Do-it-yourself tabletop robotic arm na gawa sa plexiglass sa servos o reverse engineering uArm. "Manual" na kontrol ng OWI manipulator Do-it-yourself mechanical arm manipulator

Gumagawa kami ng robotic manipulator gamit ang rangefinder at nagpapatupad ng backlighting.

Puputulin namin ang base mula sa acrylic. Gumagamit kami ng mga servo drive bilang mga motor.

Pangkalahatang paglalarawan ng proyekto ng robotic manipulator

Gumagamit ang proyekto ng 6 na servo motors. Para sa mekanikal na bahagi, ginamit ang acrylic na 2 mm na makapal. Ang base mula sa isang disco ball ay madaling gamitin bilang isang tripod (isa sa mga motor ay naka-mount sa loob). Ginagamit din ang ultrasonic distance sensor at 10 mm LED.

Ang Arduino power board ay ginagamit upang kontrolin ang robot. Ang power source mismo ay ang computer power supply.

Nagbibigay ang proyekto ng mga komprehensibong paliwanag para sa pagbuo ng isang robotic arm. Ang mga isyu ng power supply ng binuo na disenyo ay isinasaalang-alang nang hiwalay.

Mga pangunahing bahagi para sa proyekto ng manipulator

Simulan natin ang pag-unlad. Kakailanganin mong:

• 6 servomotors (Gumamit ako ng 2 modelo mg946, 2 mg995, 2 futuba s3003 (mg995/mg946 ay may mas mahusay na mga katangian kaysa sa futuba s3003, ngunit ang huli ay mas mura);
• acrylic 2 mm makapal (at isang maliit na piraso 4 mm makapal);
• ultrasonic distance sensor hc-sr04;
• LEDs 10 mm (kulay - sa iyong paghuhusga);
• tripod (ginamit bilang isang base);
• aluminum grip (nagkakahalaga ng mga 10-15 dollars).

Para sa pagmamaneho:

• Arduino Uno board (gumagamit ang proyekto ng lutong bahay na board na ganap na katulad ng Arduino);
• power board (kailangan mong gawin ito sa iyong sarili, babalik kami sa isyung ito sa ibang pagkakataon, nangangailangan ito ng espesyal na pansin);
• power supply (sa kasong ito, ginagamit ang power supply ng computer);
• isang computer para sa pagprograma ng iyong manipulator (kung gumagamit ka ng Arduino para sa programming, pagkatapos ay ang Arduino IDE)

Siyempre, kakailanganin mo ng mga cable at ilang pangunahing tool tulad ng mga screwdriver at iba pa. Ngayon ay maaari na tayong magpatuloy sa disenyo.

Mekanikal na pagpupulong

Bago simulan ang pagbuo ng mekanikal na bahagi ng manipulator, nararapat na tandaan na wala akong mga guhit. Ang lahat ng mga buhol ay ginawa "sa tuhod". Ngunit ang prinsipyo ay napaka-simple. Mayroon kang dalawang acrylic link, sa pagitan ng kung saan kailangan mong mag-install ng mga servo motor. At ang iba pang dalawang link. Gayundin para sa pag-install ng mga makina. Well, ang grab mismo. Ang pinakamadaling paraan upang bumili ng naturang grip ay sa Internet. Halos lahat ay naka-install na may mga turnilyo.

Ang haba ng unang bahagi ay mga 19 cm; ang pangalawa - mga 17.5; Ang haba ng front link ay humigit-kumulang 5.5 cm Piliin ang natitirang mga sukat alinsunod sa mga sukat ng iyong proyekto. Sa prinsipyo, ang mga sukat ng natitirang mga node ay hindi napakahalaga.

Ang mekanikal na braso ay dapat magbigay ng anggulo ng pag-ikot ng 180 degrees sa base. Kaya kailangan nating mag-install ng servo motor sa ibaba. Sa kasong ito, naka-install ito sa parehong disco ball. Sa iyong kaso, ito ay maaaring maging anumang angkop na kahon. Ang robot ay naka-mount sa servo motor na ito. Maaari kang, tulad ng ipinapakita sa figure, mag-install ng karagdagang metal flange ring. Magagawa mo nang wala ito.

Upang i-install ang ultrasonic sensor, ginagamit ang 2 mm makapal na acrylic. Maaari kang mag-install ng LED sa ibaba mismo.

Mahirap ipaliwanag nang detalyado nang eksakto kung paano bumuo ng gayong manipulator. Malaki ang nakasalalay sa mga bahagi at bahagi na mayroon ka sa stock o pagbili. Halimbawa, kung ang mga sukat ng iyong mga servos ay iba, ang acrylic armature link ay magbabago din. Kung magbabago ang mga sukat, magkakaiba din ang pagkakalibrate ng manipulator.

Tiyak na kailangan mong pahabain ang mga servo motor cable pagkatapos makumpleto ang pagbuo ng mekanikal na bahagi ng manipulator. Para sa mga layuning ito, gumamit ang proyektong ito ng mga wire mula sa isang Internet cable. Upang maging hitsura ang lahat ng ito, huwag maging tamad at mag-install ng mga adapter sa mga libreng dulo ng mga pinahabang cable - babae o lalaki, depende sa mga output ng iyong Arduino board, shield o power source.

Matapos i-assemble ang mekanikal na bahagi, maaari tayong magpatuloy sa "utak" ng ating manipulator.

Manipulator grip

Upang i-install ang grip kakailanganin mo ng isang servo motor at ilang mga turnilyo.

