Ramię robota sterowane rękawicą: 6 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Cel: Zdobądź doświadczenie i umiejętności rozwiązywania problemów, tworząc projekt do ukończenia

Zarys - użyj rękawicy, aby połączyć się przez arduino, aby kontrolować robotyczne „ramię” wydrukowane w 3D. Każde złącze na ramieniu z nadrukiem 3D ma serwomechanizm, który łączy się z czujnikiem zgięcia na rękawicy i porusza się proporcjonalnie do stopnia zgięcia palca.

Krok 1: Lista materiałów

Rezystory 3-10k

Rezystory czujnika 3-flex

3- serwa

Deska do krojenia chleba

Arduino Uno

Przewody

Opaski na suwak

4-druki 3-D

Załączyłem linki do dokładnych materiałów, których użyłem, aby można je było łatwo sprawdzić, nawet jeśli nie zamawiasz z tych dokładnych linków

Rezystory 3- 10k

Rezystory czujnika 3-flex

3- serwa

Krok 2: Okablowanie

Obraz okablowania dokładnie taki, jak go skonfigurowałem, znajduje się w pliku fritzowym. Okablowanie można najlepiej przyjrzeć się w dwóch różnych częściach. 1) Połączenia od płytki stykowej i arduino do drukowanego 3D „ramienia” 2) Połączenia od płytki stykowej i arduino do rękawicy.

Połączenia ramion z nadrukiem 3D Przewody podłączone do pinów 11, 10, 9, a także regiony dodatnie i ujemne są połączone z 3 różnymi serwomechanizmami. Czarne przewody na serwo łączą się z ujemnymi regionami, a mianowicie ujemną kolumną na płytce stykowej. Czerwone przewody serwomechanizmu łączą się z regionami dodatnimi, a mianowicie z dodatnią kolumną na płytce stykowej. Wreszcie żółte przewody sygnałowe łączą się z arduino.

W mojej konfiguracji pin 9 łączy się z podstawowym serwomechanizmem i jest sterowany kciukiem W mojej konfiguracji pin 10 łączy się z górnym serwomechanizmem i jest kontrolowany przez środkowy palec W mojej konfiguracji pin 11 łączy się ze środkowym serwomechanizmem i jest kontrolowany przez palec wskazujący

2) Połączenia rękawic Istnieją dwa połączenia dostępne na czujnikach flex, po stronie z cienką linią biegnące połączenie zarówno z sygnałem, jak i zaciskiem ujemnym. Strona z grubszym wzorem jest połączeniem z zaciskiem dodatnim. Po stronie, do której podłączasz przewód sygnałowy i ujemny, podłącz rezystor 22k i przewód wtórny. Przewód biegnie prosto do ujemnego zacisku przez płytkę stykową. Rezystor łączy się z jednym końcem z czujnikiem flex, a drugi łączy się z przewodem biegnącym do płytki stykowej przed podłączeniem do pinów analogowych arduino. Trzy piny analogowe, których użyłem to A0, A1, A2. Następnie drugie połączenie czujnika flex biegnie do płytki prototypowej i łączy się z dodatnią kolumną na płytce prototypowej. Na spieczonym pilniku znajduje się wtórny, wyraźniejszy szkic, który pokazuje połączenia dodatnie, ujemne i sygnałowe.

(Uwaga - większość fizycznych połączeń przewodów poza płytką stykową została przylutowana, a do ochrony połączeń zastosowano folię termokurczliwą)

Ostatnimi elementami okablowania są połączenia z zasilania 5 V na arduino do kolumny dodatniej, a masa (GND) łączy się z kolumną ujemną. W poprzek płytki stykowej biegną również paski, które łączą ze sobą kolumny ujemne na każdym końcu płytki, a kolumny dodatnie na każdym końcu płytki.

Dodatkowa uwaga - dłuższe przewody mogą być użyte do zwiększenia ilości luzu dostępnego między płytką stykową a rękawicą lub płytką stykową a ramieniem z nadrukiem 3D, jeśli to konieczne

Krok 3: Okablowanie i objaśnienie kodu

Podstawa programu jest podobna do programu obracania pokręteł w arduino i działa ogólnie jako potencjometr. Czujniki zgięcia na rękawicy wysyłają sygnały w oparciu o zmianę pozycji, gdy palce na rękawiczkach przesuwają zmianę pozycji, wysyłają sygnał do arduino, który następnie wzywa wydrukowaną w 3D „rękę” do zmiany w tej samej proporcji.

W kodzie zdefiniowane są 3 serwa pod pinami 9, 10, 11. Analogowe piny A0, A1, A2 łączą potencjometr

W konfiguracji void serwa są przymocowane do pinów

Następnie pętla void składa się z 3 funkcji: analogRead, map, write i delay

analogRead- odczytuje wartość z pinów analogowych (tych komunikujących się z potencjometrem) i podaje wartość pomiędzy 0 a 1023

Map- (value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh) funkcja map zmienia zakres wartości z odczytywanej wartości analogowej z 500,1000 na 0,180 ponieważ 0-180 to zakresy wartości, które serwo może odczytać, oraz nazwy nowa wartość pod pierwszą na liście

servoWrite- arduino zapisuje wartość do serwa i odpowiednio przesuwa swoją pozycję

Opóźnienie- Opóźnienie powoduje, że program czeka przed ponownym zapętleniem

Krok 4: Struktura mechaniczna części drukowanych w 3D

Dołączone są cztery pliki STL, a także obrazy i filmy z każdej z części. Nie ma obrazu złożenia plików, ale jest obraz wersji drukowanej w 3D. Cztery różne części są połączone za pomocą 3 serwomechanizmów na każdym z połączeń. Podstawa łączy się z ramieniem za pomocą serwomechanizmów, które są następnie mocowane do pierwszego pilnika ramiennego, a następnie do drugiego pilnika ramiennego.

Krok 5: Mechaniczna konstrukcja rękawicy

Konstrukcja rękawicy była dość prosta, czujniki zgięcia zostały przyklejone na gorąco do trzech palców rękawicy, a opaski zamka błyskawicznego służyły do utrzymywania przewodów na miejscu.

Uwaga: Stwierdzono, że jeśli te konkretne czujniki zgięcia, które zostały użyte, staną się zbyt brudne, może to wpłynąć na ich działanie, więc kawałki taśmy zostały umieszczone na czujnikach, aby utrzymać je w czystości

Dodatkowa uwaga-ruch ramienia 3-D może być nieco szarpany, gdy do zasilania używany jest tylko przewód USB biegnący do arduino, można to poprawić, podłączając więcej mocy przez baterie i podłączając zaciski dodatnie i ujemne do dodatnich i ujemnych kolumn na płytce stykowej