این پروژه یک کار مدولار چند سطحی است. مرحله اول پروژه مونتاژ ماژول بازوی رباتیک است که به صورت کیت قطعات عرضه می شود. مرحله دوم کار مونتاژ رابط کامپیوتر IBM نیز از مجموعه ای از قطعات خواهد بود. در نهایت، مرحله سوم کار، ایجاد ماژول کنترل صوتی است.

بازوی ربات را می توان به صورت دستی با استفاده از کنترل دستی موجود در کیت کار کرد. بازوی ربات را می‌توان از طریق رابط رایانه شخصی IBM یا با استفاده از ماژول کنترل صوتی کنترل کرد. کیت رابط PC IBM به شما امکان می دهد تا از طریق یک کامپیوتر کاری IBM PC اعمال ربات را کنترل و برنامه ریزی کنید. دستگاه کنترل صدا به شما این امکان را می دهد تا با استفاده از دستورات صوتی، بازوی ربات را کنترل کنید.

همه این ماژول ها با هم تشکیل می شوند دستگاه کاربردی، که به شما امکان می دهد آزمایش ها را انجام دهید و توالی خودکار اقدامات را برنامه ریزی کنید یا حتی یک بازوی دستکاری کاملاً "سیمی" را "متحرک کنید".

رابط کامپیوتر به شما این امکان را می دهد کامپیوتر شخصیبازوی دستکاری کننده را برای زنجیره ای از اقدامات خودکار برنامه ریزی کنید یا آن را "احیا" کنید. همچنین گزینه ای وجود دارد که در آن می توانید دست را به صورت تعاملی با استفاده از کنترلر دست یا برنامه ویندوز 95/98 کنترل کنید. "انیمیشن" دست بخش "سرگرمی" از زنجیره اقدامات خودکار برنامه ریزی شده است. به عنوان مثال، اگر یک عروسک دستکش کودک را روی بازوی دستکاری قرار دهید و دستگاه را طوری برنامه ریزی کنید که نمایشی کوچک به نمایش بگذارد، عروسک الکترونیکی را طوری برنامه ریزی می کنید که زنده شود. برنامه نویسی اقدامات خودکار را پیدا می کند کاربرد گستردهدر صنعت و صنعت سرگرمی

پرکاربردترین ربات در صنعت بازوی رباتیک است. بازوی ربات ابزاری بسیار انعطاف پذیر است، البته فقط به این دلیل که بخش انتهایی بازو می تواند ابزار مناسب مورد نیاز برای وظیفه خاصیا تولید برای مثال می توان از بازوی جوشکاری مفصلی استفاده کرد جوش نقطه ای، از نازل اسپری می توان برای رنگ آمیزی قطعات و مجموعه های مختلف استفاده کرد و از گیره می توان برای بستن و نگه داشتن اجسام استفاده کرد.

بنابراین، همانطور که می بینیم، بازوی رباتیک بسیاری از عملکردهای مفید را انجام می دهد و می تواند به عنوان کار انجام شود ابزار کاملبرای مطالعه فرآیندهای مختلف. با این حال، ساخت یک بازوی رباتیک از ابتدا یک چالش است. جمع کردن دست از قطعات بسیار ساده تر است مجموعه آماده. OWI به اندازه کافی می فروشد مجموعه های خوببازوهای دستکاری، که در بسیاری از توزیع کنندگان الکترونیکی موجود است (لیست قطعات را در انتهای این فصل ببینید). با استفاده از رابط، می توانید بازوی دستکاری مونتاژ شده را به پورت چاپگر یک رایانه در حال کار متصل کنید. می‌توانید از سری رایانه‌های شخصی IBM یا دستگاه‌های سازگاری که از DOS یا Windows 95/98 پشتیبانی می‌کند به‌عنوان رایانه کاری خود استفاده کنید.

پس از اتصال به درگاه چاپگر رایانه، بازوی رباتیک را می توان به صورت تعاملی یا برنامه ای از رایانه کنترل کرد. کنترل دستی در حالت تعاملی بسیار ساده است. برای این کار کافیست روی یکی از کلیدهای تابع کلیک کنید تا دستوری برای انجام یک حرکت خاص به ربات ارسال شود. با فشردن کلید برای بار دوم فرمان خاتمه می یابد.

برنامه نویسی زنجیره ای از اقدامات خودکار نیز دشوار نیست. ابتدا بر روی دکمه Program کلیک کنید تا وارد حالت برنامه شوید. در این مد، عقربه دقیقاً همانطور که در بالا توضیح داده شد عمل می کند، اما علاوه بر این، هر تابع و زمان عمل آن در فایل اسکریپت ثابت می شود. فایل اسکریپت می تواند حداکثر 99 عدد داشته باشد توابع مختلفاز جمله مکث ها خود فایل اسکریپت 99 بار قابل پخش است. ضبط فایل های اسکریپت مختلف به شما این امکان را می دهد که با یک سری اقدامات خودکار کنترل شده توسط رایانه آزمایش کنید و دست را "احیای" کنید. کار با برنامه تحت ویندوز 95/98 با جزئیات بیشتر در زیر توضیح داده شده است. برنامه ویندوز در کیت رابط بازوی رباتیک گنجانده شده است یا می توان آن را به صورت رایگان از اینترنت http://www.imagesco.com دانلود کرد.