Kaya kung ano ang eksaktong kailangang gawin.

Kunin ang rocker mula sa servo at paikliin ito hanggang sa magkasya ito sa iyong pagkakahawak. Pagkatapos nito, higpitan ang dalawang maliliit na turnilyo.

Pagkatapos i-install ang servo, i-on ito sa matinding kaliwang posisyon at pisilin ang gripper jaws.

Ngayon ay maaari mong i-install ang servo na may 4 na bolts. Kasabay nito, siguraduhin na ang makina ay nasa matinding kaliwang posisyon pa rin at ang gripper jaws ay sarado.

Maaari mong ikonekta ang servo drive sa Arduino board at suriin ang functionality ng gripper.

Pakitandaan na ang mga problema sa pagpapatakbo ng gripper ay maaaring mangyari kung ang mga bolts/screws ay sobrang higpit.

Pagdaragdag ng ilaw sa pointer

Mapapasaya mo ang iyong proyekto sa pamamagitan ng pagdaragdag ng ilaw dito. Ginamit ang mga LED para dito. Madali itong gawin at mukhang napakaganda sa dilim.

Ang mga lugar para sa pag-install ng mga LED ay nakasalalay sa iyong pagkamalikhain at imahinasyon.

Electrical diagram

Maaari kang gumamit ng 100 kOhm potentiometer sa halip na risistor R1 upang manu-manong ayusin ang liwanag. Ang 118 Ohm resistors ay ginamit bilang resistance R2.

Listahan ng mga pangunahing sangkap na ginamit:

• R1 - 100 kOhm risistor
• R2 - 118 Ohm risistor
• Transistor bc547
• Photoresistor
• 7 LEDs
• Lumipat
• Koneksyon sa Arduino board

Isang Arduino board ang ginamit bilang microcontroller. Ang power supply na ginamit ay isang power supply mula sa Personal na computer. Sa pamamagitan ng pagkonekta sa multimeter sa pula at itim na mga cable, makikita mo ang 5 volts (na ginagamit para sa servo motors at ultrasonic distance sensor). Ang dilaw at itim ay magbibigay sa iyo ng 12 volts (para sa Arduino). Gumagawa kami ng 5 konektor para sa mga servomotor, kahanay na ikinonekta namin ang mga positibo sa 5 V, at ang mga negatibo sa lupa. Pareho sa sensor ng distansya.

Pagkatapos nito, ikonekta ang natitirang mga konektor (isa mula sa bawat servo at dalawa mula sa rangefinder) sa board na aming na-solder at sa Arduino. Kasabay nito, huwag kalimutang ipahiwatig nang tama ang mga pin na ginamit mo sa programa sa hinaharap.

Bilang karagdagan, ang isang power LED indicator ay na-install sa power board. Ito ay madaling ipatupad. Bilang karagdagan, ang isang 100 ohm risistor ay ginamit sa pagitan ng 5V at lupa.

Ang 10mm LED sa robot ay konektado din sa Arduino. Ang isang 100 ohm risistor ay napupunta mula sa pin 13 hanggang sa positibong binti ng LED. Negatibo - sa lupa. Maaari mong hindi paganahin ito sa programa.

Para sa 6 na servo motor, 6 na konektor ang ginagamit, dahil ang 2 servo motor sa ibaba ay gumagamit ng parehong control signal. Ang mga kaukulang conductor ay konektado at konektado sa isang pin.

Inuulit ko na ang power supply mula sa isang personal na computer ay ginagamit bilang power supply. O, siyempre, maaari kang bumili ng hiwalay na power supply. Ngunit isinasaalang-alang ang katotohanan na mayroon kaming 6 na drive, ang bawat isa ay maaaring kumonsumo ng halos 2 A, ang gayong malakas na supply ng kuryente ay hindi magiging mura.

Pakitandaan na ang mga konektor mula sa mga servos ay konektado sa mga PWM na output ng Arduino. Malapit sa bawat ganoong pin sa pisara ay mayroong simbolo~. Ang isang ultrasonic distance sensor ay maaaring ikonekta sa mga pin 6, 7. Ang isang LED ay maaaring konektado sa pin 13 at lupa. Ito ang lahat ng mga pin na kailangan natin.

Ngayon ay maaari na tayong lumipat sa Arduino programming.

Bago ikonekta ang board sa pamamagitan ng USB sa iyong computer, tiyaking i-off mo ang power. Kapag sinubukan mo ang programa, patayin din ang power sa iyong robotic arm. Kung hindi naka-off ang power, ang Arduino ay makakatanggap ng 5 volts mula sa usb at 12 volts mula sa power supply. Alinsunod dito, ang kapangyarihan mula sa usb ay ililipat sa pinagmumulan ng kuryente at ito ay "lumubog" ng kaunti.

Ang wiring diagram ay nagpapakita na ang mga potentiometer ay idinagdag upang kontrolin ang mga servos. Opsyonal ang mga potentiometer, ngunit hindi gagana ang code sa itaas kung wala ang mga ito. Ang mga potentiometer ay maaaring ikonekta sa mga pin 0,1,2,3 at 4.

Programming at unang paglulunsad

5 potentiometers ang ginagamit para sa kontrol (maaari mo itong ganap na palitan ng 1 potentiometer at dalawang joystick). Ang diagram ng koneksyon na may mga potentiometer ay ipinapakita sa nakaraang bahagi. Narito ang Arduino sketch.

Nasa ibaba ang ilang video ng robotic arm na kumikilos. Sana ay mag-enjoy kayo.

