kiek milimetrų. Bet, pirma, su suportu nesėdėsi (ypač jei tau 8 metai ir/ar paprasčiausiai jo neturi), o antra, galų gale juos atskirsi tik padėjęs šalia. pusė, kuri gali ateiti ne iš karto atėjo į galvą (neatėjo man, hehe).

Todėl iš anksto perspėsiu, jei nuspręsite tokį ar panašų robotą surinkti patys, štai užuomina jums:

  • arba iš anksto pažiūrėkite į tvirtinimo detales;
  • arba nusipirkite sau daugiau smulkių varžtų, savisriegių ir varžtų, kad neprakaituotumėte.

Be to, nieko neišmeskite, kol nebaigsite statyti. Apatinėje nuotraukoje per vidurį tarp dviejų dalių nuo roboto „galvos“ korpuso yra nedidelis žiedelis, kuris vos nenuskriejo į šiukšliadėžę kartu su kitais „atkarpomis“. Ir tai, beje, yra LED žibintuvėlio laikiklis fiksavimo mechanizmo „galvoje“.

Surinkimo procesas

Prie roboto be jokių papildomų rūpesčių pateikiamos instrukcijos – tik vaizdai ir aiškiai kataloguotos bei pažymėtos dalys.

Dalys atsikanda gana patogiai ir jų nereikia nulupti, tačiau man patiko mintis kiekvieną dalį apdoroti kartono pjaustytuvu ir žirklėmis, nors tai nėra būtina.

Surinkimas prasideda nuo keturių iš penkių į konstrukciją įtrauktų variklių, kuriuos statyti tikrai malonu: aš tiesiog mėgstu pavarų mechanizmus.

Variklius radome tvarkingai supakuotus ir vienas prie kito „prilipusius“ – pasiruoškite atsakyti į vaiko klausimą, kodėl kolektorių varikliai įmagnetinami (galite iš karto komentaruose! :)

Svarbu: Reikia 3 iš 5 variklio korpusų veržlės šonuose- ateityje dėsime ant jų dėklus rinkdami ranką. Šoninių veržlių reikia ne tik variklyje, kuris eis į platformos pagrindą, bet kad neprisimintų, kuris korpusas kur eina, geriau paskandinkite veržles kiekviename iš keturių geltonų korpusų iš karto. Tik šiai operacijai reikės replių, ateityje jų neprireiks.

Po maždaug 30-40 minučių kiekvienas iš 4 variklių buvo aprūpintas savo pavarų mechanizmu ir korpusu. Viskas bus ne ką sunkiau nei Kinder Surprise buvo vaikystėje, tik daug įdomiau. Klausimas dėmesiui į aukščiau esančią nuotrauką: trys iš keturių išėjimo pavarų yra juodos, kur yra balta? Iš jo korpuso turėtų išeiti mėlyna ir juoda viela. Instrukcijoje viskas yra, bet manau, kad verta dar kartą į tai atkreipti dėmesį.

Po to, kai savo rankose turėsite visus variklius, išskyrus „galvą“, pradėsite montuoti platformą, ant kurios stovės mūsų robotas. Būtent šiame etape supratau, kad reikia labiau apgalvoti varžtus ir varžtus: kaip matote aukščiau esančioje nuotraukoje, dviejų varžtų varikliams tvirtinti dėl šoninių veržlių man nepakako - jie jau buvo kažkur įsuktas į jau surinktos platformos gylį. Teko improvizuoti.

Surinkus platformą ir pagrindinę svirties dalį, instrukcijos paragins pereiti prie sugriebimo mechanizmo surinkimo, kuriame gausu smulkių detalių ir judančių dalių – įdomiausia!

Bet turiu pasakyti, kad čia baigsis spoileriai ir prasidės vaizdo įrašas, nes turėjau eiti į susitikimą su draugu ir turėjau pasiimti robotą, kurio nespėjau laiku užbaigti.

Kaip roboto pagalba tapti įmonės siela

Lengva! Kai toliau rinkome kartu, tapo aišku: surinkti robotą patiems - labai malonu. Dirbti kuriant dizainą kartu yra dvigubai malonu. Todėl šį rinkinį drąsiai galiu rekomenduoti tiems, kurie nenori sėdėti kavinėje nuobodžiams pokalbiams, o nori pasimatyti su draugais ir gerai praleisti laiką. Be to, man atrodo, kad komandos formavimas naudojant tokį komplektą - pavyzdžiui, dviejų komandų surinkimas, siekiant greičio - praktiškai yra abipusis laimėjimas.

