Робот манипуляторыг юу угсрах вэ. Робот манипуляторын механик гар. Манипулятор төслийн үндсэн зангилаа

Холболт:

Хэрэв та манипуляторын хэсгүүдийг зааврын дагуу угсарсан бол угсарч эхлэх боломжтой электрон хэлхээ... Бид манипуляторын сервог Arduino UNO-д Trerma-Power Shield-ээр холбож, Trema потенциометр ашиглан сервог удирдахыг санал болгож байна.

Эхний Trema потенциометрийн бариулыг эргүүлснээр суурийг эргүүлнэ.
Хоёр дахь Trema потенциометрийн бариулыг эргүүлснээр зүүн мөр эргэх болно.
Гурав дахь Trema потенциометрийн бариулыг эргүүлснээр баруун мөр эргэх болно.
Дөрөв дэх Trema потенциометрийн бариулыг эргүүлснээр атгагчийг хөдөлгөөнд оруулна.

Хөтөлбөрийн код (ноорог) нь сервог хамгаалахад зориулагдсан бөгөөд тэдгээрийн эргэлтийн хүрээ нь чөлөөт дугуйны интервалаар (хоёр өнцөг) хязгаарлагддаг. Хамгийн бага ба хамгийн их өнцөгэргэлтийг серво тус бүрийн map () функцийн сүүлийн хоёр аргумент болгон зааж өгсөн. Эдгээр өнцгийн утгыг тохируулгын явцад тодорхойлдог бөгөөд үүнийг манипулятортай ажиллаж эхлэхээс өмнө хийх ёстой.

Програмын код:

Хэрэв та тохируулгын өмнө хүч хэрэглэвэл гар зөв хөдөлж чадахгүй байж магадгүй! Эхлээд шалгалт тохируулгын бүх алхмуудыг гүйцээнэ үү.

#оруулна // Servo servo1-тэй ажиллахын тулд Servo номын санг холбоно уу; // Servo servo2 суурьтай ажиллахын тулд servo1 объектыг зарлах; // Зүүн мөрний servo Servo servo3-тай ажиллахын тулд servo2 объектыг зарлах; // Баруун мөрний servo Servo servo4-тэй ажиллах servo3 объектыг зарлах; // capture servo int valR1, valR2, valR3, valR4-тэй ажиллах servo4 объектыг зарлах; // Потенциометрийн утгыг хадгалах хувьсагчдыг зарлах // Зүү оноох: const uint8_t pinR1 = A2; // Хяналтын потенциометрийн зүүгээр тогтмол утгыг тодорхойлно. суурь const uint8_t pinR2 = A3; // Хяналтын потенциометрийн зүүгээр тогтмол утгыг тодорхойлно. зүүн мөрөн const uint8_t pinR3 = A4; // Хяналтын потенциометрийн зүүгээр тогтмол утгыг тодорхойлно. баруун мөр const uint8_t pinR4 = A5; // Хяналтын потенциометрийн зүүгээр тогтмол утгыг тодорхойлно. capture const uint8_t pinS1 = 10; // Үндсэн servo const uint8_t pinS2 = 9-ийн зүү #-тэй тогтмолыг тодорхойлно; // Зүүн мөрний тээглүүр # бүхий тогтмолыг тодорхойлно servo const uint8_t pinS3 = 8; // Баруун мөрний тээглүүрийн дугаар бүхий тогтмолыг тодорхойлох servo const uint8_t pinS4 = 7; // Capture servo void setup ()-ын # зүү бүхий тогтмолыг тодорхойлно уу (// Тохируулгын функцийн кодыг нэг удаа гүйцэтгэнэ: Serial.begin (9600); // Цуваа портын монитор servo1.attach (pinS1) руу өгөгдөл дамжуулахыг эхлүүлнэ. ); // Servo1 хяналтын servo 1 servo2.attach (pinS2) объектод оноох; // Servo2 объектын удирдлагын servo 2 servo3.attach (pinS3); // Servo3 объектын удирдлагын servo 3 servo4.attach (pinS4) оноох; / / Servo4 объектын хяналтын servo 4) хүчингүй давталт () (// Давталтын функцийн кодыг байнга гүйцэтгэдэг: valR1 = газрын зураг (analogRead (pinR1), 0, 1024, 10, 170); servo1.write (valR1); // Суурийг эргүүлэх Энэ мөрөнд заасан өнцгүүдийг 10 ба 170 болгож өөрчлөх (шалгах) шаардлагатай байж магадгүй valR2 = газрын зураг (analogRead (pinR2), 0, 1024, 80, 170); servo2.write (valR2); // Хянах зүүн мөрөн Энэ мөрөнд заасан өнцгүүдийг: 80 ба 170-ийг өөрчлөх шаардлагатай (шалгалт тохируулсан) valR3 = газрын зураг (analogRead (pinR3), 0, 1024, 60, 170); servo3.write (valR3) ; // Баруун мөрийг удирдах Энэ мөрөнд заасан өнцгүүдийг: 60 ба 170-ыг өөрчлөх (шалгах) шаардлагатай байж магадгүй valR4 = газрын зураг (analogRead (pinR4), 0, 1024, 40, 70); servo4.write (valR4); // Зураг авалтыг хянах Энэ мөрөнд заасан өнцгүүдийг өөрчлөх (шалгах) шаардлагатай: 40 ба 70 Serial.println ((String) "A1 =" + valR1 + ", \ t A2 =" + valR2 + ", \ t A3 =" + valR3 + ", \ t A4 =" + valR4); // монитор дээрх булангуудыг харуулах)

Тохируулгын:

Та манипулятортай ажиллаж эхлэхээсээ өмнө тохируулга хийх хэрэгтэй!