بعلاوه برنامه ویندوزدست را می توان با استفاده از BASIC یا QBASIC کنترل کرد. برنامه سطح DOS روی فلاپی دیسک های همراه کیت رابط موجود است. با این حال، برنامه DOS فقط به کنترل تعاملی با استفاده از صفحه کلید اجازه می دهد (به پرینت برنامه BASIC در یکی از فلاپی دیسک ها مراجعه کنید). برنامه سطح DOS به شما اجازه ایجاد فایل های اسکریپت را نمی دهد. با این حال، اگر تجربه برنامه نویسی BASIC دارید، می توان توالی حرکات بازوی دستکاری کننده را به همان روشی که فایل اسکریپت استفاده شده در برنامه ویندوز برنامه ریزی کرد، برنامه ریزی کرد. دنباله حرکات را می توان تکرار کرد، همانطور که در بسیاری از روبات های "متحرک" انجام می شود.

بازوی رباتیک

بازوی دستکاری (شکل 15.1 را ببینید) دارای سه درجه آزادی حرکت است. مفصل آرنج می تواند به صورت عمودی به سمت بالا و پایین در یک قوس تقریباً 135 درجه حرکت کند. "مفصل" شانه، دستگیره را در یک قوس تقریباً 120 درجه به جلو و عقب حرکت می دهد. بازو را می توان بر روی پایه در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت با زاویه تقریباً 350 درجه چرخاند. گیره بازوی ربات می تواند اجسام تا قطر 5 سانتی متر را بگیرد و نگه دارد و حدود 340 درجه در مچ دست بچرخد.

برنج. 15.1. طرح حرکتی حرکات و چرخش بازوی ربات

مربی بازوی رباتیک OWI از پنج موتور مینیاتوری برای به حرکت درآوردن بازو استفاده کرد. جریان مستقیم. موتورها کنترل دستی را با سیم فراهم می کنند. این کنترل "سیمی" به این معنی است که هر عملکرد حرکت ربات (یعنی عملکرد موتور مربوطه) توسط سیم های جداگانه (اعمال ولتاژ) کنترل می شود. هر یک از پنج موتور DC حرکت بازوی خود را کنترل می کند. کنترل سیمی به شما امکان می دهد یک واحد کنترل دستی بسازید که مستقیماً به سیگنال های الکتریکی پاسخ می دهد. این طرح رابط بازوی ربات را که به پورت چاپگر متصل می شود، ساده می کند.

بازو از پلاستیک سبک ساخته شده است. بیشتر قطعاتی که بار اصلی را حمل می کنند نیز از پلاستیک ساخته شده اند. موتورهای DC مورد استفاده در طراحی بازو، موتورهای مینیاتوری، سرعت بالا و گشتاور کم هستند. برای افزایش گشتاور، هر موتور به یک گیربکس متصل می شود. موتورها به همراه گیربکس ها در داخل ساختار بازوی دستکاری نصب می شوند. اگرچه گیربکس گشتاور را افزایش می دهد، بازوی ربات نمی تواند به اندازه کافی بلند یا حمل کند اجسام سنگین. حداکثر وزن مجاز بالابر توصیه شده 130 گرم است.

کیت بازوی ربات و اجزای آن در شکل های 15.2 و 15.3 نشان داده شده است.

برنج. 15.2. کیت بازوی ربات

برنج. 15.3. گیربکس قبل از مونتاژ

اصل کنترل موتور

برای درک نحوه عملکرد کنترل توسط سیم، بیایید ببینیم چگونه سیگنال دیجیتالعملکرد یک موتور DC را کنترل می کند. دو ترانزیستور مکمل برای کنترل موتور مورد نیاز است. یک ترانزیستور دارای رسانایی نوع PNP و دیگری دارای رسانایی نوع NPN است. هر ترانزیستور مانند یک کلید الکترونیکی عمل می کند و جریان جریان را از طریق موتور DC کنترل می کند. جهت جریان جریان کنترل شده توسط هر یک از ترانزیستورها مخالف است. جهت جریان، جهت چرخش موتور را به ترتیب در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت تعیین می کند. روی انجیر شکل 15.4 یک مدار آزمایشی را نشان می دهد که می توانید قبل از ایجاد یک رابط، آن را مونتاژ کنید. توجه داشته باشید که وقتی هر دو ترانزیستور خاموش هستند، موتور خاموش است. فقط یک ترانزیستور باید در یک زمان روشن باشد. اگر در نقطه ای هر دو ترانزیستور به طور تصادفی روشن شوند، این منجر به مدار کوتاه. هر موتور توسط دو ترانزیستور رابط هدایت می شود که به روشی مشابه کار می کنند.