Robotas atgijo mūsų rankose, kai tik baigėme surinkimą. Deja, negaliu jums perteikti mūsų džiaugsmo žodžiais, bet manau, kad daugelis čia mane supras. Kai jūsų pačių surinkta konstrukcija staiga pradeda gyventi visavertį gyvenimą – tai yra jaudulys!

Supratome, kad esame siaubingai alkani ir nuėjome valgyti. Iki tol nebuvo toli, todėl robotą nešėmės rankose. Ir tada mūsų laukė dar viena maloni staigmena: robotika yra ne tik įdomi. Ji dar arčiau. Vos susėdus prie stalo mus apsupo žmonės, norintys pažinti robotą ir tokį pat surinkti sau. Labiausiai vaikinai mėgo sveikinti robotą „už čiuptuvų“, nes jis tikrai elgiasi kaip gyvas, o visų pirma tai ranka! Žodyje, Pagrindinius animatronikas principus vartotojai įsisavino intuityviai. Štai kaip tai atrodė:

Problemų sprendimas

Grįžus namo manęs laukė nemalonus siurprizas, ir gerai, kad tai įvyko iki šios apžvalgos paskelbimo, nes dabar iškart aptarsime trikčių šalinimą.

Nusprendę pabandyti pajudinti ranką iki maksimalios amplitudės, pavyko pasiekti būdingą įtrūkimą ir variklio mechanizmo funkcionalumo gedimą alkūnėje. Iš pradžių mane nuliūdino: na, naujas žaislas, ką tik surinktas – ir nebeveikia.

Bet tada man pasirodė: jei ką tik jį surinkote pats, kas buvo? =) Labai gerai pažįstu pavarų komplektą korpuso viduje, o kad suprastumėte ar sugedo pats variklis, ar tiesiog korpusas nebuvo gerai sutvarkytas, galite jį įkelti nenuėmę variklio nuo plokštės ir pažiūrėti ar paspaudimai tęsiasi.

Čia jaučiausi taip šiuo robotų meistras!

Kruopščiai išardžius „alkūnės jungtį“, buvo galima nustatyti, kad variklis veikia sklandžiai be apkrovos. Korpusas prasiskyrė, iškrito vienas varžtas (nes variklis jį įmagnetino), o jei ir toliau dirbtume, būtų sugadintos krumpliaračiai - išardžius ant jų buvo rasti būdingi susidėvėjusio plastiko „milteliai“.

Labai patogu, kad roboto nereikėjo iki galo išardyti. Ir iš tikrųjų šaunu, kad gedimas įvyko dėl ne visai tikslaus surinkimo šioje vietoje, o ne dėl kažkokių gamyklinių sunkumų: mano komplekte jų visai nerasta.

Patarimas: pirmą kartą po surinkimo laikykite po ranka atsuktuvą ir reples – jie gali praversti.

Ką galima išugdyti naudojant šį rinkinį?

Pasitikėjimas savimi!

Radau ne tik bendrų bendravimo temų absoliučiai nepažįstami žmonės, bet ir pati spėjau ne tik surinkti, bet ir pataisyti žaislą! Taigi, galiu būti tikras: su mano robotu viskas visada bus gerai. Ir tai yra labai malonus jausmas, kai kalbama apie mėgstamus dalykus.

Mes gyvename pasaulyje, kuriame esame siaubingai priklausomi nuo pardavėjų, tiekėjų, aptarnaujančių žmonių ir laisvo laiko bei pinigų. Jei beveik nieko negalite padaryti, už viską teks mokėti, o greičiausiai – permokėti. Galimybė žaislą pataisyti patiems, nes žinai, kaip jame išdėstytas kiekvienas mazgas, yra neįkainojama. Tegul vaikas turi tokį pasitikėjimą savimi.

Rezultatai

Kas mums patiko:
  • Pagal instrukcijas surinktam robotui derinti nereikėjo, jis startavo iš karto
  • Detalių beveik neįmanoma sumaišyti
  • Griežtas katalogavimas ir dalių prieinamumas
  • Nurodymai, kurių nereikia skaityti (tik vaizdai)
  • Trūksta reikšmingų atstumų ir spragų konstrukcijose
  • Surinkimo paprastumas
  • Lengva prevencija ir remontas
  • Paskutinis, bet ne mažiau svarbus dalykas: jūs pats susirenkate žaislą, filipiniečių vaikai jums nedirba
Ko dar reikia:
  • Daugiau tvirtinimo detalės, atsargos
  • Dalys ir atsarginės dalys, kad prireikus būtų galima pakeisti
  • Daugiau robotų, skirtingų ir sudėtingų
  • Idėjos, kurias galima patobulinti/prisegti/pašalinti – žodžiu, žaidimas su surinkimu nesibaigia! Labai noriu, kad tai tęstųsi!
Verdiktas:

Surinkti robotą iš šio konstruktoriaus nėra sunkesnis už galvosūkį ar Kinder Surprise, tik rezultatas kur kas didesnis ir sukėlė emocijų audrą mumyse ir aplinkiniuose. Puikus komplektas, ačiū

Pirmiausia bus paveikta bendrus klausimus, Tada specifikacijas rezultatai, detalės ir galiausiai pats surinkimo procesas.