Ang video sa itaas ay nagpapakita ng pinakabagong mga pagbabago ng armament. Kinailangan kong baguhin ng kaunti ang disenyo at palitan ang ilang bahagi. Ito ay lumabas na ang futuba s3003 servos ay medyo mahina. Ang mga ito pala ay ginagamit lamang para sa paghawak o pagpihit ng kamay. Kaya nag-install sila ng mg995. Well, ang mg946 sa pangkalahatan ay magiging isang mahusay na pagpipilian.

Kontrolin ang programa at mga paliwanag para dito

// Ang mga drive ay kinokontrol gamit ang variable resistors - potentiometers.

int potpin = 0; // analog pin para sa pagkonekta ng potentiometer

int val; // variable para sa pagbabasa ng data mula sa analog pin

myservo1.attach(3);

myservo2.attach(5);

myservo3.attach(9);

myservo4.attach(10);

myservo5.attach(11);

pinMode(humantong, OUTPUT);

( //servo 1 analog pin 0

val = analogRead(potpin); // binabasa ang halaga ng potentiometer (halaga sa pagitan ng 0 at 1023)

// sinusukat ang resultang halaga para gamitin sa mga servos (pagkuha ng halaga sa hanay mula 0 hanggang 180)

myservo1.write(val); // dinadala ang servo sa isang posisyon alinsunod sa kinakalkula na halaga

pagkaantala(15); // naghihintay para sa servomotor na maabot ang tinukoy na posisyon

val = analogRead(potpin1); // servo 2 sa analog pin 1

val = mapa(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo2.write(val);

val = analogRead(potpin2); // servo 3 sa analog pin 2

val = mapa(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo3.write(val);

val = analogRead(potpin3); // servo 4 sa analog pin 3

val = mapa(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo4.write(val);

val = analogRead(potpin4); //serva 5 sa analog pin 4

val = mapa(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo5.write(val);

Mag-sketch gamit ang ultrasonic distance sensor

Marahil ito ay isa sa mga pinakakahanga-hangang bahagi ng proyekto. Ang isang sensor ng distansya ay naka-install sa manipulator, na tumutugon sa mga hadlang sa paligid.

Ang mga pangunahing paliwanag ng code ay ipinakita sa ibaba

#define trigPin 7

Ang sumusunod na piraso ng code:

Nagtalaga kami ng mga pangalan sa lahat ng 5 signal (para sa 6 na drive) (maaaring kahit ano)

sumusunod:

Serial.begin(9600);

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

pinMode(humantong, OUTPUT);

myservo1.attach(3);

myservo2.attach(5);

myservo3.attach(9);

myservo4.attach(10);

myservo5.attach(11);

Sinasabi namin sa Arduino board kung saan nakakonekta ang mga LED, servo motor at sensor ng distansya. Walang kailangang baguhin dito.

walang bisa na posisyon1())(

digitalWrite(humantong, HIGH);

myservo2.writeMicroseconds(1300);

myservo4.writeMicroseconds(800);

myservo5.writeMicroseconds(1000);

Mayroong ilang mga bagay na maaari mong baguhin dito. Nagtakda ako ng posisyon at tinawag itong position1. Gagamitin ito sa hinaharap na programa. Kung nais mong magbigay ng ibang paggalaw, baguhin ang mga halaga sa mga bracket mula 0 hanggang 3000.

Pagkatapos:

walang bisang posisyon2())(

digitalWrite(lead,LOW);

myservo2.writeMicroseconds(1200);

myservo3.writeMicroseconds(1300);

myservo4.writeMicroseconds(1400);

myservo5.writeMicroseconds(2200);

Katulad ng nakaraang piraso, tanging sa kasong ito ito ay posisyon2. Gamit ang parehong prinsipyo, maaari kang magdagdag ng mga bagong posisyon para sa paggalaw.

mahabang tagal, distansya;

digitalWrite(trigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trigPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

tagal = pulseIn(echoPin, HIGH);

distansya = (tagal/2) / 29.1;

Ngayon ang pangunahing code ng programa ay nagsisimulang gumana. Hindi mo dapat baguhin ito. Ang pangunahing gawain ng mga linya sa itaas ay upang i-configure ang sensor ng distansya.

Pagkatapos:

kung (distansya<= 30) {

kung (distansya< 10) {

myservo5.writeMicroseconds(2200); //open grabber

myservo5.writeMicroseconds(1000); //isara ang mang-aagaw

Maaari ka na ngayong magdagdag ng mga bagong paggalaw batay sa distansya na sinusukat ng ultrasonic sensor.

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

posisyon1(); //esensyal gagawin ng braso ang anumang tinukoy mo sa pagitan ng mga bracket ( )

else( // kung ang distansya ay higit sa 30 cm, pumunta sa position2

position()2 // katulad ng nakaraang linya

Maaari mong baguhin ang distansya sa code at gawin ang anumang gusto mo.

Mga huling linya ng code

kung (distansya > 30 || distansya<= 0){

Serial.println("Wala sa saklaw"); //maglabas ng mensahe sa serial monitor na lumampas na kami sa tinukoy na hanay

Serial.print(distansya);

Serial.println("cm"); //distansya sa sentimetro

pagkaantala(500); //delay ng 0.5 segundo

Siyempre, maaari mong i-convert ang lahat dito sa millimeters, metro, baguhin ang ipinapakitang mensahe, atbp. Maaari mong paglaruan nang kaunti ang pagkaantala.

Iyon lang. Mag-enjoy, mag-upgrade ng sarili mong mga manipulator, magbahagi ng mga ideya at resulta!