Trema-Power Shield-ээс бүх сервог салгаж, өөрийн ноорог байршуулж, асаана уу.
Цуваа портын дэлгэцийг нээнэ үү.
Монитор нь серво бүрийн эргэлтийн өнцгийг (градусаар) харуулах болно.
Эхний сервог (суурь эргэлт) D10 руу холбоно.
Эхний Trema потенциометрийн (зүү A2) бариулыг эргүүлснээр эхний серво (зүү D10) эргэх бөгөөд энэ сервоны одоогийн өнцгийн утга монитор дээр өөрчлөгдөнө (утга: A1 = ...). Эхний сервогийн туйлын байрлалууд нь 10-аас 170 градусын хооронд байх болно (гогцооны кодын эхний мөрөнд бичсэнчлэн). Энэ мужийг давталтын кодын эхний мөрөнд байгаа map () функцын сүүлийн хоёр аргументын утгыг шинээр солих замаар өөрчилж болно. Жишээлбэл, 170-ыг 180-аар сольсноор та энэ чиглэлд сервогийн хэт байрлалыг нэмэгдүүлэх болно. Мөн 10-ыг 20-оор сольсноор та ижил сервогийн бусад хэт байрлалыг багасгах болно.
Хэрэв та утгыг өөрчилсөн бол ноорог дахин ачаалах хэрэгтэй. Одоо серво таны тогтоосон шинэ хязгаарлалтын хүрээнд эргэх болно.
Хоёрдахь сервог (зүүн мөрний эргэлтийг удирдах) D9 зүү рүү холбоно.
Хоёр дахь Trema потенциометрийн (зүү A3) бариулыг эргүүлснээр хоёр дахь серво (зүү D9) эргэх бөгөөд энэ сервоны одоогийн өнцгийн утга монитор дээр өөрчлөгдөнө (утга: A2 = ...). Хоёрдахь сервогийн туйлын байрлал нь 80-аас 170 градусын хооронд байх болно (гогцооны ноорог кодын хоёр дахь мөрөнд бичсэнчлэн). Энэ хүрээ нь эхний сервотой адил өөрчлөгддөг.
Хэрэв та утгыг өөрчилсөн бол ноорог дахин ачаалах хэрэгтэй.
Гурав дахь сервог (баруун мөрний эргэлтийг хянах) D8 зүү рүү холбоно. мөн ижил аргаар тохируулна.
Дөрөв дэх сервог (хяналтын серво) D7-д холбоно. мөн ижил аргаар тохируулна.

Манипуляторыг угсарсны дараа тохируулгыг нэг удаа хийхэд хангалттай. Таны хийсэн өөрчлөлтүүд (хязгаарлалтын өнцгийн утгууд) ноорог файлд хадгалагдах болно.

Эхлээд нөлөөлнө ерөнхий асуудлууд, дараа техникийн үзүүлэлтүүдүр дүн, дэлгэрэнгүй мэдээлэл, эцэст нь угсралтын процесс өөрөө.

Ерөнхийдөө болон ерөнхийдөө

Энэ төхөөрөмжийг бүхэлд нь бүтээх нь ямар ч хүндрэл учруулах ёсгүй. Манипулятор гар нь түүнд өгсөн даалгаврыг биелүүлэхийн тулд зөвхөн механик хөдөлгөөний боломжуудыг чанарын хувьд бодох шаардлагатай бөгөөд үүнийг физикийн үүднээс хийхэд нэлээд хэцүү байх болно.

Үр дүнгийн техникийн шинж чанарууд

228/380/160 миллиметр урт / өндөр / өргөн параметр бүхий дээжийг харгалзан үзнэ. Өөрөө хийдэг манипулятор гарны жин 1 кг орчим болно. Утастай удирдахад ашигладаг алсын зайнаас... Туршлагатай угсралтын тооцоолсон хугацаа 6-8 цаг байна. Хэрэв энэ нь байхгүй бол манипуляторын гарыг угсартал хэдэн өдөр, долоо хоног, хэдэн сар шаардагдана. Өөрийнхөө гараар, ийм тохиолдолд зөвхөн өөрийнхөө ашиг сонирхлын төлөө хийх нь зүйтэй. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хөдөлгөөнд коллекторын мотор ашигладаг. Хангалттай хүчин чармайлтаар та 360 градус эргүүлэх боломжтой төхөөрөмжийг хийж чадна. Мөн ажлын тав тухыг хангахын тулд гагнуурын төмөр, гагнуур гэх мэт стандарт хэрэгслүүдээс гадна дараахь зүйлийг нөөцлөх шаардлагатай.

Урт хамар бахө.
Хажуугийн зүсэгч.
Филлипс халив.
4 x D батерей.

Удирдлага алсын удирдлагатовчлуур болон микроконтроллер ашиглан хэрэгжүүлж болно. Хэрэв та алсын утасгүй удирдлага хийхийг хүсч байвал манипуляторын гарт үйлдлийн хяналтын элемент шаардлагатай болно. Нэмэлтүүдийн хувьд зөвхөн хэлхээг тогтворжуулж, шаардлагатай хэмжээний гүйдлийг зөв цагт дамжуулах төхөөрөмж (конденсатор, резистор, транзистор) хэрэгтэй болно.

Жижиг хэсгүүд

Эргэлтийн тоог зохицуулахын тулд та шилжилтийн дугуйг ашиглаж болно. Эдгээр нь манипуляторын гарны хөдөлгөөнийг жигд болгох боломжийг танд олгоно.

Та мөн утаснууд нь түүний хөдөлгөөнийг хүндрүүлэхгүй байх ёстой. Тэдгээрийг бүтцийн дотор байрлуулах нь оновчтой байх болно. Та бүх зүйлийг гаднаас нь хийж чадна, энэ арга нь цаг хугацаа хэмнэх боловч тусдаа зангилаа эсвэл бүхэл төхөөрөмжийг шилжүүлэхэд хүндрэл учруулж болзошгүй юм. Тэгээд одоо: манипулятор хэрхэн хийх вэ?

Ерөнхийдөө чуулган

Одоо бид манипуляторын гарыг бүтээхэд шууд шилжлээ. Бид доороос эхэлдэг. Төхөөрөмжийг бүх чиглэлд эргүүлэх боломжтой байх ёстой. Сайн шийдвэрЭнэ нь нэг мотор ашиглан эргэлтэнд тохируулагдсан дискний платформ дээр тавигдах болно. Үүнийг хоёр чиглэлд эргүүлэхийн тулд хоёр сонголт байна:

Хоёр хөдөлгүүр суурилуулах. Тэд тус бүрдээ тодорхой чиглэлд эргэх үүрэгтэй. Нэг нь ажиллаж байхад нөгөө нь амардаг.
Нэг моторыг хоёр чиглэлд эргүүлэх боломжтой хэлхээтэй суурилуулах.