Apskritai ir apskritai

Šio įrenginio sukūrimas neturėtų sukelti jokių sunkumų. Reikės kokybiškai apgalvoti tik galimybes, kurias įgyvendinti fiziniu požiūriu bus gana sunku, kad manipuliatoriaus ranka atliktų jai pavestas užduotis.

Techninės rezultato charakteristikos

Bus svarstomas pavyzdys, kurio ilgio / aukščio / pločio parametrai yra atitinkamai 228/380/160 milimetrų. Pagamintas svoris bus maždaug 1 kilogramas. Valdymui naudojamas laidinis nuotolinio valdymo pultas. Numatomas surinkimo laikas su patirtimi apie 6-8 valandas. Jei jo nėra, gali prireikti dienų, savaičių ir sutikus mėnesius, kol bus surinkta manipuliatoriaus rankena. Savo rankomis ir vienam tokiais atvejais verta daryti nebent dėl ​​savo interesų. Komponentams perkelti naudojami kolektorių varikliai. Įdėdami pakankamai pastangų, galite sukurti įrenginį, kuris pasisuks 360 laipsnių. Be to, darbo patogumui, be standartinių įrankių, tokių kaip lituoklis ir lituoklis, turite turėti atsargų:

  1. Ilgos nosies replės.
  2. Šoninės kirpimo mašinėlės.
  3. Kryžminis atsuktuvas.
  4. 4D baterijos.

Nuotolinio valdymo pultelis nuotolinio valdymo pultas gali būti įgyvendintas naudojant mygtukus ir mikrovaldiklį. Jei norite sukurti nuotolinį belaidį valdymą, jums reikės veiksmų valdymo elemento manipuliatoriaus rankoje. Kaip papildymai bus reikalingi tik įtaisai (kondensatoriai, rezistoriai, tranzistoriai), kurie leis stabilizuoti grandinę ir reikiamu metu per ją perduoti reikiamo dydžio srovę.

Mažos dalys



Norėdami reguliuoti apsisukimų skaičių, galite naudoti perėjimo ratus. Jie padarys manipuliatoriaus rankos judesį sklandų.

Taip pat turite įsitikinti, kad laidai neapsunkina jo judėjimo. Būtų optimalu juos kloti konstrukcijos viduje. Viską galite padaryti iš išorės, šis metodas sutaupys laiko, tačiau gali kilti sunkumų perkeliant atskirus mazgus ar visą įrenginį. O dabar: kaip pasidaryti manipuliatorių?

Asamblėja apskritai

Dabar pereiname tiesiai prie manipuliatoriaus rankos kūrimo. Pradedame nuo pamatų. Būtina užtikrinti, kad prietaisą būtų galima pasukti visomis kryptimis. geras sprendimas jis bus dedamas ant disko platformos, kurią varo vienas variklis. Kad jis galėtų suktis į abi puses, yra dvi parinktys:

  1. Dviejų variklių montavimas. Kiekvienas iš jų bus atsakingas už pasukimą tam tikra kryptimi. Kai vienas dirba, kitas ilsisi.
  2. Įdiekite vieną variklį su grandine, kuri gali priversti jį suktis abiem kryptimis.

Kurį iš siūlomų variantų pasirinkti, priklauso tik nuo jūsų. Toliau ateina pagrindinė struktūra. Darbo patogumui reikalingos dvi „sąnariai“. Pritvirtinta prie platformos, ji turi turėti galimybę pakrypti į skirtingas puses, o tai išsprendžiama jos bazėje esančių variklių pagalba. Kitas ar pora turi būti dedami ties alkūnės lenkimu, kad rankenos dalį būtų galima perkelti išilgai horizontalių ir vertikalių koordinačių sistemos linijų. Be to, jei norite išnaudoti maksimalias galimybes, prie riešo galite sumontuoti kitą variklį. Be to, pats reikalingiausias, be kurio neįsivaizduojama manipuliatoriaus ranka. Savo rankomis turite padaryti patį fiksavimo įrenginį. Čia yra daug įgyvendinimo variantų. Galite duoti patarimą apie du populiariausius:

Vaizdo įrašas: kaip pasidaryti manipuliatorių

  1. Naudojami tik du pirštai, kurie vienu metu suspaudžia ir atima fiksavimo objektą. Tai paprasčiausias įgyvendinimas, kuris, tačiau dažniausiai negali pasigirti dideliu naudingumu.
  2. Kuriamas žmogaus rankos prototipas. Čia visiems pirštams gali būti naudojamas vienas variklis, kurio pagalba bus atliekamas lenkimas / išlenkimas. Bet jūs galite padaryti dizainą sudėtingesnį. Taigi, prie kiekvieno piršto galite prijungti variklį ir valdyti juos atskirai.