برنج. 15.4. نمودار جستجوگر

طراحی رابط کامپیوتر

نمودار رابط PC در شکل نشان داده شده است. 15.5. مجموعه قطعات رابط PC شامل یک برد مدار چاپی است که محل قطعات روی آن در شکل نشان داده شده است. 15.6.

برنج. 15.5. مداررابط کامپیوتر

برنج. 15.6. چیدمان قطعات رابط کامپیوتر

اول از همه، شما باید سمت برد مدار چاپی را تعیین کنید. در سمت نصب، خطوط سفید برای نشان دادن مقاومت ها، ترانزیستورها، دیودها، آی سی ها و کانکتور DB25 کشیده شده است. تمام قطعات از سمت نصب به برد وارد می شوند.

نکته کلی: پس از لحیم کردن قطعه به هادی های PCB، سیم های بیش از حد طولانی را از سمت چاپ جدا کنید. هنگام نصب قطعات بسیار راحت است که دنباله خاصی را دنبال کنید. ابتدا مقاومت های 100 کیلو اهم (حلقه های رنگی: قهوه ای، مشکی، زرد، طلایی یا نقره ای) را که دارای علامت R1-R10 هستند، سوار کنید. سپس 5 دیود D1-D5 را سوار کنید و مطمئن شوید که نوار سیاه روی دیودها مطابق با کانکتور DB25 باشد، همانطور که با خطوط سفید مشخص شده در سمت نصب PCB نشان داده شده است. سپس مقاومت های 15 کیلو اهم (رنگ قهوه ای، سبز، نارنجی، طلایی یا نقره ای) با برچسب R11 و R13 را سوار کنید. در موقعیت R12، یک LED قرمز را به برد لحیم کنید. آند LED مربوط به سوراخ R12 است که با علامت + مشخص شده است. سپس سوکت های 14 و 20 پین را زیر آی سی های U1 و U2 قرار دهید. کانکتور DB25 نوع زاویه ای را سوار و لحیم کنید. سعی نکنید پین های رابط را با نیروی زیاد به داخل برد فشار دهید، فقط در اینجا دقت لازم است. در صورت لزوم، کانکتور را به آرامی تکان دهید، مراقب باشید که پایه های پین خم نشود. کلید کشویی را وصل کنید و رگولاتور ولتاژ 7805 را تایپ کنید.چهار قطعه سیم را به طول مورد نیاز ببرید و به بالای کلید لحیم کنید. ترتیب سیم کشی را همانطور که در شکل نشان داده شده است حفظ کنید. ترانزیستورهای TIP 120 و TIP 125 را وارد و لحیم کنید و در نهایت سوکت 8 پین و کابل اتصال 75 میلی متری را لحیم کنید. پایه به گونه ای نصب شده است که طولانی ترین پایانه ها به سمت بالا نگاه کنند. دو آی سی - 74LS373 و 74LS164 - را در سوکت مربوطه خود قرار دهید. مطمئن شوید که موقعیت کلید آی سی روی جلد آن با کلید مشخص شده با خطوط سفید روی برد مدار مطابقت دارد. ممکن است متوجه شده باشید که فضاهایی روی برد برای قطعات اضافی باقی مانده است. این مکان برای آداپتور شبکه. روی انجیر 15.7 عکسی از رابط نهایی را از سمت نصب نشان می دهد.

برنج. 15.7. رابط کامپیوتر مونتاژ شده است. نمای از بالا

چگونه رابط کار می کند

بازوی دستکاری دارای پنج موتور DC است. بر این اساس، برای کنترل هر موتور، از جمله جهت چرخش، به 10 اتوبوس ورودی/خروجی نیاز داریم. پورت موازی (چاپگر) رایانه شخصی IBM و ماشین‌های سازگار فقط شامل هشت گذرگاه ورودی/خروجی است. برای افزایش تعداد باس های کنترلی در رابط بازوی ربات، از آی سی 74LS164 استفاده شده است که مبدل سریال به موازی (SIPO) است. تنها با استفاده از دو گذرگاه پورت موازی D0 و D1 که کد سریال را به آی سی می فرستند، می توانیم هشت عدد دریافت کنیم. لاستیک های اضافیورودی خروجی. همانطور که گفته شد، هشت گذرگاه ورودی/خروجی را می توان ایجاد کرد، اما این رابط از پنج عدد از آنها استفاده می کند.