Сонголтуудын алийг нь сонгох нь зөвхөн танаас хамаарна. Дараа нь үндсэн барилгын ажил хийгдэнэ. Ажлын тав тухыг хангахын тулд хоёр "үе" шаардлагатай. Платформ дээр хавсаргасан нь янз бүрийн чиглэлд хазайх чадвартай байх ёстой бөгөөд энэ нь түүний сууринд байрлуулсан моторын тусламжтайгаар шийдэгддэг. Өөр нэг эсвэл хосыг тохойн нугалахад байрлуулах ёстой бөгөөд ингэснээр атгах хэсгийг координатын системийн хэвтээ ба босоо шугамын дагуу хөдөлгөж болно. Цаашилбал, хэрэв та хамгийн их чадавхийг авахыг хүсч байвал хөдөлгүүрийг бугуйны оронд суулгаж болно. Цаашилбал, хамгийн шаардлагатай, үүнгүйгээр манипуляторын гарыг төсөөлөхийн аргагүй юм. Өөрийнхөө гараар атгах төхөөрөмжийг өөрөө хийх хэрэгтэй. Хэрэгжүүлэх олон сонголт бий. Та хамгийн алдартай хоёрын талаар зөвлөгөө өгч болно:

Зөвхөн хоёр хурууг ашигладаг бөгөөд энэ нь атгах объектыг нэгэн зэрэг шахаж, тайлдаг. Энэ бол хамгийн энгийн хэрэглүүр боловч ихэвчлэн их хэмжээний ачааллын хүчин чадлаар сайрхаж чадахгүй.
Хүний гарны эх загварыг бүтээж байна. Энд нэг моторыг бүх хуруунд ашиглаж болох бөгөөд түүний тусламжтайгаар нугалах / гулзайлгах ажлыг гүйцэтгэнэ. Гэхдээ та дизайныг илүү төвөгтэй болгож чадна. Тиймээс та хуруу бүрт мотор холбож, тусад нь удирдах боломжтой.

Дараа нь алсын удирдлага хийх шаардлагатай хэвээр байгаа бөгөөд түүний тусламжтайгаар бие даасан мотор болон тэдний ажлын хурд нөлөөлдөг. Мөн та өөрийн гараар хийсэн робот гар ашиглан туршилтыг эхлүүлж болно.

Үр дүнгийн боломжит бүдүүвч дүрслэл

Өөрөө хийх манипулятор гар нь бүтээлч шинэ бүтээл гаргах өргөн боломжийг олгодог. Тиймээс, ийм зорилгоор өөрийн төхөөрөмжийг бий болгох үндэс болгон авч болох хэд хэдэн хэрэгжилтийг танд толилуулж байна.

Манипуляторын танилцуулсан аливаа схемийг сайжруулж болно.

Дүгнэлт

Робот техникт чухал зүйл бол үйл ажиллагааг сайжруулахад бага зэрэг хязгаарлалт байхгүй эсвэл огт байхгүй. Тиймээс хэрэв хүсвэл жинхэнэ урлагийн бүтээл туурвихад хэцүү биш байх болно. Цаашид сайжруулах боломжит аргуудын талаар ярихдаа ачигч краныг дурдах хэрэгтэй. Ийм төхөөрөмжийг өөрийн гараар хийх нь тийм ч хэцүү биш бөгөөд үүний зэрэгцээ хүүхдүүдийг бүтээлч ажил, шинжлэх ухаан, дизайнд дасгах боломжийг олгоно. Энэ нь эргээд тэдний цаашдын амьдралд эерэгээр нөлөөлнө. Өөрийнхөө гараар ачигч кран хийхэд хэцүү байх болов уу? Энэ нь эхлээд харахад тийм ч хэцүү биш юм. Кабель, дугуй зэрэг нэмэлт жижиг хэсгүүд байгаа эсэхийг анхаарч үзэх нь зүйтэй биш л бол эргэлддэг.

Эхлээд ерөнхий асуудлуудыг хөндөж, дараа нь үр дүнгийн техникийн шинж чанар, нарийвчилсан мэдээлэл, эцэст нь угсрах үйл явц өөрөө болно.

Ерөнхийдөө болон ерөнхийдөө

Энэ төхөөрөмжийг бүхэлд нь бүтээх нь ямар ч хүндрэл учруулах ёсгүй. Манипуляторын гар түүнд өгсөн даалгаврыг биелүүлэхийн тулд зөвхөн боломжуудыг чанарын хувьд бодох шаардлагатай бөгөөд үүнийг физикийн үүднээс хэрэгжүүлэхэд нэлээд хэцүү байх болно.

Үр дүнгийн техникийн шинж чанарууд

228/380/160 миллиметр урт / өндөр / өргөн параметр бүхий дээжийг харгалзан үзнэ. Хийсэн жин нь ойролцоогоор 1 кг болно. Удирдлагад утастай алсын удирдлага ашигладаг. Туршлагатай угсралтын тооцоолсон хугацаа 6-8 цаг байна. Хэрэв энэ нь байхгүй бол манипуляторын гарыг угсартал хэдэн өдөр, долоо хоног, хэдэн сар шаардагдана. Өөрийнхөө гараар, ийм тохиолдолд зөвхөн өөрийнхөө ашиг сонирхлын төлөө хийх нь зүйтэй. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хөдөлгөөнд коллекторын мотор ашигладаг. Хангалттай хүчин чармайлтаар та 360 градус эргүүлэх боломжтой төхөөрөмжийг хийж чадна. Мөн ажлын тав тухыг хангахын тулд гагнуурын төмөр, гагнуур гэх мэт стандарт хэрэгслүүдээс гадна дараахь зүйлийг нөөцлөх шаардлагатай.

Урт хамар бахө.
Хажуугийн зүсэгч.
Филлипс халив.
4 x D батерей.