Toliau belieka pasidaryti nuotolinio valdymo pultelį, kurio pagalba bus įtakojami atskiri varikliai ir jų darbo tempas. Ir jūs galite pradėti eksperimentuoti naudodami „pasidaryk pats“ roboto ranką.

Galimi schematiški rezultato atvaizdai

„Pasidaryk pats“ manipuliatoriaus rankena suteikia daug galimybių kūrybiniams išradimams. Todėl jūsų dėmesiui pateikiami keli įgyvendinimai, kuriais galima remtis kuriant savo šios paskirties įrenginį.

Vaizdo įrašas: „pasidaryk pats“ manipuliatorius.mpg

Bet kurią pateiktą manipuliatoriaus schemą galima patobulinti.

Išvada

Robotikoje svarbu tai, kad funkciniam tobulėjimui ribų praktiškai nėra. Todėl, jei norite sukurti tikrą meno kūrinį, nėra sunku. Kalbant apie galimus papildomo tobulinimo būdus, reikėtų atkreipti dėmesį į kraną-manipuliatorių. Tokį prietaisą savo rankomis pasigaminti nebus sunku, tuo pačiu jis leis pratinti vaikus prie kūrybinio darbo, mokslo ir dizaino. Ir tai, savo ruožtu, gali teigiamai paveikti jų tolesnį gyvenimą. Ar bus sunku savo rankomis pasidaryti kraną-manipuliatorių? Tai nėra tokia problemiška, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Ar verta pasirūpinti, kad būtų papildomų smulkių detalių, tokių kaip trosas ir ratai, ant kurių jis suksis.



Dėmesio, tik ŠIANDIEN!

Pirmiausia bus paliečiami bendrieji klausimai, vėliau – techninės rezultato charakteristikos, detalės, galiausiai – pats surinkimo procesas.

Apskritai ir apskritai

Šio įrenginio sukūrimas neturėtų sukelti jokių sunkumų. Reikės kokybiškai apgalvoti tik galimybes, kurias įgyvendinti fiziniu požiūriu bus gana sunku, kad manipuliatoriaus ranka atliktų jai pavestas užduotis.

Techninės rezultato charakteristikos

Bus svarstomas pavyzdys, kurio ilgio / aukščio / pločio parametrai yra atitinkamai 228/380/160 milimetrų. Pagamintas svoris bus maždaug 1 kilogramas. Valdymui naudojamas laidinis nuotolinio valdymo pultas. Numatomas surinkimo laikas su patirtimi – apie 6-8 val. Jei jo nėra, gali prireikti dienų, savaičių ir sutikus mėnesius, kol bus surinkta manipuliatoriaus rankena. Savo rankomis ir vienam tokiais atvejais verta daryti nebent dėl ​​savo interesų. Komponentams perkelti naudojami kolektorių varikliai. Įdėdami pakankamai pastangų, galite sukurti įrenginį, kuris pasisuks 360 laipsnių. Be to, darbo patogumui, be standartinių įrankių, tokių kaip lituoklis ir lituoklis, turite turėti atsargų:

  1. Ilgos nosies replės.
  2. Šoninės kirpimo mašinėlės.
  3. Kryžminis atsuktuvas.
  4. 4D baterijos.

Nuotolinio valdymo pultas gali būti įgyvendintas naudojant mygtukus ir mikrovaldiklį. Jei norite sukurti nuotolinį belaidį valdymą, jums reikės veiksmų valdymo elemento manipuliatoriaus rankoje. Kaip papildymai bus reikalingi tik įtaisai (kondensatoriai, rezistoriai, tranzistoriai), kurie leis stabilizuoti grandinę ir reikiamu metu per ją perduoti reikiamo dydžio srovę.

Mažos dalys

Norėdami reguliuoti apsisukimų skaičių, galite naudoti perėjimo ratus. Jie padarys manipuliatoriaus rankos judesį sklandų.