هنگامی که یک کد سریال به آی سی 74LS164 وارد می شود، کد موازی مربوطه در خروجی آی سی ظاهر می شود. اگر خروجی‌های 74LS164 مستقیماً به ورودی‌های ترانزیستورهای کنترل متصل می‌شدند، عملکردهای جداگانه بازوی دستکاری به موقع با ارسال کد سریال روشن و خاموش می‌شد. بدیهی است که این وضعیت غیرقابل قبول است. برای جلوگیری از این امر، یک آی سی دوم 74LS373 به مدار رابط وارد می شود - یک کلید الکترونیکی هشت کانالی کنترل شده.

سوئیچر هشت کاناله 74LS373 دارای هشت باس ورودی و هشت باس خروجی است. اطلاعات باینری موجود در گذرگاه های ورودی تنها در صورتی به خروجی های مربوطه IC منتقل می شود که سیگنال فعال به آی سی اعمال شود. پس از خاموش شدن سیگنال فعال، وضعیت فعلی گذرگاه های خروجی ذخیره می شود (به خاطر سپرده می شود). در این حالت سیگنال های ورودی آی سی هیچ تاثیری بر وضعیت باس های خروجی ندارند.

پس از ارسال بسته سریال اطلاعات به 74LS164، پین D2 پورت موازی یک سیگنال فعال را به 74LS373 ارسال می کند. این به شما امکان می دهد اطلاعات را به صورت موازی از ورودی IC 74LS174 به گذرگاه های خروجی آن انتقال دهید. وضعیت باس های خروجی به ترتیب توسط ترانزیستورهای TIP 120 کنترل می شود که به نوبه خود عملکرد بازوی دستکاری کننده را کنترل می کنند. این فرآیند با هر دستور جدیدی که به بازوی دستکاری کننده داده می شود، تکرار می شود. گذرگاه های پورت موازی D3-D7 ترانزیستورهای TIP 125 را مستقیماً هدایت می کنند.

اتصال رابط به بازوی دستکاری

بازوی رباتیک توسط یک منبع تغذیه 6 ولتی متشکل از چهار عنصر D واقع در پایه سازه تغذیه می شود. رابط PC نیز از این منبع تغذیه 6 ولت تغذیه می شود. منبع تغذیه دوقطبی است و ولتاژهای ± 3 ولت را ارائه می دهد. برق از طریق یک کانکتور Molex هشت پین که به پایه مانیپولاتور متصل است، به رابط تامین می شود.

رابط را با استفاده از یک کابل 75 میلی متری هشت سیم Molex به بازوی دستکاری وصل کنید. کابل Molex به کانکتور واقع در پایه دستکاری متصل می شود (شکل 15.8 را ببینید). بررسی کنید که کانکتور به درستی و ایمن وارد شده باشد. برای اتصال برد رابط به کامپیوتر از کابل DB25 به طول 180 سانتی متر استفاده شده که در کیت موجود است. یک سر کابل به درگاه چاپگر متصل می شود. سر دیگر به کانکتور DB25 روی برد رابط متصل می شود.

برنج. 15.8. اتصال رابط کامپیوتر به بازوی ربات

در بیشتر موارد، یک چاپگر به طور معمول به درگاه چاپگر متصل است. برای جلوگیری از دردسر وصل و جدا کردن کانکتورها هر بار که می‌خواهید از پدل استفاده کنید، بهتر است جعبه کلید روشن/خاموش پرینتر A/B Bus (DB25) را خریداری کنید. کانکتور رابط دستکاری را به ورودی A و چاپگر را به ورودی B وصل کنید. اکنون می توانید از سوئیچ برای اتصال رایانه به چاپگر یا رابط استفاده کنید.

نصب برنامه تحت ویندوز 95

یک فلاپی دیسک 3.5 اینچی با برچسب "Disc 1" را در درایو فلاپی دیسک قرار دهید و نصب کننده (setup.exe) را اجرا کنید. نصب کننده یک پوشه به نام "Images" روی هارد دیسک شما ایجاد می کند و فایل های لازم را در این دایرکتوری کپی می کند. شروع نماد Images در منو ظاهر می شود برای راه اندازی برنامه، روی نماد Images در منوی شروع کلیک کنید.

کار با برنامه تحت ویندوز 95

رابط را با استفاده از کابل DB 25 به طول 180 سانتی متر به درگاه چاپگر رایانه وصل کنید. رابط را به پایه بازوی دستکاری وصل کنید. تا زمان مشخصی، رابط را در حالت خاموش نگه دارید. اگر رابط در این زمان روشن باشد، اطلاعات ذخیره شده در درگاه چاپگر ممکن است باعث حرکت بازوی دستکاری شود.