– isang simpleng desktop manipulator na gawa sa plexiglass na may mga servo drive.

Ang proyekto ng uArm mula sa uFactory ay nakalikom ng mga pondo sa Kickstarter mahigit dalawang taon na ang nakalipas. Sinabi nila sa simula pa lang na ito ay isang bukas na proyekto, ngunit kaagad pagkatapos ng kumpanya ay hindi sila nagmamadali na i-publish ang source code. Gusto ko lang gupitin ang plexiglass ayon sa kanilang mga guhit at iyon na, ngunit dahil walang mapagkukunan ng mga materyales at walang palatandaan nito sa nakikinita na hinaharap, sinimulan kong ulitin ang disenyo mula sa mga litrato.

Ngayon ang aking robotic na braso ay ganito ang hitsura:

Mabagal akong nagtatrabaho sa loob ng dalawang taon, nakagawa ako ng apat na bersyon at nakakuha ako ng maraming karanasan. Maaari mong mahanap ang paglalarawan, kasaysayan ng proyekto at lahat ng mga file ng proyekto sa ilalim ng hiwa.

Pagsubok at pagkakamali

Noong nagsimula akong magtrabaho sa mga guhit, gusto kong hindi lamang ulitin ang uArm, ngunit pagbutihin ito. Tila sa akin na sa aking mga kondisyon ay posible na gawin nang walang mga bearings. Hindi ko rin gusto ang katotohanan na ang mga electronics ay umiikot kasama ang buong manipulator at gusto kong gawing simple ang disenyo ng ibabang bahagi ng bisagra. Dagdag pa, sinimulan ko siyang iguhit nang mas maliit kaagad.

Gamit ang mga parameter ng input na ito, iginuhit ko ang unang bersyon. Sa kasamaang palad, wala akong anumang mga litrato ng bersyon na iyon ng manipulator (na ginawa sa dilaw). Ang mga pagkakamali sa loob nito ay simpleng epiko. Una, halos imposibleng mag-ipon. Bilang isang patakaran, ang mga mekanika na iginuhit ko bago ang manipulator ay medyo simple, at hindi ko na kailangang isipin ang tungkol sa proseso ng pagpupulong. Ngunit gayon pa man, tinipon ko ito at sinubukang simulan ito, at halos hindi gumagalaw ang aking kamay! Ang lahat ng mga bahagi ay umikot sa paligid ng mga turnilyo at kung hinihigpitan ko ang mga ito upang magkaroon ng mas kaunting paglalaro, hindi siya makagalaw. Kung paluwagin ko ito para makagalaw, lumitaw ang hindi kapani-paniwalang paglalaro. Bilang isang resulta, ang konsepto ay hindi nakaligtas kahit na tatlong araw. At nagsimula siyang magtrabaho sa pangalawang bersyon ng manipulator.

Si Red ay angkop na para sa trabaho. Nag-assemble ito nang normal at maaaring gumalaw nang may pagpapadulas. Nagawa kong subukan ang software dito, ngunit ang kakulangan ng mga bearings at malalaking pagkalugi sa iba't ibang mga thrust ay naging napakahina nito.

Pagkatapos ay inabandona ko ang trabaho sa proyekto sa loob ng ilang oras, ngunit sa lalong madaling panahon ay nagpasya akong dalhin ito sa katuparan. Nagpasya akong gumamit ng mas malakas at sikat na servos, dagdagan ang laki at magdagdag ng mga bearings. Bukod dito, nagpasya ako na hindi ko susubukan na gawin ang lahat nang perpekto nang sabay-sabay. Nagmadali akong nag-sketch ng mga guhit, nang hindi naglalabas ng magagandang koneksyon, at nag-utos ng pagputol mula sa transparent na plexiglass. Gamit ang nagresultang manipulator, nagawa kong i-debug ang proseso ng pagpupulong, natukoy ang mga lugar na nangangailangan ng karagdagang pagpapalakas, at natutunan kung paano gumamit ng mga bearings.

Pagkatapos kong magkaroon ng maraming kasiyahan sa transparent na manipulator, sinimulan kong iguhit ang huling puting bersyon. Kaya, ngayon ang lahat ng mga mekanika ay ganap na na-debug, nababagay sila sa akin at handa akong sabihin na hindi ko nais na baguhin ang anumang bagay sa disenyo na ito:

Nalulungkot ako na hindi ako makapagdala ng anumang panimula na bago sa proyekto ng uArm. Sa oras na sinimulan kong iguhit ang huling bersyon, inilunsad na nila ang mga 3D na modelo sa GrabCad. Bilang isang resulta, pinasimple ko lang ang claw ng kaunti, inihanda ang mga file sa isang maginhawang format at gumamit ng napaka-simple at karaniwang mga bahagi.