Taip pat turite įsitikinti, kad laidai neapsunkina jo judėjimo. Būtų optimalu juos kloti konstrukcijos viduje. Viską galite padaryti iš išorės, šis metodas sutaupys laiko, tačiau gali kilti sunkumų perkeliant atskirus mazgus ar visą įrenginį. O dabar: kaip pasidaryti manipuliatorių?

Asamblėja apskritai

Dabar pereiname tiesiai prie manipuliatoriaus rankos kūrimo. Pradedame nuo pamatų. Būtina užtikrinti, kad prietaisą būtų galima pasukti visomis kryptimis. Geras sprendimas būtų pastatyti jį ant disko platformos, kurią varo vienas variklis. Kad jis galėtų suktis į abi puses, yra dvi parinktys:

  1. Dviejų variklių montavimas. Kiekvienas iš jų bus atsakingas už pasukimą tam tikra kryptimi. Kai vienas dirba, kitas ilsisi.
  2. Įdiekite vieną variklį su grandine, kuri gali priversti jį suktis abiem kryptimis.

Kurį iš siūlomų variantų pasirinkti, priklauso tik nuo jūsų. Toliau ateina pagrindinė struktūra. Darbo patogumui reikalingos dvi „sąnariai“. Pritvirtinta prie platformos, ji turi turėti galimybę pakrypti į skirtingas puses, o tai išsprendžiama jos bazėje esančių variklių pagalba. Kitas ar pora turi būti dedami ties alkūnės lenkimu, kad rankenos dalį būtų galima perkelti išilgai horizontalių ir vertikalių koordinačių sistemos linijų. Be to, jei norite išnaudoti maksimalias galimybes, prie riešo galite sumontuoti kitą variklį. Be to, pats reikalingiausias, be kurio neįsivaizduojama manipuliatoriaus ranka. Savo rankomis turite padaryti patį fiksavimo įrenginį. Čia yra daug įgyvendinimo variantų. Galite duoti patarimą apie du populiariausius:

  1. Naudojami tik du pirštai, kurie vienu metu suspaudžia ir atima fiksavimo objektą. Tai paprasčiausias įgyvendinimas, kuris, tačiau dažniausiai negali pasigirti dideliu naudingumu.
  2. Kuriamas žmogaus rankos prototipas. Čia visiems pirštams gali būti naudojamas vienas variklis, kurio pagalba bus atliekamas lenkimas / išlenkimas. Bet jūs galite padaryti dizainą sudėtingesnį. Taigi, prie kiekvieno piršto galite prijungti variklį ir valdyti juos atskirai.

Toliau belieka pasidaryti nuotolinio valdymo pultelį, kurio pagalba bus įtakojami atskiri varikliai ir jų darbo tempas. Ir jūs galite pradėti eksperimentuoti naudodami „pasidaryk pats“ roboto ranką.

Galimi schematiški rezultato atvaizdai

Suteikia daug galimybių kūrybiškam mąstymui. Todėl jūsų dėmesiui pateikiami keli įgyvendinimai, kuriais galima remtis kuriant savo šios paskirties įrenginį.

Bet kurią pateiktą manipuliatoriaus schemą galima patobulinti.

Išvada

Robotikoje svarbu tai, kad funkciniam tobulėjimui ribų praktiškai nėra. Todėl, jei norite sukurti tikrą meno kūrinį, nėra sunku. Kalbant apie galimus papildomo tobulinimo būdus, reikėtų atkreipti dėmesį į kraną-manipuliatorių. Tokį prietaisą savo rankomis pasigaminti nebus sunku, tuo pačiu jis leis pratinti vaikus prie kūrybinio darbo, mokslo ir dizaino. Ir tai, savo ruožtu, gali teigiamai paveikti jų tolesnį gyvenimą. Ar bus sunku savo rankomis pasidaryti kraną-manipuliatorių? Tai nėra tokia problemiška, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Ar verta pasirūpinti, kad būtų papildomų smulkių detalių, tokių kaip trosas ir ratai, ant kurių jis suksis.

Gera diena, smegenys! Technologijų amžius mums suteikė daug įdomių įrenginių, kuriuos galima ir reikia tobulinti. Pasidaryk pats, pavyzdžiui, kaip čia smegenų vadovas apie belaidį roboto rankos valdymą.