با دوبار کلیک بر روی نماد Images در منوی استارت، برنامه را اجرا کنید. پنجره برنامه در شکل نشان داده شده است. 15.9. هنگامی که برنامه در حال اجرا است، LED قرمز روی برد رابط باید چشمک بزند. توجه داشته باشید:برای شروع چشمک زدن LED نیازی به روشن شدن این رابط نیست. سرعت چشمک زدن LED با سرعت پردازنده کامپیوتر شما تعیین می شود. سوسو زدن LED ممکن است بسیار کم نور باشد. برای اینکه متوجه این موضوع شوید، ممکن است مجبور شوید نور اتاق را کم کنید و کف دست های خود را به هم بچسبانید تا LED را مشاهده کنید. اگر LED چشمک نمی زند، ممکن است برنامه به آدرس پورت اشتباهی (پورت LPT) دسترسی داشته باشد. برای تغییر رابط به یک آدرس پورت دیگر (پورت LPT)، به کادر گزینه‌های درگاه چاپگر واقع در سمت راست بروید. گوشه بالاییصفحه نمایش گزینه دیگری را انتخاب کنید. نصب صحیحآدرس پورت باعث چشمک زدن LED می شود.

برنج. 15.9. اسکرین شات از برنامه رابط کامپیوتر تحت ویندوز

هنگامی که LED چشمک می زند، روی نماد Puuse کلیک کنید و تنها پس از آن رابط را روشن کنید. کلیک کردن روی کلید عملکرد مربوطه باعث حرکت پاسخ بازوی دستکاری می شود. با کلیک مجدد، حرکت متوقف می شود. استفاده از کلیدهای تابع برای کنترل دست نامیده می شود کنترل مد تعاملی

ایجاد فایل اسکریپت

فایل‌های اسکریپت برای برنامه‌ریزی حرکات و توالی خودکار اقدامات بازوی دستکاری‌کننده استفاده می‌شوند. فایل اسکریپت حاوی لیستی از دستورات موقت است که حرکات بازوی دستکاری کننده را کنترل می کند. ایجاد یک فایل اسکریپت بسیار آسان است. برای ایجاد یک فایل، روی نرم افزار برنامه کلیک کنید. این عملیات به شما امکان می دهد تا وارد مد "برنامه نویسی" فایل اسکریپت شوید. با فشردن کلیدهای تابع، همانطور که قبلاً انجام دادیم، حرکات دست را کنترل می کنیم، اما اطلاعات دستورات در جدول اسکریپت زرد رنگ واقع در گوشه سمت چپ پایین صفحه ثبت می شود. شماره مرحله که از یک شروع می شود در ستون سمت چپ نشان داده می شود و برای هر دستور جدید یک عدد افزایش می یابد. نوع حرکت (عملکرد) در ستون وسط مشخص شده است. هنگامی که کلید تابع دوباره کلیک می شود، اجرای حرکت متوقف می شود و مقدار زمان اجرای حرکت از ابتدا تا انتهای آن در ستون سوم ظاهر می شود. زمان اجرای حرکت با دقت ربع ثانیه نشان داده شده است. به همین ترتیب، کاربر می تواند تا 99 حرکت را در فایل اسکریپت برنامه ریزی کند، از جمله مکث های زمانی. سپس فایل اسکریپت را می توان ذخیره کرد و بعداً از هر دایرکتوری بارگیری کرد. اجرای دستورات اسکریپت-فایل می تواند تا 99 بار تکرار شود که برای این منظور باید تعداد تکرارها را در پنجره Repeat وارد کرده و روی Start کلیک کنید. برای تکمیل نوشتن در فایل اسکریپت، کلید Interactive را فشار دهید. این دستور کامپیوتر را به حالت تعاملی برمی گرداند.

"احیای" اشیاء

فایل های اسکریپت را می توان برای اتوماسیون کامپیوتری اقدامات یا برای "انیمیشن" اشیاء استفاده کرد. در مورد "انیمیشن" اشیا، "اسکلت" مکانیکی رباتیک کنترل شده معمولاً با یک پوسته بیرونی پوشانده می شود و خود قابل مشاهده نیست. عروسک دستکشی که در ابتدای فصل توضیح داده شد را به خاطر دارید؟ پوسته بیرونی می‌تواند به شکل یک شخص (جزئی یا کامل)، یک موجود بیگانه، یک حیوان، یک گیاه، یک سنگ و هر چیز دیگری باشد.

محدودیت های برنامه

اگر می خواهید برسید سطح حرفه ایانجام اقدامات خودکار یا "متحرک سازی" اشیاء، بنابراین، به اصطلاح، برای حفظ نام تجاری، دقت موقعیت یابی هنگام انجام حرکات در هر لحظه از زمان باید به 100٪ نزدیک شود.

