Telefónne ovládané bionické rameno: 13 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

V tomto návode vyrobíme bionické rameno ovládané telefónom, čo je robotické rameno podobné ľudskej ruke so šiestimi stupňami voľnosti (päť pre postavy a jeden pre zápästie). Ovláda sa ľudskou rukou v rukavici, ktorá má pripevnené flexibilné senzory pre spätnú väzbu prstov a IMU pre spätnú väzbu uhla zápästia.

Toto sú hlavné vlastnosti ruky:

1. Robotická ruka so 6 stupňami voľnosti: päť pre každý prst ovládané strunami pripevnenými k servu a pohyb zápästia sa opäť vykonáva pomocou serva. Keďže všetky stupne voľnosti sa ovládajú pomocou serva, nepotrebujeme ďalšie snímače na spätnú väzbu.
2. Ohybové senzory: K rukavici je pripevnených päť ohybových senzorov. Tieto flexibilné senzory poskytujú spätnú väzbu mikro-ovládanému, ktorý sa používa na ovládanie bionického ramena.
3. IMU: IMU sa používa na zistenie uhla zápästia ruky.
4. Používajú sa dva evive (mikroradiče na báze Arduino): jeden pripevnený k rukavici na získanie uhla zápästia a flexibilného pohybu a druhý je pripevnený k bionickému ramenu, ktoré ovláda servá.
5. Obaja spolu komunikujú pomocou Bluetooth.
6. Dva ďalšie stupne voľnosti poskytujú pohyb bionického ramena X a Z, ktorý je možné naprogramovať tak, aby vykonával komplexné úlohy, ako sú ROBOTY VYBERAŤ A MIESTO.
7. Dva ďalšie pohyby sa ovládajú pomocou joysticku.

Keďže teraz máte krátku predstavu, čo sme urobili v tomto bionickom ramene, podrobne si prečítajte každý krok.

Krok 1: Ruka a rameno

Nenavrhli sme celú ruku a nevytvorili sme si ruky. Na internete je k dispozícii mnoho návrhov na ruky a ruky. Jeden z návrhov sme prevzali z InMoov.

Vyrobili sme pravú ruku, takže tieto diely sú potrebné na 3D tlač:

• 1x palec
• 1x register
• 1x vyššia moc
• 1x Auriculaire
• 1x Pinky
• 1x Bolt_entretoise
• 1x náramok
• 1x zápästie malé
• 1x vrchný povrch
• 1x krycí prst
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x rotawrist2
• 1x rotawrist1
• 1x rotawrist3
• 1x zápästie
• 1x CableHolderWrist

Tu nájdete kompletnú montážnu príručku.

Krok 2: Návrh osi Z

Navrhli sme vlastnú časť pripevnenú na konci ramena, ktorá má drážky pre ložisko a vodiacu skrutku. Ložisko slúži na vedenie ramena v osi z a pohyb osi je riadený oloveným a skrutkovým mechanizmom. V mechanizme vodiacej skrutky, keď sa hriadeľ podobný skrutke otáča, matica vodiacej skrutky prevádza tento rotačný pohyb na lineárny pohyb, čo má za následok lineárny pohyb ramena.

Vodiaca skrutka sa otáča pomocou krokového motora, čo má za následok presný pohyb robotického ramena.

Krokový motor, hriadele a vodiaca skrutka sú pripevnené k vlastnej 3D tlačenej časti, medzi ktorou sa pohybuje robotické rameno.

Krok 3: Pohyb a rám osi X

Ako bolo uvedené v predchádzajúcom kroku, druhá vlastná časť bola navrhnutá na držanie krokového motora a hriadeľov. Rovnaká časť má tiež otvory pre ložisko a maticu používané pre mechanizmus vodiacej skrutky na pohyb v osi X. Krokový motor a podpera hriadeľa sú namontované na hliníkovom ráme vyrobenom z hliníkových výliskov s drážkou T s rozmermi 20 mm x 20 mm.

Mechanický aspekt projektu je hotový, teraz sa pozrime na elektronickú časť.

Krok 4: Spustenie krokového motora: Schéma obvodu ovládača A4988

Evive používame ako náš mikrokontrolér na ovládanie našich serv a motorov. Toto sú komponenty potrebné na ovládanie krokového motora pomocou joysticku:

• Joystick XY
• Prepojovacie vodiče
• A4988 Ovládač motora
• Batéria (12V)

Vyššie je zobrazená schéma zapojenia.

Krok 5: Kód krokového motora

Na ovládanie krokového motora pomocou systému evive používame knižnicu BasicStepperDriver. Kód je jednoduchý:

• Ak je hodnota potenciometra v osi X väčšia ako 800 (analógové čítanie 10 bitov), zdvihnite chápadlo nahor.

• Ak je hodnota potenciometra v osi X menšia ako 200 (analógové čítanie 10 bitov), presuňte chápadlo nadol.

• Ak je hodnota potenciometra v osi Y väčšia ako 800 (analógové čítanie 10 bitov), posuňte chápadlo doľava.
• Ak je hodnota potenciometra osi Y nižšia ako 200 (analógové čítanie 10-bitov), posuňte chápadlo doprava.

Kód je uvedený nižšie.

Krok 6: Flex senzory

Tento flexibilný snímač je variabilný odpor. Odpor snímača ohybu sa zvyšuje, keď sa telo súčiastky ohýba. Na pohyb prstov sme použili päť 4,5 “dlhých ohybných senzorov.

Najjednoduchším spôsobom, ako začleniť tento snímač do nášho projektu, bolo použiť ho ako delič napätia. Tento obvod vyžaduje jeden odpor. V tomto prípade použijeme odpor 47 kΩ.

Flexibilné snímače sú pripevnené k analógovému kolíku A0-A4 na zariadení evive.

Vyššie uvedený je jeden z potenciálnych deliacich obvodov s evive.

Krok 7: Kalibrácia senzora Flex

Konečný výsledok „loading =“lenivý”bol fantastický. Bionické rameno sme mohli ovládať pomocou rukavice.

Čo je evive? Evive je komplexná platforma na prototypovanie elektroniky pre všetky vekové skupiny, ktorá im pomôže naučiť sa, stavať, ladiť ich robotiku, vstavané a ďalšie projekty. S Arduino Mega v srdci, evive ponúka jedinečné vizuálne rozhranie založené na ponukách, ktoré odstraňuje potrebu opakovane programovať Arduino. evive ponúka svet IoT s podporou napájania, senzorov a akčných členov v jednej malej prenosnej jednotke.

Stručne povedané, pomáha vám vytvárať projekty/prototypy rýchlo a jednoducho.

Ak sa chcete dozvedieť viac, navštívte tu.