Yra keletas variantų, kaip valdyti pramoninę roboto ranką, tačiau šis smegenų meistriškumo klasė skiriasi savo požiūriu. Jo esmė yra padaryti bevielį naminis manipuliavimas roboto ranka gestais naudojant pirštinę su valdikliu. Skamba ambicingai ir paprastai, bet kas tai yra iš tikrųjų?
Praktikoje amatas atrodo taip:

Pirštinė turi jutiklius, skirtus valdyti LED ir 5 variklius
„Arduino“ siųstuvas priima jutiklio signalus ir siunčia juos kaip valdymo komandas belaidžiu ryšiu į roboto rankos valdiklio imtuvą.
Arduino Uno pagrįstas valdiklio imtuvas gauna komandas ir atitinkamai valdo roboto ranką

Ypatumai:

Visų 5 laisvės laipsnių (DOF) ir foninio apšvietimo palaikymas
yra avarinis raudonas mygtukas, kuris, jei reikia, išjungia visus roboto rankos variklius, kad būtų išvengta gedimų ir žalos
nešiojamas modulinis dizainas

1 veiksmas: komponentai


Dėl pirštinės:

2 veiksmas: išankstinis surinkimas


Prieš pagrindinį surinkimą smegenų amatai Labai rekomenduoju sukurti prototipą naudojant duonos lentą, kad patikrintumėte kiekvieno komponento funkcionalumą naminis.

Pačiame projekte yra du sunkūs momentai: pirmasis yra dviejų nRF24 imtuvų-siųstuvų įrengimas vienas ant kito, kad sąveika būtų sklandi. Pasirodo, nei Nano, nei Uno nesuteikia stabilaus 3,3V tiksliam modulių veikimui. Tai išspręsta prie abiejų nRF24 modulių maitinimo kontaktų pridedant 47mF kondensatorius. Iš esmės, prieš naudojant nRF24 modulius, pageidautina susipažinti su jų veikimu IRQ ir ne IRQ režimais bei kitais niuansais. Ir toliau pateikti šaltiniai padės tai padaryti. nRF24. ir nRF24 lib

Ir antrasis - Uno kontaktai prisipildo gana greitai, tačiau tai nenuostabu, nes reikia valdyti 5 variklius, apšvietimą, du mygtukus ir ryšio modulį. Todėl reikėjo naudoti pamainų registrą. Atsižvelgdamas į tai, kad nRF24 moduliai naudoja SPI sąsają, nusprendžiau naudoti SPI, o ne funkciją shiftout() programuoti pamainų registrą. Ir stebėtina, kad kodo eskizas veikė pirmą kartą. Tai galite patikrinti pagal kaiščio užduotį ir brėžinius.

Paleisk Bandomoji Lenta ir džemperiai bus tavo smegenų draugai 🙂

3 veiksmas: pirštinės


OWI Robo-arm turi 6 valdymo taškus:

Apšvietimas LED esantis rankena
užfiksuoti
Riešas
Alkūnė yra manipuliatoriaus dalis, prijungta prie riešo
Petys – prie pagrindo pritvirtinta manipuliatoriaus dalis
Pagrindas

pirštinė- amatas valdo visus šiuos 6 elementus, tai yra foninį apšvietimą ir manipuliatoriaus judesius su 5 laisvės laipsniais. Norėdami tai padaryti, ant pirštinės sumontuotas jutiklis, nurodytas nuotraukoje, kurio pagalba vyksta valdymas:

Rankena valdoma ant vidurinio ir mažojo piršto esančiais mygtukais, tai yra, sujungus rodomąjį ir vidurinįjį pirštą, rankena užsidaro, o sujungus mažąjį ir bevardį – atsidaro.
Riešą valdo lankstus jutiklis ant rodomojo piršto – sulenkus pirštą iki pusės riešas nukrenta, o pilnai sulenkus pirštą jis pakeliamas.
Alkūnė valdoma akselerometru – pakreipus delną aukštyn arba žemyn, alkūnė atitinkamai pakyla arba nukrenta.
Pečius taip pat valdo akselerometras – pasukus delną į dešinę arba į kairę, petys atitinkamai juda aukštyn arba žemyn.
Pagrindas taip pat valdomas akselerometru – pakreipiant visą delną (veidu į viršų) į dešinę arba į kairę, pagrindas pasisuka atitinkamai į dešinę arba į kairę.
Foninis apšvietimas įjungiamas / išjungiamas vienu metu paspaudus abu mygtukus, kurie valdo fotografavimą.
Tuo pačiu metu mygtukai suaktyvinami, kai jie laikomi 1/4 sekundės, kad būtų išvengta atsakymo, jei netyčia juos paliečiate.

Komponentų išdėstymo metu naminis teks dirbti su pirštine su siūlu ir adata, būtent prisiūti 2 sagas, lanksčią rezistorių, modulį su giroskopu ir akselerometru bei laidus, einančius nuo viso to iki kištuko. smegenų jungtis.