Алсын удирдлагыг товчлуур болон микроконтроллер ашиглан хийж болно. Хэрэв та алсын утасгүй удирдлага хийхийг хүсч байвал манипуляторын гарт үйлдлийн хяналтын элемент шаардлагатай болно. Нэмэлтүүдийн хувьд зөвхөн хэлхээг тогтворжуулж, шаардлагатай хэмжээний гүйдлийг зөв цагт дамжуулах төхөөрөмж (конденсатор, резистор, транзистор) хэрэгтэй болно.

Жижиг хэсгүүд

Ерөнхийдөө чуулган

Одоо бид манипуляторын гарыг бүтээхэд шууд шилжлээ. Бид доороос эхэлдэг. Төхөөрөмжийг бүх чиглэлд эргүүлэх боломжтой байх ёстой. Сайн шийдэл бол нэг мотор ашиглан эргэдэг дискний платформ дээр байрлуулах явдал юм. Үүнийг хоёр чиглэлд эргүүлэхийн тулд хоёр сонголт байна:

Хоёр хөдөлгүүр суурилуулах. Тэд тус бүрдээ тодорхой чиглэлд эргэх үүрэгтэй. Нэг нь ажиллаж байхад нөгөө нь амардаг.
Нэг моторыг хоёр чиглэлд эргүүлэх боломжтой хэлхээтэй суурилуулах.

Зөвхөн хоёр хурууг ашигладаг бөгөөд энэ нь атгах объектыг нэгэн зэрэг шахаж, тайлдаг. Энэ бол хамгийн энгийн хэрэглүүр боловч ихэвчлэн их хэмжээний ачааллын хүчин чадлаар сайрхаж чадахгүй.
Хүний гарны эх загварыг бүтээж байна. Энд нэг моторыг бүх хуруунд ашиглаж болох бөгөөд түүний тусламжтайгаар нугалах / гулзайлгах ажлыг гүйцэтгэнэ. Гэхдээ та дизайныг илүү төвөгтэй болгож чадна. Тиймээс та хуруу бүрт мотор холбож, тусад нь удирдах боломжтой.

Үр дүнгийн боломжит бүдүүвч дүрслэл

Бүтээлч шинэ бүтээл гаргах өргөн боломжийг олгодог. Тиймээс, ийм зорилгоор өөрийн төхөөрөмжийг бий болгох үндэс болгон авч болох хэд хэдэн хэрэгжилтийг танд толилуулж байна.

Манипуляторын танилцуулсан аливаа схемийг сайжруулж болно.

Дүгнэлт

Сайн байна уу giktimes!

uFactory-ийн UArm төсөл хоёр жил гаруйн өмнө kickstarter дээр хөрөнгө босгосон. Тэд анхнаасаа нээлттэй эхийн төсөл болно гэж байсан ч компани дууссаны дараа шууд эх кодыг оруулах гэж яарахаа больсон. Би зүгээр л тэдний зургийн дагуу plexiglass-ийг хайчлахыг хүссэн, тэгээд л болоо, гэхдээ эх код байхгүй, ойрын ирээдүйд төлөвлөөгүй тул би зурагнаасаа дизайныг давтаж эхлэв.

Миний робот гар одоо дараах байдалтай байна.

Хоёр жилийн хугацаанд аажуухан ажилласнаар дөрвөн хувилбар хийж, нэлээд туршлага хуримтлуулсан. Тайлбар, төслийн түүх болон төслийн бүх файлыг зүсэлтийн доороос олж болно.

Туршилт ба алдаа

Би зураг дээр ажиллаж эхлэхдээ зүгээр л uArm-ыг давтахгүй, харин сайжруулахыг хүссэн. Миний нөхцөлд холхивчгүйгээр хийх боломжтой юм шиг надад санагдсан. Электроник нь бүхэл бүтэн манипулятортой хамт эргэлддэг нь надад таалагдаагүй бөгөөд нугасны доод хэсгийн дизайныг хялбарчлахыг хүссэн. Дээрээс нь би тэр даруй үүнийг арай жижигрүүлж зурж эхэлсэн.

Эдгээр оролтоор би эхний хувилбарыг зурсан. Харамсалтай нь би манипуляторын хувилбарын ямар ч гэрэл зургийг хадгалаагүй байна (энэ нь онд хийгдсэн). шар). Үүний алдаанууд нь зүгээр л баатарлаг байсан. Нэгдүгээрт, үүнийг угсрах нь бараг боломжгүй байсан. Дүрмээр бол манипуляторын өмнө зурсан механикууд нь маш энгийн байсан тул угсрах үйл явцын талаар бодох шаардлагагүй байв. Гэсэн хэдий ч би үүнийг цуглуулж, эхлүүлэхийг оролдсон боловч гар нь бараг хөдөлсөнгүй! Бүх эд ангиуд нь эрэгний эргэн тойронд эргэлдэж байсан бөгөөд хэрвээ би тэдгээрийг чангалах юм бол арын цохилт багатай байвал тэр хөдөлж чадахгүй. Хэрэв би түүнийг хөдөлж чадахаар суларсан бол гайхалтай эсэргүүцэл гарч ирэв. Үүний үр дүнд энэ үзэл баримтлал гурав хоног ч амьдарсангүй. Тэгээд тэр манипуляторын хоёр дахь хувилбар дээр ажиллаж эхэлсэн.

Улаан аль хэдийн ажил хийхэд тохиромжтой байсан. Тэр хэвийн цуглуулж, тосолгооны тусламжтайгаар хөдөлж чаддаг байв. Би үүн дээр програм хангамжийг туршиж үзсэн боловч холхивч байхгүй, янз бүрийн саваа дээр өндөр алдагдалтай байсан нь үүнийг маш сул болгосон.

Дараа нь би төслийн ажлаа хэсэг хугацаанд орхисон боловч удалгүй үүнийг санаанд оруулахаар шийдсэн. Би илүү хүчирхэг, алдартай серво ашиглах, хэмжээг нэмэгдүүлэх, холхивч нэмэхээр шийдсэн. Тэгээд би бүгдийг нэг дор төгс болгох гэж оролдохгүй гэж шийдсэн. Би зураг төслийг зурсан хурдан гар, сайхан хань зурахгүйгээр, тунгалаг plexiglass-аас хайчлахыг захиалсан. Үүссэн манипуляторыг ашигласнаар би угсралтын процессыг дибаг хийж, нэмэлт арматур шаардлагатай газруудыг тодорхойлж, холхивчийг хэрхэн ашиглах талаар суралцсан.