Mga tampok ng manipulator

Bago ang pagdating ng uArm, ang mga desktop manipulator ng klase na ito ay mukhang medyo mapurol. Sila ay alinman sa walang electronics sa lahat, o nagkaroon ng ilang uri ng kontrol sa resistors, o nagkaroon ng kanilang sariling proprietary software. Pangalawa, kadalasan ay wala silang sistema ng mga parallel na bisagra at ang grip mismo ay nagbago ng posisyon nito sa panahon ng operasyon. Kung kinokolekta mo ang lahat ng mga pakinabang ng aking manipulator, makakakuha ka ng isang medyo mahabang listahan:

1. Isang sistema ng mga rod na nagpapahintulot sa makapangyarihan at mabibigat na motor na mailagay sa base ng manipulator, pati na rin ang paghawak sa gripper na kahanay o patayo sa base
2. Isang simpleng hanay ng mga bahagi na madaling bilhin o gupitin mula sa plexiglass
3. Mga bearings sa halos lahat ng bahagi ng manipulator
4. Madaling i-assemble. Ito ay naging isang talagang mahirap na gawain. Lalo na mahirap isipin ang proseso ng pag-assemble ng base
5. Ang posisyon ng pagkakahawak ay maaaring mabago ng 90 degrees
6. Open source at dokumentasyon. Ang lahat ay inihanda sa mga naa-access na format. Magbibigay ako ng mga link sa pag-download para sa mga 3D na modelo, pagputol ng mga file, listahan ng mga materyales, electronics at software
7. Katugma sa Arduino. Maraming detractors ng Arduino, ngunit naniniwala ako na ito ay isang pagkakataon upang palawakin ang madla. Madaling maisulat ng mga propesyonal ang kanilang software sa C - isa itong regular na controller mula sa Atmel!

Mechanics

Upang mag-ipon, kailangan mong gupitin ang mga bahagi mula sa 5mm makapal na plexiglass:

Sinisingil nila ako ng humigit-kumulang $10 para putulin ang lahat ng bahaging ito.

Ang base ay naka-mount sa isang malaking tindig:

Lalo na mahirap mag-isip sa base mula sa punto ng view ng proseso ng pagpupulong, ngunit binantayan ko ang mga inhinyero mula sa uArm. Ang mga rocker ay nakaupo sa isang pin na may diameter na 6mm. Dapat tandaan na ang aking elbow pull ay nakahawak sa isang U-shaped holder, habang ang uFactory's ay nakahawak sa isang L-shaped. Mahirap ipaliwanag kung ano ang pagkakaiba, ngunit sa palagay ko ginawa ko nang mas mahusay.

Ang mahigpit na pagkakahawak ay pinagsama nang hiwalay. Maaari itong paikutin sa paligid ng axis nito. Ang claw mismo ay nakaupo nang direkta sa motor shaft:

Sa dulo ng artikulo ay magbibigay ako ng isang link sa sobrang detalyadong mga tagubilin sa pagpupulong sa mga litrato. Maaari mong kumpiyansa na i-twist ang lahat nang magkasama sa loob ng ilang oras kung nasa kamay mo na ang lahat ng kailangan mo. Naghanda din ako ng 3D model sa libreng SketchUp program. Maaari mong i-download ito, i-play ito at tingnan kung ano at paano ito binuo.

Electronics

Upang gumana ang kamay, ang kailangan mo lang gawin ay ikonekta ang limang servos sa Arduino at bigyan sila ng kapangyarihan mula sa isang mahusay na mapagkukunan. Gumagamit ang uArm ng ilang uri ng feedback motors. Nag-install ako ng tatlong regular na MG995 na motor at dalawang maliit na metal geared na motor upang makontrol ang gripper.

Narito ang aking salaysay ay malapit na magkakaugnay sa mga nakaraang proyekto. Ilang oras na ang nakalipas nagsimula akong magturo ng Arduino programming at naghanda pa nga ng sarili kong Arduino-compatible board para sa mga layuning ito. Sa kabilang banda, isang araw nagkaroon ako ng pagkakataon na gumawa ng mga board sa murang halaga (na sinulat ko rin). Sa huli, natapos ang lahat sa akin gamit ang sarili kong board na katugma sa Arduino at isang espesyal na kalasag upang kontrolin ang manipulator.

Ang kalasag na ito ay talagang napaka-simple. Mayroon itong apat na variable na resistors, dalawang pindutan, limang servo connector at isang power connector. Ito ay napaka-maginhawa mula sa isang punto ng pag-debug ng view. Maaari kang mag-upload ng isang test sketch at mag-record ng ilang macro para sa kontrol o isang bagay na katulad nito. Magbibigay din ako ng isang link upang i-download ang board file sa dulo ng artikulo, ngunit ito ay inihanda para sa pagmamanupaktura na may metallized na mga butas, kaya ito ay walang gaanong pakinabang para sa produksyon sa bahay.

Programming

Ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay ay ang pagkontrol sa manipulator mula sa isang computer. Ang uArm ay may maginhawang aplikasyon para sa pagkontrol sa manipulator at isang protocol para sa pagtatrabaho dito. Nagpapadala ang computer ng 11 bytes sa COM port. Ang una ay palaging 0xFF, ang pangalawa ay 0xAA at ang ilan sa mga natitira ay mga signal para sa mga servos. Susunod, ang mga data na ito ay na-normalize at ipinadala sa mga makina para sa pagproseso. Ang aking mga servos ay konektado sa mga digital input/output 9-12, ngunit ito ay madaling mabago.

Pinapayagan ka ng terminal program mula sa uArm na baguhin ang limang parameter kapag kinokontrol ang mouse. Habang gumagalaw ang mouse sa ibabaw, nagbabago ang posisyon ng manipulator sa XY plane. Ang pag-ikot ng gulong ay nagbabago sa taas. LMB/RMB - i-compress/uncompress ang claw. RMB + gulong - i-rotate ang grip. Ito ay talagang napaka maginhawa. Kung nais mo, maaari kang sumulat ng anumang terminal software na makikipag-ugnayan sa manipulator gamit ang parehong protocol.

Magbibigay ako ng mga sketch dito - maaari mong i-download ang mga ito sa dulo ng artikulo.