Plokštėje su kištukine jungtimi sumontuoti du šviesos diodai: žalias – maitinimo indikatorius, o geltonas – duomenų perdavimo manipuliatoriaus valdikliui indikatorius.

4 veiksmas: siųstuvo blokas


Siųstuvo bloką sudaro Arduino Nano, nRF24 belaidis modulis, juostinio kabelio jungtis ir trys rezistoriai: du 10 kΩ baigiamieji rezistoriai rankenos valdymo mygtukams ant pirštinės ir 20 kΩ įtampos daliklis lanksčiam jutikliui, atsakingam už riešo valdymas.

Visi elektroniniai komponentai yra lituojami ant plokštės, atkreipkite dėmesį, kaip nRF24 modulis kabo virš Nano. Pagalvojau, kas yra smegenų padėtis sukels trukdžių, bet ne, viskas veikia gerai.

Dėl 9V baterijos apyrankė yra stambi, bet nenorėjau maišytis su ličio baterija, galbūt vėliau.

Dėmesio!! Prieš lituodami perskaitykite smeigtuką!

5 veiksmas: manipuliatoriaus valdiklis


Roboto rankos valdiklio pagrindas yra Arduino Uno, kuris per nRF24 belaidžio ryšio modulius priima signalus iš pirštinės, o vėliau, remdamasis jais, valdo OWI manipuliatorių naudodamas 3 L293D mikroschemas.

Kadangi dalyvavo beveik visi Uno kontaktai, tada kanalas, pas juos, vos tilpo į valdiklio korpusą!

Pagal koncepciją smegenų amatai, pradžioje valdiklis yra išjungtoje būsenoje (tarsi paspaustas avarinis raudonas mygtukas), tai suteikia galimybę užsimauti pirštinę ir pasiruošti valdymui. Kai operatorius yra pasiruošęs, paspaudžiamas žalias mygtukas ir užmezgamas ryšys tarp pirštinės ir manipuliatoriaus valdiklio (pradeda šviesti geltonas šviesos diodas ant pirštinės ir raudonas šviesos diodas ant valdiklio).

OWI ryšys

Roboto ranka ir valdiklis yra sujungti 14 takelių juostiniu kabeliu, žr.

Šviesos diodai yra lituojami prie žemės (-) ir Arduino kaiščio a0 per 220 omų rezistorių.
Visi laidai iš variklių yra prijungti prie L293D lusto prie kaiščių 3/6 arba 11/14 (atitinkamai +/-). Kiekvienas L293D palaiko du variklius, taigi dvi poras kaiščių.
OWI maitinimo laidai yra 7 kontaktų kištuko kraštuose (kairysis galas +6V ir dešinysis galas GND) ant galinio geltono dangtelio, žr. nuotrauką. Ši pora yra prijungta prie visų trijų L293D lustų 8 (+) ir 4,5,12,13 (GND) kaiščių.

Dėmesio!! Kitame žingsnyje būtinai patikrinkite kaiščius!

6 veiksmas: smeigtuko priskyrimas (pinout)


5V - 5V akselerometro plokštei, mygtukams ir lanksčiam jutikliui
a0 – lankstus jutiklio įėjimas
a1 - geltonas šviesos diodas
a4 - SDA prie akselerometro
a5 - SCL į akselerometrą
d02 - nRF24L01 modulio pertraukimo kontaktas (8 kontaktas)
d03 - rankenos atidarymo mygtuko įvestis
d04 – fiksavimo suspaudimo mygtuko įvestis
d09 – SPI CSN į NRF24L01 modulis (4 kontaktas)
d10 – SPI CS į NRF24L01 modulis (3 kištukas)
d11 – SPI MOSI į NRF24L01 modulis (6 kontaktas)

d13 – SPI SCK į NRF24L01 modulį (5 kontaktas)
Vin - "+ 9V"
GND - žemė, žemė

3,3 V–3,3 V moduliui NRF24L01 (2 kontaktas)
5V - 5V į mygtukus
Vin - "+ 9V"
GND - žemė, žemė
a0 – „+“ šviesos diodas ant riešo
a1 - SPI SS kaištis registro poslinkio pasirinkimui - į 12 kaištį pamainų registre
a2 - raudono mygtuko įvestis
a3 - žalio mygtuko įvestis
a4 - pagrindo judėjimas į dešinę - 15 kaištis ant L293D
a5 - LED
d02 – nRF24L01 modulio IRQ įvestis (8 kontaktas)
d03 - įjunkite pagrindinį variklį - L293D 1 arba 9 kaištis
d04 - pagrindo judėjimas į kairę - atitinkamo L293D kaištis 10
d05 – svirties variklio įjungimas – L293D 1 arba 9 kaištis
d06 – Alkūninio variklio įjungimas – L293D 1 arba 9 kaištis
D07 – SPI CSN į NRF24L01 modulis (4 kontaktas)
d08 – SPI CS į NRF24L01 modulis (3 kištukas)
d09 – įjungti riešo variklį – L293D 1 arba 9 kaištis
d10 - įjunkite fiksavimo variklį - L293D 1 arba 9 kaištis
d11 – SPI MOSI į NRF24L01 modulis (6 kontaktas) ir 14 kaištis pamainų registre
d12 – SPI MISO į NRF24L01 modulis (7 kaištis)
d13 – SPI SCK į NRF24L01 modulį (5 kontaktas) ir 11 kaištis pamainų registre