با این حال، ممکن است متوجه شوید که با تکرار توالی اقدامات ثبت شده در فایل اسکریپت، موقعیت بازوی دستکاری (الگوی حرکت) با حالت اصلی متفاوت خواهد بود. این به چند دلیل اتفاق می افتد. همانطور که باتری های منبع تغذیه بازو تخلیه می شوند، کاهش توان عرضه شده به موتورهای DC منجر به کاهش گشتاور و سرعت موتورها می شود. بنابراین، طول حرکت دستکاری و ارتفاع بار برداشته شده برای مدت زمان مشابه برای باتری های مرده و "تازه" متفاوت است. اما دلیل فقط این نیست. حتی با یک منبع تغذیه تثبیت شده، سرعت شفت موتور تغییر می کند زیرا کنترل کننده سرعت موتور وجود ندارد. برای هر مدت زمان ثابت، تعداد دور هر بار کمی متفاوت خواهد بود. این منجر به این واقعیت می شود که هر بار موقعیت بازوی دستکاری کننده نیز متفاوت خواهد بود. در پایان باید گفت که در دنده های گیربکس عکس العمل خاصی وجود دارد که به آن نیز توجهی نمی شود. تحت تأثیر همه این عوامل که در اینجا به تفصیل بررسی کردیم، هنگام اجرای چرخه ای از دستورات مکرر یک فایل اسکریپت، موقعیت بازوی دستکاری هر بار کمی متفاوت خواهد بود.

جستجوی موقعیت خانه

می توانید با افزودن مدار بازخوردی که موقعیت بازوی دستکاری کننده را کنترل می کند، عملکرد دستگاه را بهبود بخشید. این اطلاعات را می توان برای تعیین موقعیت مطلق دستکاری کننده در رایانه وارد کرد. با چنین سیستم بازخورد موقعیتی، می توان موقعیت بازوی دستکاری کننده را در ابتدای اجرای هر دنباله از دستورات ثبت شده در فایل اسکریپت در همان نقطه تنظیم کرد.

برای این کار امکانات زیادی وجود دارد. در یکی از روش های اصلی، کنترل موقعیتی در هر نقطه ارائه نمی شود. در عوض، مجموعه ای از سوئیچ های محدود استفاده می شود که مطابق با موقعیت اصلی "شروع" است. سوئیچ های محدود دقیقاً یک موقعیت را تعیین می کنند - زمانی که دستکاری کننده به موقعیت "شروع" می رسد. برای انجام این کار، باید دنباله سوئیچ های محدود (دکمه ها) را به گونه ای تنظیم کنید که وقتی دستکاری کننده در یک جهت یا جهت دیگر به موقعیت شدید می رسد، بسته شوند. به عنوان مثال، یک سوئیچ محدود را می توان بر روی پایه دستکاری نصب کرد. سوئیچ تنها زمانی باید کار کند که بازو در جهت عقربه های ساعت به موقعیت انتهایی خود برسد. سایر لیمیت سوئیچ ها باید روی مفاصل شانه و آرنج نصب شوند. آنها باید زمانی فعال شوند که مفصل مربوطه به طور کامل گسترش یابد. سوئیچ دیگری روی برس نصب می شود و با چرخاندن برس تا انتها در جهت عقربه های ساعت فعال می شود. آخرین لیمیت سوئیچ روی دسته نصب می شود و با باز شدن کامل بسته می شود. برای تنظیم مجدد مانیپولاتور، هر حرکت احتمالی دستکاری کننده در جهتی که برای بستن سوئیچ محدود مربوطه تا بسته شدن این کلید لازم است انجام می شود. پس از رسیدن به موقعیت اولیه برای هر حرکت، کامپیوتر به طور دقیق موقعیت واقعی بازوی دستکاری کننده را "می داند".

پس از رسیدن محل شروعمی توانیم برنامه نوشته شده در فایل اسکریپت را مجدداً اجرا کنیم، بر اساس این فرض که خطای موقعیت یابی در طول اجرای هر چرخه به قدری آهسته جمع می شود که منجر به انحرافات خیلی زیاد در موقعیت دستکاری کننده از حالت مورد نظر نشود. . پس از اجرای فایل اسکریپت، عقربه در موقعیت اصلی خود قرار می گیرد و چرخه فایل اسکریپت تکرار می شود.

در برخی از سکانس ها، دانستن تنها موقعیت شروع کافی نیست، به عنوان مثال، هنگام بلند کردن تخم مرغ بدون خطر له شدن پوسته آن. در چنین مواردی، سیستم بازخورد موقعیتی پیچیده‌تر و دقیق‌تری مورد نیاز است. سیگنال های حسگرها را می توان با استفاده از ADC پردازش کرد. سیگنال های دریافتی را می توان برای تعیین مقادیر پارامترهایی مانند موقعیت، فشار، سرعت و گشتاور استفاده کرد. مثال ساده زیر می تواند به عنوان یک مثال عمل کند. تصور کنید که یک مقاومت متغیر خطی کوچک را به گره کپچر متصل کرده اید. مقاومت متغیر به گونه ای تنظیم شده است که حرکت لغزنده آن به جلو و عقب با باز و بسته شدن دستگیره مرتبط است. بنابراین، بسته به درجه باز شدن دستگیره، مقاومت مقاومت متغیر تغییر می کند. پس از کالیبراسیون، با اندازه گیری مقاومت جریانی مقاومت متغیر، می توانید زاویه باز شدن گیره های گیره را به طور دقیق تنظیم کنید.