Video ng trabaho

At, sa wakas, ang video ng manipulator mismo. Ipinapakita nito kung paano kontrolin ang isang mouse, resistors, at isang pre-record na programa.

Mga link

Maaaring ma-download ang mga file para sa pagputol ng plexiglass, mga modelong 3D, listahan ng pagbili, mga board drawing at software sa dulo ng aking pangunahing artikulo.
(mag-ingat sa trapiko).

Hello Giktimes!

Ang proyekto ng uArm mula sa uFactory ay nakalikom ng mga pondo sa Kickstarter mahigit dalawang taon na ang nakalipas. Sinabi nila sa simula pa lang na ito ay isang bukas na proyekto, ngunit kaagad pagkatapos ng kumpanya ay hindi sila nagmamadali na i-publish ang source code. Gusto ko lang gupitin ang plexiglass ayon sa kanilang mga guhit at iyon na, ngunit dahil walang mapagkukunan ng mga materyales at walang palatandaan nito sa nakikinita na hinaharap, sinimulan kong ulitin ang disenyo mula sa mga litrato.

Ngayon ang aking robotic na braso ay ganito ang hitsura:

Mabagal akong nagtatrabaho sa loob ng dalawang taon, nakagawa ako ng apat na bersyon at nakakuha ako ng maraming karanasan. Maaari mong mahanap ang paglalarawan, kasaysayan ng proyekto at lahat ng mga file ng proyekto sa ilalim ng hiwa.

Pagsubok at pagkakamali

Gamit ang mga parameter ng input na ito, iginuhit ko ang unang bersyon. Sa kasamaang palad, wala akong anumang mga litrato ng bersyon na iyon ng manipulator (na ginawa sa dilaw). Ang mga pagkakamali sa loob nito ay simpleng epiko. Una, halos imposibleng mag-ipon. Bilang isang patakaran, ang mga mekanika na iginuhit ko bago ang manipulator ay medyo simple, at hindi ko na kailangang isipin ang tungkol sa proseso ng pagpupulong. Ngunit gayon pa man, tinipon ko ito at sinubukang simulan ito, at halos hindi gumagalaw ang aking kamay! Ang lahat ng mga bahagi ay umikot sa paligid ng mga turnilyo at kung hinihigpitan ko ang mga ito upang magkaroon ng mas kaunting paglalaro, hindi siya makagalaw. Kung paluwagin ko ito para makagalaw, lumitaw ang hindi kapani-paniwalang paglalaro. Bilang isang resulta, ang konsepto ay hindi nakaligtas kahit na tatlong araw. At nagsimula siyang magtrabaho sa pangalawang bersyon ng manipulator.

Si Red ay angkop na para sa trabaho. Nag-assemble ito nang normal at maaaring gumalaw nang may pagpapadulas. Nagawa kong subukan ang software dito, ngunit ang kakulangan ng mga bearings at malalaking pagkalugi sa iba't ibang mga thrust ay naging napakahina nito.

Pagkatapos ay inabandona ko ang trabaho sa proyekto sa loob ng ilang oras, ngunit sa lalong madaling panahon ay nagpasya akong dalhin ito sa katuparan. Nagpasya akong gumamit ng mas malakas at sikat na servos, dagdagan ang laki at magdagdag ng mga bearings. Bukod dito, nagpasya ako na hindi ko susubukan na gawin ang lahat nang perpekto nang sabay-sabay. Nagmadali akong nag-sketch ng mga guhit, nang hindi naglalabas ng magagandang koneksyon, at nag-utos ng pagputol mula sa transparent na plexiglass. Gamit ang nagresultang manipulator, nagawa kong i-debug ang proseso ng pagpupulong, natukoy ang mga lugar na nangangailangan ng karagdagang pagpapalakas, at natutunan kung paano gumamit ng mga bearings.

Pagkatapos kong magkaroon ng maraming kasiyahan sa transparent na manipulator, sinimulan kong iguhit ang huling puting bersyon. Kaya, ngayon ang lahat ng mga mekanika ay ganap na na-debug, nababagay sila sa akin at handa akong sabihin na hindi ko nais na baguhin ang anumang bagay sa disenyo na ito:

Nalulungkot ako na hindi ako makapagdala ng anumang panimula na bago sa proyekto ng uArm. Sa oras na sinimulan kong iguhit ang huling bersyon, inilunsad na nila ang mga 3D na modelo sa GrabCad. Bilang isang resulta, pinasimple ko lang ang claw ng kaunti, inihanda ang mga file sa isang maginhawang format at gumamit ng napaka-simple at karaniwang mga bahagi.

Mga tampok ng manipulator

1. Isang sistema ng mga rod na nagpapahintulot sa makapangyarihan at mabibigat na motor na mailagay sa base ng manipulator, pati na rin ang paghawak sa gripper na kahanay o patayo sa base
2. Isang simpleng hanay ng mga bahagi na madaling bilhin o gupitin mula sa plexiglass
3. Mga bearings sa halos lahat ng bahagi ng manipulator
4. Madaling i-assemble. Ito ay naging isang talagang mahirap na gawain. Lalo na mahirap isipin ang proseso ng pag-assemble ng base
5. Ang posisyon ng pagkakahawak ay maaaring mabago ng 90 degrees
6. Open source at dokumentasyon. Ang lahat ay inihanda sa mga naa-access na format. Magbibigay ako ng mga link sa pag-download para sa mga 3D na modelo, pagputol ng mga file, listahan ng mga materyales, electronics at software
7. Katugma sa Arduino. Maraming detractors ng Arduino, ngunit naniniwala ako na ito ay isang pagkakataon upang palawakin ang madla. Madaling maisulat ng mga propesyonal ang kanilang software sa C - isa itong regular na controller mula sa Atmel!