Би тунгалаг манипулятороор хангалттай тоглосны дараа би эцсийн цагаан хувилбарын зураг төсөл дээр суув. Тиймээс одоо бүх механикууд бүрэн дибаг хийгдсэн, энэ нь надад тохирсон бөгөөд би энэ загварт өөр юу ч өөрчлөхийг хүсэхгүй байгаагаа мэдэгдэхэд бэлэн байна:

Би uArm төсөлд цоо шинэ зүйл авчирч чадаагүйдээ сэтгэлээр унаж байна. Намайг эцсийн хувилбарыг зурж эхлэхэд тэд GrabCad дээр 3D загваруудыг аль хэдийн гаргасан байсан. Үүний үр дүнд би хумсыг бага зэрэг хялбарчилж, файлуудыг тохиромжтой форматаар бэлтгэж, маш энгийн, стандарт бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашигласан.

Манипуляторын онцлог шинж чанарууд

uArm-аас өмнө, ширээний манипуляторуудЭнэ ангийнхан нэлээд уйтгартай харагдаж байв. Тэдэнд электроник огт байхгүй, эсвэл резистортой ямар нэгэн удирдлагатай, эсвэл өөрсдийн хувийн програм хангамжтай байсан. Хоёрдугаарт, тэдгээр нь ихэвчлэн зэрэгцээ нугасны системгүй байсан бөгөөд атгагч өөрөө үйл ажиллагааны явцад байрлалаа өөрчилсөн. Хэрэв та миний манипуляторын бүх давуу талыг цуглуулбал нэлээд урт жагсаалт гарч ирнэ.

Хүчтэй, хүнд моторыг гарны сууринд байрлуулах, хавчуурыг суурьтай параллель эсвэл перпендикуляр байлгах холболтын систем
Plexiglass-аас худалдаж авах эсвэл огтлоход хялбар бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн энгийн багц
Манипуляторын бараг бүх хэсэгт холхивч
Угсрахад хялбар. Энэ үнэхээр болсон сорилттой даалгавар... Ялангуяа суурийг угсрах үйл явцыг бодоход хэцүү байсан.
Бариулын байрлалыг 90 градусаар өөрчлөх боломжтой
Нээлттэй эх сурвалж ба баримт бичиг. Бүх зүйлийг хүртээмжтэй хэлбэрээр бэлтгэдэг. Би 3D загвар, хайчлах файл, материалын жагсаалт, электрон хэрэгсэл, програм хангамжийг татаж авах холбоосыг өгөх болно
Arduino нийцтэй байдал. Arduino-г эсэргүүцэгчид олон байгаа ч энэ нь үзэгчдийн хүрээг тэлэх боломж гэж би бодож байна. Мэргэжлийн хүмүүс програм хангамжаа C хэл дээр хялбархан бичиж чаддаг - энэ бол Atmel-ийн ердийн хянагч юм!

Механик

Угсрахын тулд 5 мм-ийн зузаантай plexiglass-аас хэсгүүдийг хайчилж авах шаардлагатай.

Энэ бүх хэсгийг огтолсныхоо төлөө би 10 орчим доллар төлсөн.

Суурь нь том холхивч дээр суурилагдсан:

Ялангуяа барилгын ажлын явцын хувьд суурийн талаар бодоход хэцүү байсан ч би uArm дахь инженерүүдийг тагнаж байсан. Рокерууд 6 мм диаметртэй зүү дээр сууна. Миний тохойг татах нь U хэлбэрийн бариул дээр, харин uFactory-ийн хувьд L хэлбэрийн бариул дээр байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Ялгаа нь юу болохыг тайлбарлахад хэцүү ч би илүү сайн ажилласан гэж бодож байна.

Баримт бичгийг тусад нь цуглуулдаг. Энэ нь тэнхлэгээ тойрон эргэлдэж чаддаг. Хумс нь өөрөө моторын гол дээр шууд байрладаг.

Өгүүллийн төгсгөлд би зураг дээрх хэт нарийвчилсан угсралтын зааврын холбоосыг өгөх болно. Хэрэв танд хэрэгтэй бүх зүйл гарт байгаа бол хэдхэн цагийн дараа та бүгдийг итгэлтэйгээр эргүүлж чадна. Би бас 3D загвар бэлдсэн үнэгүй програм SketchUp. Та үүнийг татаж аваад эргүүлээд юу, хэрхэн угсарч байгааг харах боломжтой.

Электроник

Гараа ажиллуулахын тулд хийх ёстой зүйл бол таван сервог Arduino-д холбож, сайн эх үүсвэрээс эрчим хүчээр хангах явдал юм. UArm нь зарим төрлийн хөдөлгүүртэй санал хүсэлт... Би атгагчийг удирдахын тулд гурван энгийн MG995 мотор, хоёр жижиг металл араа мотор нийлүүлсэн.

Энд миний түүх өмнөх төслүүдтэй нягт холбоотой. Хэсэг хугацааны турш би Arduino програмчлалыг зааж эхэлсэн бөгөөд энэ зорилгоор би Arduino-тай нийцтэй самбараа хүртэл бэлдсэн. Нөгөөтэйгүүр, би нэг удаа хямдхан самбар хийх боломж олдсон (энэ талаар би бас бичсэн). Эцэст нь би манипуляторыг удирдахын тулд өөрийн Arduino-тэй нийцтэй самбар, тусгай бамбай ашигласанаар бүх зүйл дууссан.

Энэ бамбай нь үнэндээ маш энгийн. Энэ нь дөрвөн хувьсах резистор, хоёр товчлуур, таван серво холбогч, тэжээлийн холбогчтой. Энэ нь дибаг хийх үүднээс маш тохиромжтой. Та туршилтын ноорог байршуулж, хяналтын макро эсвэл үүнтэй төстэй зүйл бичиж болно. Өгүүллийн төгсгөлд би мөн PCB файлыг татаж авах холбоосыг өгөх болно, гэхдээ энэ нь металлжуулсан цооногоор үйлдвэрлэхэд бэлтгэгдсэн тул гэрийн үйлдвэрлэлд тийм ч тохиромжтой биш юм.