ایجاد چنین سیستم بازخوردی سطح دیگری از پیچیدگی را به دستگاه وارد می کند و بر این اساس منجر به افزایش قیمت آن می شود. بنابراین بیشتر گزینه سادهمعرفی سیستم است کنترل دستیبرای تصحیح موقعیت و حرکات بازوی دستکاری کننده در حین اجرای برنامه اسکریپت.

سیستم کنترل رابط دستی

هنگامی که تأیید کردید که رابط به درستی کار می کند، می توانید از کانکتور تخت 8 پین برای اتصال واحد کنترل دستی به آن استفاده کنید. همانطور که در شکل نشان داده شده است، موقعیت اتصال کانکتور 8 پین Molex را به سر کانکتور روی برد رابط بررسی کنید. 15.10. کانکتور را با دقت وارد کنید تا به طور ایمن وصل شود. پس از آن، بازوی دستی را می توان در هر زمان از کنترل دستی کنترل کرد. مهم نیست که رابط به کامپیوتر متصل باشد یا نه.

برنج. 15.10. اتصال کنترل دستی

برنامه کنترل صفحه کلید DOS

یک برنامه DOS وجود دارد که به شما امکان می دهد عملکرد بازوی دستکاری را از صفحه کلید رایانه در حالت تعاملی کنترل کنید. لیست کلیدهای مربوط به اجرای یک تابع خاص در جدول آورده شده است.

ب کنترل صدابازوی دستکاری کننده از یک مجموعه تشخیص گفتار (SCR) استفاده می کند که در فصل توضیح داده شد. 7. در این فصل، یک رابط ایجاد می کنیم که URR را به بازوی دستکاری کننده متصل می کند. این رابط همچنین به عنوان یک کیت از Images SI, Inc در دسترس است.

نمودار رابط برای RRR در شکل نشان داده شده است. 15.11. این رابط از یک میکروکنترلر 16F84 استفاده می کند. برنامه میکروکنترلر به شکل زیر است:

برنامه رابط URR

درگاه نماد A = 5

نماد TRISA = 133

درگاه نماد B = 6

نماد TRISB = 134

اگر بیت 4 = 0 باشد، «اگر نوشتن در تریگر فعال است، طرحواره را بخوانید

"تکرار" را شروع کنید

مکث 500 «0.5 ثانیه صبر کنید

Peek PortB، B0 «کد BCD را بخوانید

اگر بیت 5 = 1 است، «کد خروجی» را ارسال کنید

باید "تکرار" را شروع کنید

نگاهی به PortA، b0 'خواندن پورت A

اگر بیت 4 = 1 باشد، یازده "آیا عدد 11 است؟

poke PortB، b0 'کد خروجی

باید "تکرار" را شروع کنید

اگر بیت 0 = 0 باشد ده

باید "تکرار" را شروع کنید

باید "تکرار" را شروع کنید

برنج. 15.11. طرح کنترل کننده URR برای بازوی ربات

به روز رسانی نرم افزار تحت 16F84 را می توان به صورت رایگان از http://www.imagesco.com دانلود کرد

برنامه نویسی رابط URR

برنامه نویسی رابط RRS شبیه برنامه نویسی RRS از مجموعه توصیف شده در فصل است. 7. برای عملکرد صحیح بازوی دستکاری، باید کلمات دستوری را بر اساس اعداد مربوط به حرکت خاص دستکاری برنامه ریزی کنید. روی میز. 15.1 نمونه هایی از کلمات دستوری را نشان می دهد که عملکرد بازوی دستکاری کننده را کنترل می کنند. شما می توانید کلمات دستوری را به دلخواه انتخاب کنید.

جدول 15.1

لیست قطعات برای رابط کامپیوتر

(5) ترانزیستور NPN TIP120

(5) ترانزیستور PNP TIP 125

(1) مبدل کد IC 74164

(1) IC 74LS373 هشت کلید

(1) LED قرمز

(5) دیود 1N914

(1) سوکت اتصال 8 پین Molex

(1) کابل Molex 8 هسته ای، 75 میلی متر طول

(1) سوئیچ DIP

(1) اتصال زاویه DB25

(1) کابل DB 25 1.8 متری با دو کانکتور M-type.

(1) تخته مدار چاپی

(3) مقاومت 15kΩ، 0.25W

تمام موارد ذکر شده در کیت موجود است.