Mechanics

Sinisingil nila ako ng humigit-kumulang $10 para putulin ang lahat ng bahaging ito.

Ang base ay naka-mount sa isang malaking tindig:

Lalo na mahirap mag-isip sa base mula sa punto ng view ng proseso ng pagpupulong, ngunit binantayan ko ang mga inhinyero mula sa uArm. Ang mga rocker ay nakaupo sa isang pin na may diameter na 6mm. Dapat tandaan na ang aking elbow pull ay nakahawak sa isang U-shaped holder, habang ang uFactory's ay nakahawak sa isang L-shaped. Mahirap ipaliwanag kung ano ang pagkakaiba, ngunit sa palagay ko ginawa ko nang mas mahusay.

Ang mahigpit na pagkakahawak ay pinagsama nang hiwalay. Maaari itong paikutin sa paligid ng axis nito. Ang claw mismo ay nakaupo nang direkta sa motor shaft:

Sa dulo ng artikulo ay magbibigay ako ng isang link sa sobrang detalyadong mga tagubilin sa pagpupulong sa mga litrato. Maaari mong kumpiyansa na i-twist ang lahat nang magkasama sa loob ng ilang oras kung nasa kamay mo na ang lahat ng kailangan mo. Naghanda din ako ng 3D model sa libreng SketchUp program. Maaari mong i-download ito, i-play ito at tingnan kung ano at paano ito binuo.

Electronics

Narito ang aking salaysay ay malapit na magkakaugnay sa mga nakaraang proyekto. Nagsimula ako kanina at naghanda pa ako ng sarili kong Arduino-compatible board para sa mga layuning ito. Sa kabilang banda, isang araw nagkaroon ako ng pagkakataon na gumawa ng mga board nang mura (na kung ano ang pinag-uusapan ko rin). Sa huli, natapos ang lahat sa akin gamit ang sarili kong board na katugma sa Arduino at isang espesyal na kalasag upang kontrolin ang manipulator.

Ang kalasag na ito ay talagang napaka-simple. Mayroon itong apat na variable na resistors, dalawang pindutan, limang servo connector at isang power connector. Ito ay napaka-maginhawa mula sa isang punto ng pag-debug ng view. Maaari kang mag-upload ng isang test sketch at mag-record ng ilang macro para sa kontrol o isang bagay na katulad nito. Magbibigay din ako ng isang link upang i-download ang board file sa dulo ng artikulo, ngunit ito ay inihanda para sa pagmamanupaktura na may metallized na mga butas, kaya ito ay walang gaanong pakinabang para sa produksyon sa bahay.

Programming

Binibigyang-daan ka ng terminal program ng uArm na baguhin ang limang parameter kapag kinokontrol ang mouse. Habang gumagalaw ang mouse sa ibabaw, nagbabago ang posisyon ng manipulator sa XY plane. Ang pag-ikot ng gulong ay nagbabago sa taas. LMB/RMB - i-compress/uncompress ang claw. RMB + gulong - i-rotate ang grip. Ito ay talagang napaka maginhawa. Kung nais mo, maaari kang sumulat ng anumang terminal software na makikipag-ugnayan sa manipulator gamit ang parehong protocol.

Hindi ako magbibigay ng mga sketch dito - maaari mong i-download ang mga ito sa dulo ng artikulo.

Video ng trabaho

Mga link

Una, tatalakayin ang mga pangkalahatang isyu, pagkatapos ay ang mga teknikal na katangian ng resulta, mga detalye, at panghuli ang proseso ng pagpupulong mismo.

Sa pangkalahatan at sa pangkalahatan

Ang paglikha ng device na ito sa kabuuan ay hindi dapat magdulot ng anumang kahirapan. Kakailanganin na lubusang pag-isipan ang mga posibilidad na medyo mahirap ipatupad mula sa isang pisikal na pananaw, upang ang braso ng pagmamanipula ay gumaganap ng mga gawaing itinalaga dito.

Mga teknikal na katangian ng resulta

Ang isang sample na may mga parameter ng haba/taas/lapad na 228/380/160 millimeters, ayon sa pagkakabanggit, ay isasaalang-alang. Ang bigat ng tapos na produkto ay humigit-kumulang 1 kilo. Ang isang wired remote control ay ginagamit para sa kontrol. Ang tinatayang oras ng pagpupulong kung mayroon kang karanasan ay mga 6-8 oras. Kung wala ito roon, maaaring tumagal ng mga araw, linggo, at may kasamang mga buwan para ma-assemble ang braso ng manipulator. Sa ganitong mga kaso, dapat mong gawin ito sa iyong sariling mga kamay para lamang sa iyong sariling interes. Upang ilipat ang mga bahagi, ginagamit ang mga commutator motor. Sa sapat na pagsisikap, maaari kang gumawa ng isang aparato na iikot ng 360 ​​degrees. Gayundin, para sa kadalian ng trabaho, bilang karagdagan sa mga karaniwang tool tulad ng isang panghinang na bakal at panghinang, kailangan mong mag-stock sa:

1. Mahabang pliers ng ilong.
2. Mga pamutol sa gilid.
3. Phillips distornilyador.
4. 4 D na mga baterya.

Ang remote control ay maaaring ipatupad gamit ang mga pindutan at isang microcontroller. Kung gusto mong gumawa ng remote wireless control, kakailanganin mo rin ng action control element sa manipulator hand. Bilang mga karagdagan, kakailanganin lamang ng mga device (capacitor, resistors, transistors) na magpapahintulot sa circuit na maging matatag at isang kasalukuyang ng kinakailangang magnitude na maipadala sa pamamagitan nito sa tamang oras.