Програмчлал

Хамгийн сонирхолтой зүйл бол манипуляторыг компьютерээс удирдах явдал юм. UArm нь манипуляторыг удирдахад тохиромжтой програм, түүнтэй ажиллах протоколтой. Компьютер COM порт руу 11 байт илгээдэг. Эхнийх нь үргэлж 0xFF, хоёр дахь нь 0xAA, бусад нь серво дохио юм. Цаашилбал, эдгээр өгөгдлийг хэвийн болгож, туршилтанд зориулж хөдөлгүүрт өгдөг. Би дижитал I / O 9-12-д холбогдсон сервотой боловч үүнийг амархан өөрчлөх боломжтой.

uArm-ийн терминалын програм нь хулганыг удирдаж байхдаа таван параметрийг өөрчлөх боломжийг олгодог. Хулганыг гадаргуу дээгүүр хөдөлгөх нь XY хавтгай дахь манипуляторын байрлалыг өөрчилдөг. Дугуйг эргүүлэх - өндрийг өөрчлөх. LMB / RMB - хумсаа шахах / тайлах. RMB + дугуй - атгах эргэлт. Маш тохиромжтой, үнэндээ. Хэрэв хүсвэл та ижил протоколыг ашиглан манипулятортой холбогдох ямар ч терминалын програмыг бичиж болно.

Би энд тойм зураг өгөхгүй - та тэдгээрийг өгүүллийн төгсгөлд татаж авах боломжтой.

Ажлын видео

Эцэст нь манипуляторын ажлын видео бичлэг. Энэ нь хулгана, резистор болон урьдчилан бичсэн програмын удирдлагыг харуулдаг.

Холбоосууд

Plexiglass огтлох файлууд, 3D загварууд, худалдан авалтын жагсаалт, самбарын зураг, програм хангамжийг миний төгсгөлд татаж авах боломжтой.

Хотын төсвийн байгууллага

нэмэлт боловсрол"Буудал залуу техникчид»

Каменск Шахтинский хот

Хотын үе шатбүсийн уулзалт-уралдаан

"Доны залуу дизайнерууд - Гурав дахь мянган жил"

"Робот техник" хэсэг

« Arduino гар "

нэмэлт боловсролын багш

MBU DO "SUIT"

Танилцуулга 3

Судалгаа шинжилгээ 4

Үйлдвэрлэлийн нэгж, манипулятор угсрах үе шатууд 6

Материал ба багаж хэрэгсэл 6
Манипуляторын механик дүүргэлт 7
Цахим дүүргэлтманипулятор 9

Дүгнэлт 11

Мэдээллийн эх сурвалж 12

Хавсралт 13

Танилцуулга

Робот-манипулятор нь амьд биетийн орон зайд тохирсон гурван хэмжээс бүхий гурван хэмжээст машин юм. Өргөн утгаараа манипулятор гэж тодорхойлж болно техникийн системхүнийг орлуулах эсвэл янз бүрийн ажлыг гүйцэтгэхэд нь туслах чадвартай.

Одоогийн байдлаар робот техникийн хөгжил урагшлахгүй, харин цаг хугацаанаас нь түрүүлж байна. XXI зууны эхний 10 жилд л гэхэд 1 сая гаруй робот зохион бүтээж, нэвтрүүлжээ. Гэхдээ хамгийн сонирхолтой нь зөвхөн томоохон корпорацуудын баг, эрдэмтэд, мэргэжлийн инженерүүдийн бүлгүүд төдийгүй дэлхийн жирийн сургуулийн сурагчид энэ чиглэлийн хөгжил дэвшилтэй тэмцэж чадна.

Сургуульд робот техникийг судлах хэд хэдэн цогцолборыг боловсруулсан. Тэдгээрийн хамгийн алдартай нь:

робот биоид;

LEGO Mindstorms;

Arduino.

Arduino-ийн дизайнерууд робот бүтээгчдийн сонирхлыг их татдаг. Arduino самбарууд нь радио бүтээгч, маш энгийн боловч Wiering хэл дээр (үнэндээ C ++) маш хурдан программчлах, техникийн санааг хэрэгжүүлэхэд хангалттай ажиллагаатай.

Гэхдээ практикээс харахад улам бүр нэмэгдсээр байна практик ач холбогдолЭнэ бол шинэ үеийн залуу мэргэжилтнүүдийн бүтээл юм.

Роботехникийн хурдацтай хөгжил нь юуны түрүүнд роботын хөгжилтэй холбоотой байдаг тул хүүхдүүдэд програмчлалыг заах нь үргэлж хамааралтай байх болно мэдээллийн технологиболон харилцааны хэрэгсэл.

Төслийн зорилго нь хүүхдүүдэд Arduino орчинд програмчлахыг заах гар манипулятор дээр суурилсан сургалтын радио-конструктор бий болгох явдал юм. тоглоомын хэлбэр... Аль болох олон хүүхдэд робот техникийн дизайны үйл ажиллагаатай танилцах боломжийг олгох.

Төслийн зорилтууд:

хөгжүүлэх, заах гар барих - нь манипулятор хамгийн бага зардалгадаадын аналогиас дутахгүй хөрөнгө;

servo хөтчүүдийг манипулятор механизм болгон ашиглах;

Arduino UNO R 3 бүтээгч радио ашиглан манипуляторын механизмыг хянах;

Servo хөтчүүдийг пропорциональ удирдах Arduino програмчлалын орчинд программыг боловсруулах.

Төслийн зорилго, зорилтуудыг хэрэгжүүлэхийн тулд одоо байгаа манипуляторуудын төрлийг судлах шаардлагатай. техникийн уран зохиолЭнэ сэдвээр болон Arduino техник хангамж - тооцоолох платформ.

Судалгаа, шинжилгээ

Сурах.