7 veiksmas: bendravimas


Pirštinė naminis siunčia 2 baitus duomenų į manipuliatoriaus valdiklį 10 kartų per sekundę, arba kai gaunamas signalas iš vieno iš jutiklių. Šių 2 baitų pakanka 6 valdymo taškams, nes tereikia siųsti:

Įjungti / išjungti foninį apšvietimą (1 bitas) – iš tikrųjų naudoju 2 bitus kartu su varikliais, bet užtenka vieno.
išjungti / į dešinę / į kairę visiems 5 varikliams - po 2 bitus, t. y. iš viso 10 bitų

Pasirodo, pakanka 11 ar 12 bitų.

Krypties kodai:
Išjungta: 00 val
Dešinėje: 01
Kairėje: 10

Pagal bitus valdymo signalas atrodo taip:

1 baitą galima patogiai nukreipti tiesiai į pamainų registrą, nes jis valdo 1–4 variklių dešinę / kairę pusę.

2 sekundžių delsa išjungia ryšį ir varikliai sustoja taip, lyg būtų paspaustas raudonas mygtukas.

8 veiksmas: kodas

Pirštinių kode yra sekcijų iš šių bibliotekų:

Ryšio struktūroje buvo pridėti dar du baitai, kad būtų išsiųstas prašomas riešo, alkūnės, peties ir pagrindo variklių greitis, kuris yra 5 bitų reikšmė (0..31), proporcinga pirštinės kampinei padėčiai. Manipuliatoriaus valdiklis gautą reikšmę (0..31) paskirsto PWM reikšmėms atitinkamai kiekvienai smegenų motorika. Tai leidžia nuosekliai valdyti operatoriaus greitį ir tiksliau valdyti roboto ranką.

Naujas gestų rinkinys amatai:

  • Foninis apšvietimas: mygtukas ant vidurinio piršto – įjungti, ant mažojo piršto – išjungti.
  • Lankstus jutiklis valdo rankeną – pusiau sulenktas pirštas – Atidarytas, visiškai sulenktas – Uždaryti.
  • Riešą valdo delno nuokrypis horizontalaus atžvilgiu Aukštyn ir Žemyn pagal judesį ir kuo didesnis nuokrypis, tuo didesnis greitis.
  • Alkūnę valdo delno nuokrypis atitinkamai horizontalios dešinės ir kairės pusės atžvilgiu. Kuo didesnis nuokrypis, tuo didesnis greitis.
  • Petys valdomas sukant delną į dešinę ir į kairę ištiesto delno atžvilgiu veidu į viršų. Delno sukimasis alkūnės ašies atžvilgiu priverčia roboto ranką mojuoti.
  • Pagrindas valdomas taip pat, kaip petys, tik delnu žemyn.

9 veiksmas: ką dar galima patobulinti?

Kaip ir daugelis panašių sistemų, tai smegenų triukas gali būti perprogramuotas, kad padidintų jo funkcionalumą. Be to, dizainas naminis išplečia valdymo parinkčių spektrą, kurių nėra standartiniame valdymo skydelyje:

Gradiento greičio didinimas: kiekvienas variklio judėjimas pradedamas nuo mažiausio greičio, kuris vėliau palaipsniui didėja kas sekundę, kol pasiekia norimą maksimumą. Tai leis tiksliau valdyti kiekvieną variklį, ypač rankenos ir riešo variklius.
Greitesnis lėtėjimas: gavus stabdymo komandą iš valdiklio, variklis vis tiek keičia savo padėtį apie 50ms, todėl judesio „nulaužimas“ užtikrins tikslesnį valdymą.
Ir kas dar?

Galbūt ateityje bus galima valdyti sudėtingesnius gestus ar net kelis gestus vienu metu.

Bet tai yra ateityje, o dabar sėkmės jūsų darbe ir tikiuosi mano smegenų vadovas tai buvo jums naudinga!