Maliit na bahagi

Upang ayusin ang bilang ng mga rebolusyon, maaari mong gamitin ang mga gulong ng adaptor. Gagawin nilang makinis ang paggalaw ng kamay ng manipulator.

Kinakailangan din upang matiyak na ang mga wire ay hindi kumplikado sa mga paggalaw nito. Magiging pinakamainam na ilagay ang mga ito sa loob ng istraktura. Magagawa mo ang lahat mula sa labas; ang diskarte na ito ay makatipid ng oras, ngunit maaaring humantong sa mga kahirapan sa paglipat ng mga indibidwal na bahagi o ang buong device. At ngayon: paano gumawa ng manipulator?

Assembly sa pangkalahatan

Ngayon, magpatuloy tayo nang direkta sa paglikha ng braso ng manipulator. Magsimula tayo sa pundasyon. Ito ay kinakailangan upang matiyak na ang aparato ay maaaring paikutin sa lahat ng direksyon. Ang isang magandang solusyon ay ilagay ito sa isang disk platform, na kung saan ay hinihimok ng isang solong motor. Upang maiikot ito sa magkabilang direksyon, mayroong dalawang opsyon:

1. Pag-install ng dalawang makina. Ang bawat isa sa kanila ay magiging responsable para sa pagliko sa isang tiyak na direksyon. Kapag ang isa ay nagtatrabaho, ang isa ay nagpapahinga.
2. Pag-install ng isang motor na may circuit na maaaring magpaikot sa magkabilang direksyon.

Alin sa mga iminungkahing opsyon ang pipiliin nang buo sa iyo. Susunod, ang pangunahing istraktura ay ginawa. Para sa komportableng trabaho, kailangan ang dalawang "joint". Naka-attach sa platform, dapat itong ikiling sa iba't ibang direksyon, na nakamit sa tulong ng mga motor na matatagpuan sa base nito. Ang isa pa o isang pares ay dapat ilagay sa liko ng siko upang ang bahagi ng pagkakahawak ay maaaring ilipat sa pahalang at patayong mga linya ng sistema ng coordinate. Dagdag pa, kung nais mong makakuha ng pinakamataas na kakayahan, maaari kang mag-install ng isa pang motor sa pulso. Susunod ay ang pinaka-kailangan, kung wala ang isang pagmamanipula ng kamay ay imposible. Kailangan mong gawin ang capture device mismo gamit ang iyong sariling mga kamay. Mayroong maraming mga pagpipilian sa pagpapatupad dito. Maaari kang magbigay ng tip sa dalawang pinakasikat:

Video: Paano gumawa ng manipulator

1. Dalawang daliri lamang ang ginagamit, na sabay-sabay na pinipiga at tinatanggal ang bagay na hahawakan. Ito ang pinakasimpleng pagpapatupad, na, gayunpaman, ay karaniwang hindi maaaring magyabang ng makabuluhang kapasidad na nagdadala ng pagkarga.
2. Isang prototype ng kamay ng tao ang nilikha. Dito, ang isang motor ay maaaring gamitin para sa lahat ng mga daliri, sa tulong ng kung saan ang baluktot / extension ay isasagawa. Ngunit ang disenyo ay maaaring gawing mas kumplikado. Kaya, maaari mong ikonekta ang isang motor sa bawat daliri at kontrolin ang mga ito nang hiwalay.

Susunod, nananatili itong gumawa ng isang remote control, sa tulong kung saan ang mga indibidwal na makina at ang bilis ng kanilang operasyon ay maiimpluwensyahan. At maaari kang magsimulang mag-eksperimento gamit ang isang robotic manipulator na ginawa mo mismo.

Mga posibleng representasyon ng eskematiko ng resulta

Ang isang DIY manipulative na kamay ay nagbibigay ng maraming pagkakataon para sa pagkamalikhain. Samakatuwid, ipinakita namin sa iyong pansin ang ilang mga pagpapatupad na maaari mong gawin bilang batayan para sa paglikha ng iyong sariling device para sa isang katulad na layunin.

Video: DIY manipulator.mpg

Anumang ipinakita na manipulator circuit ay maaaring mapabuti.

Konklusyon

Ang mahalagang bagay tungkol sa robotics ay halos walang limitasyon sa functional improvement. Samakatuwid, kung nais mo, ang paglikha ng isang tunay na gawa ng sining ay hindi magiging mahirap. Sa pagsasalita tungkol sa mga posibleng paraan ng karagdagang pagpapabuti, ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit sa kreyn. Ang paggawa ng gayong aparato gamit ang iyong sariling mga kamay ay hindi magiging mahirap sa parehong oras, ito ay magtuturo sa mga bata sa malikhaing gawain, agham at disenyo. At ito naman, ay maaaring magkaroon ng positibong epekto sa kanilang hinaharap na buhay. Mahirap bang gumawa ng crane gamit ang iyong sariling mga kamay? Ito ay hindi kasing problema na tila sa unang tingin. Maliban kung ito ay nagkakahalaga ng pag-aalaga ng pagkakaroon ng mga karagdagang maliliit na bahagi tulad ng isang cable at mga gulong kung saan ito iikot.