Аж үйлдвэрийн манипулятор- мотор болон хяналтын функцийг гүйцэтгэхэд зориулагдсан үйлдвэрлэлийн үйл явц, өөрөөр хэлбэл манипулятор ба дахин программчлагдах хяналтын төхөөрөмжөөс бүрдэх автомат төхөөрөмж бөгөөд манипуляторын гүйцэтгэх байгууллагуудын шаардлагатай хөдөлгөөнийг тохируулдаг хяналтын үйлдлүүдийг үүсгэдэг. Энэ нь үйлдвэрлэлийн эд зүйлсийг зөөх, янз бүрийн технологийн үйл ажиллагааг гүйцэтгэхэд ашиглагддаг.

О
тулгах бүтээгч - манипулятор нь агшиж, тайлах робот гараар тоноглогдсон. Үүний тусламжтайгаар та алсын удирдлагаар шатар тоглох боломжтой. Мөн нэрийн хуудас тараахад робо гар ашиглаж болно. Хөдөлгөөнд: бугуй 120 °, тохой 300 °, үндсэн эргэлт 270 °, үндсэн хөдөлгөөн 180 ° орно. Тоглоом нь маш сайн, ашигтай боловч түүний өртөг нь ойролцоогоор 17,200 рубль юм.

uArm төслийн ачаар хүн бүр өөрийн ширээний мини роботыг угсарч болно. "UArm" нь 4 тэнхлэгтэй манипулятор, бяцхан хувилбар юм аж үйлдвэрийн робот"ABB PalletPack IRB460" Манипулятор нь Atmel микропроцессор болон серво мотороор тоноглогдсон, нийт өртөг шаардлагатай хэсгүүд- 12959 рубль. uArm төсөл нь наад зах нь програмчлалын анхан шатны ур чадвар, лего барилгын ажлын туршлага шаарддаг. Мини роботыг тоглохоос эхлээд олон функцээр програмчлах боломжтой хөгжмийн зэмсэгнарийн төвөгтэй програмыг ачаалахаас өмнө. Одоогоор iOS болон Android үйлдлийн системд зориулсан программуудыг хөгжүүлж байгаа бөгөөд энэ нь ухаалаг гар утаснаасаа "uArm"-ыг удирдах боломжийг олгоно.

"uArm" манипуляторууд

Одоо байгаа манипуляторуудын ихэнх нь моторын байршлыг шууд холбоос дээр хийдэг. Энэ нь дизайны хувьд илүү хялбар боловч хөдөлгүүрүүд нь зөвхөн ачааг төдийгүй бусад хөдөлгүүрүүдийг өргөх ёстой.

Шинжилгээ.

Тэд Kickstarter сайт дээр танилцуулсан "uArm" нэртэй манипуляторыг үндэс болгон авсан. Энэхүү дизайны давуу тал нь атгах тавцан нь ажлын гадаргуутай үргэлж параллель байх явдал юм. Хүнд хөдөлгүүрүүд нь сууринд байрладаг бөгөөд хүчийг саваагаар дамжуулдаг. Үүний үр дүнд манипулятор нь гурван серво (гурван зэрэглэлийн эрх чөлөө)тэй бөгөөд энэ нь багажийг гурван тэнхлэгийн дагуу 90 градусаар хөдөлгөх боломжийг олгодог.

Манипуляторын хөдөлгөөнт хэсгүүдэд холхивч суурилуулахаар шийдсэн. Манипуляторын энэхүү загвар нь одоо худалдаанд гарсан олон загвараас маш их давуу талтай: Манипуляторт нийтдээ 11 холхивч ашигладаг: 3 мм босоо амны хувьд 10 ширхэг, 30 мм босоо амны хувьд нэг ширхэг.

Манипуляторын гарны онцлогууд:

Өндөр: 300 мм.

Ажлын бүс(гарыг бүрэн сунгасан): Суурийн эргэн тойронд 140мм-ээс 300мм хүртэл

Хамгийн их гараа сунгасан өргөх хүчин чадал: 200гр

Хэрэглээний гүйдэл, илүүгүй: 1А

Угсрахад хялбар. Бүх эд ангиудыг шураглахад маш тохиромжтой манипуляторыг угсрах ийм дараалал байгаа эсэхийг бид маш их анхаарч үзсэн. Энэ нь суурийн хүчирхэг серво угсралтын хувьд ялангуяа хэцүү байсан.

Хяналтыг хувьсах резистор, пропорциональ хяналт ашиглан гүйцэтгэдэг. Та "Аватар" киноны цөмийн эрдэмтэд, том роботын баатар шиг пантограф маягийн удирдлагыг зохион бүтээж, хулганаар удирдаж, кодын жишээг ашиглан өөрийн хөдөлгөөний алгоритмыг үүсгэж болно.

Төслийн нээлттэй байдал. Хүн бүр өөрийн багаж хэрэгслийг (сорох аяга эсвэл харандаа хавчаар) хийж, даалгаврыг гүйцэтгэхэд шаардлагатай програмыг (ноорог) хянагч руу ачаалж болно.

Үйлдвэрлэлийн нэгж, манипулятор угсрах үе шатууд

Материал ба багаж хэрэгсэл

Манипуляторын гарыг үйлдвэрлэхэд 3 мм ба 5 мм зузаантай нийлмэл хавтанг ашигласан. Термопластик полимер давхаргаар холбосон 0.21 мм зузаантай хоёр хөнгөн цагаан хуудаснаас бүрдэх энэхүү материал нь сайн хатуулаг, хөнгөн жинтэй, ажиллах чадвар сайтай. Интернет дэх манипуляторын татаж авсан зургуудыг боловсруулав компьютерийн программ Inkscape (вектор график засварлагч). AutoCAD программд (гурван хэмжээст компьютерийн тусламжтай дизайн, зураг зурах систем) манипуляторын гарны зургийг зурсан.

Манипуляторын бэлэн хэсгүүд.

Гарны суурийн бэлэн хэсгүүд.

Манипуляторын механик дүүргэлт

Манипуляторын сууринд Servos MG-995 ашигласан. Эдгээр нь металл араа, бөмбөлөг холхивч бүхий дижитал серво бөгөөд тэдгээр нь 4.8 кг / см хүч, нарийн байрлал, зөвшөөрөгдөх хурдыг өгдөг. Нэг серво нь 55.0 грамм жинтэй, хэмжээ нь 40.7 x 19.7 x 42.9 мм, тэжээлийн хүчдэл 4.8-аас 7.2 вольт байна.

Servos MG-90S-ийг гараа атгах, эргүүлэхэд ашигласан. Эдгээр нь мөн металл араатай дижитал серво ба гаралтын тэнхлэгт бөмбөг холхивчтой бөгөөд тэдгээр нь 1.8 кг / см-ийн хүчийг өгч, зөв байрлалыг өгдөг. Нэг серво нь 13.4 грамм жинтэй, 22.8 x 12.2 x 28.5 мм хэмжээтэй, тэжээлийн хүчдэл 4.8-6.0 вольт.

Servo MG-995 Servo MG90S

Гарын суурийн эргэлтийг хөнгөвчлөхийн тулд 30x55x13 холхивч ашигладаг - ачаалалтай манипулятор.

Холхивч суурилуулах. Эргэдэг төхөөрөмжийн угсралт.

Гарны суурь нь манипуляторын угсралт юм.

Хавчуурыг угсрах эд анги. Угсралтыг барих.

Манипуляторын цахим дүүргэлт

Arduino нэртэй нээлттэй эхийн төсөл байдаг. Энэхүү төслийн үндэс нь үндсэн техник хангамжийн модуль ба хянагчийг тусгай хэлээр код бичих боломжтой программ бөгөөд энэ модулийг холбож, програмчлах боломжийг олгодог.

Манипулятортой ажиллахын тулд бид ашигласан Arduino самбар UNO R 3 ба servo хөтчүүдийг холбоход тохиромжтой өргөтгөлийн самбар. Энэ нь сервог тэжээхэд зориулсан 5 вольтын тогтворжуулагч, сервог холбох PLS контакт, хувьсах резисторыг холбох холбогчтой. Эрчим хүчийг 9V, 3А нэгжээс хангадаг.

Arduino удирдлагын самбарНҮБ-ын R 3.

Бүдүүвч диаграмм Arduino удирдлагын самбарт зориулсан өргөтгөлүүдНҮБ-ын R 3 өгсөн үүрэг даалгаврыг харгалзан боловсруулсан болно.

Хянагчийн өргөтгөлийн хавтангийн бүдүүвч диаграм.

Хянагчийг өргөтгөх самбар.

Бид USB A-B кабель ашиглан Arduino UNO R 3 хавтанг компьютерт холбож, програмчлалын орчинд шаардлагатай тохиргоог хийж, Arduino номын санг ашиглан servo хөтчүүдэд зориулсан програм (ноорог) зурдаг. Бид нооргийг эмхэтгэж (шалгаж), дараа нь хянагч руу ачаална. ХАМТ дэлгэрэнгүй мэдээлэл Arduino орчинд ажиллах тухай http://edurobots.ru/category/uroki/ (Анхан хүмүүст зориулсан Arduino. Хичээл) дээрээс олж болно.

Ноорог бүхий програмын цонх.

Дүгнэлт

Манипуляторын энэ загвар нь 2 хөдөлгөөн хийдэг, 1102 рублийн үнэтэй энгийн бүтээгч "Уткоробот" эсвэл 8429 рублийн үнэтэй "Цагдаагийн газар" Лего бүтээгчээс хямд үнээр ялгаатай. Манай бүтээгч 5 хөдөлгөөнийг гүйцэтгэдэг бөгөөд 2384 рубльтэй байдаг.

	Бүрэлдэхүүн хэсэг ба материал	Тоо хэмжээ
	Servo MG-995
	Servo MG90S
	Холхивч 30x55x13
	Холхивч 3х8х3
	М3х27 гуулин тавиур ээж-ээж
	M3x10 шураг толгой h / w-ийн доор
	Нийлмэл хавтанхэмжээ 0.6м 2
	Arduino UNO R 3 хяналтын самбар
	Хувьсах резисторууд 100ком.

Хямд өртөг нь манипуляторын гарт зориулсан техникийн зохион бүтээгчийг хөгжүүлэхэд хувь нэмэр оруулсан бөгөөд энэ нь манипуляторын ажиллах зарчим, өгсөн даалгаврыг тоглоом хэлбэрээр гүйцэтгэхийг тодорхой харуулсан.

Arduino програмчлалын орчинд ажиллах зарчим нь туршилтаар маш сайн нотлогдсон. Програмчлалыг тоглоом хэлбэрээр удирдаж, заах ийм арга нь боломжтой төдийгүй үр дүнтэй байдаг.

Arduino-ийн албан ёсны вэбсайтаас авсан, програмчлалын орчинд дибаг хийсэн анхны ноорог файл нь зөв, зөв эсэхийг баталгаажуулдаг. найдвартай гүйцэтгэлманипулятор.

Ирээдүйд би үнэтэй сервоноос татгалзаж, ашиглахыг хүсч байна алхам моторууд, ингэснээр энэ нь нэлээд нарийвчлалтай, жигд хөдөлнө.

Блютүүт радио сувгаар пантограф ашиглан манипуляторыг удирдах.

Мэдээллийн эх сурвалжууд

Гололобов Н.В. Сургуулийн хүүхдүүдэд зориулсан Ардуино төслийн тухай. Москва. 2011 он.

Курт Е.Д. Микроконтроллерын танилцуулга, Орос хэл рүү орчуулсан Т.Волкова. 2012.

Белов А.В. Шинжлэх ухаан, технологи, Санкт-Петербург, 2008 он.

http://www.customelectronics.ru/robo-ruka-sborka-mehaniki/ гинжит манипулятор.

http://robocraft.ru/blog/electronics/660.html Bluetooth манипулятор.

http://robocraft.ru/blog/mechanics/583.html нийтлэл, видео бичлэгийн холбоос.

http://edurobots.ru/category/uroki/ Эхлэгчдэд зориулсан Arduino.

Өргөдөл

Манипуляторын суурийн зураг

Манипуляторын цохилт ба шүүрч авах зураг.