لیست قطعات برای رابط تشخیص گفتار

(5) ترانزیستور NPN TIP 120

(5) ترانزیستور PNP TIP 125

(1) دروازه IC 4011 NOR

(1) IC 4049 - 6 بافر

(1) تقویت کننده عملیاتی IC 741

(1) مقاومت 5.6 کیلو اهم، 0.25 وات

(1) مقاومت 15 کیلو اهم، 0.25 وات

(1) سر اتصال 8 پین Molex

(1) کابل Molex 8 هسته ای، طول 75 میلی متر

(10) مقاومت 100 کیلو اهم، 0.25 وات

(1) مقاومت 4.7 کیلو اهم، 0.25 وات

(1) آی سی تنظیم کننده ولتاژ 7805

(1) میکروکنترلر IC PIC 16F84

(1) کریستال کوارتز 4.0 مگاهرتز

کیت رابط بازوی رباتیک

کیت بازوی دستکاری OWI

رابط تشخیص گفتار برای بازوی دستکاری

مجموعه دستگاه تشخیص گفتار

قطعات قابل سفارش از:

Images, S.I., Inc.

ابتدا به مسائل کلی پرداخته می شود، سپس مشخصات فنی نتیجه، جزئیات و در نهایت خود فرآیند مونتاژ مورد بررسی قرار می گیرد.

در کل و به طور کلی

ایجاد این دستگاهبه طور کلی، نباید هیچ مشکلی ایجاد کند. لازم است فقط به امکاناتی که اجرای آنها از نظر فیزیکی بسیار دشوار است ، از نظر کیفی فکر کنید تا بازوی دستکاری وظایف محول شده به آن را انجام دهد.

مشخصات فنی نتیجه

نمونه ای با پارامترهای طول/ارتفاع/عرض به ترتیب 228/380/160 میلی متر در نظر گرفته می شود. وزن ساخته شده تقریباً 1 کیلوگرم خواهد بود. سیمی برای کنترل از راه دور. زمان تخمینی مونتاژ با تجربه - حدود 6-8 ساعت. اگر آنجا نباشد، ممکن است روزها، هفته ها و با همدستی ماه ها طول بکشد تا بازوی دستکاری مونتاژ شود. با دستان خود و به تنهایی در چنین مواردی ارزش انجام آن را دارد به جز دست خود منافع خود. برای جابجایی قطعات از موتورهای کلکتور استفاده می شود. با تلاش کافی می توانید دستگاهی بسازید که 360 درجه بچرخد. همچنین، برای راحتی کار، علاوه بر ابزارهای استاندارد مانند لحیم کاری و لحیم کاری، باید موارد زیر را نیز ذخیره کنید:

1. انبر بینی بلند.
2. گیره های جانبی.
3. پیچ گوشتی متقاطع.
4. 4 باتری D.

کنترل از راه دور کنترل از راه دورمی توان با استفاده از دکمه ها و میکروکنترلر پیاده سازی کرد. اگر می خواهید یک ریموت بسازید کنترل بی سیمیک عنصر کنترل عمل نیز در دست دستکاری کننده مورد نیاز خواهد بود. به عنوان اضافات، تنها دستگاه هایی (خازن، مقاومت، ترانزیستور) مورد نیاز خواهند بود که مدار را تثبیت کرده و آن را به لحظات مناسبزمان، جریان مقدار مورد نیاز.

قطعات کوچک

برای تنظیم تعداد دور، می توانید از چرخ های انتقال استفاده کنید. آنها حرکت بازوی دستکاری را صاف می کنند.

همچنین باید مطمئن شوید که سیم ها حرکت آن را پیچیده نمی کنند. بهتر است آنها را در داخل سازه قرار دهید. شما می توانید همه چیز را از بیرون انجام دهید، این رویکرد باعث صرفه جویی در زمان می شود، اما به طور بالقوه می تواند منجر به مشکلاتی در جابجایی گره های فردی یا کل دستگاه شود. و اکنون: چگونه یک دستکاری بسازیم؟

مجمع به طور کلی

اکنون مستقیماً به ساخت بازوی دستکاری کننده می رویم. ما از پایه شروع می کنیم. لازم است اطمینان حاصل شود که دستگاه می تواند در همه جهات بچرخد. تصمیم خوبروی یک پلت فرم دیسکی قرار می گیرد که توسط یک موتور به حرکت در می آید. برای اینکه بتواند در هر دو جهت بچرخد، دو گزینه وجود دارد:

1. نصب دو موتور. هر یک از آنها مسئول چرخش در جهت خاصی خواهند بود. وقتی یکی کار می کند، دیگری در حال استراحت است.
2. نصب یک موتور با مداری که می تواند آن را در هر دو جهت بچرخاند.

انتخاب کدام یک از گزینه های پیشنهادی فقط به شما بستگی دارد. بعد ساختار اصلی می آید. برای راحتی کار، دو "مفاصل" مورد نیاز است. متصل به پلت فرم باید بتواند به آن خم شود طرف های مختلف، که با کمک موتورهای قرار داده شده در پایه آن حل می شود. یکی دیگر یا یک جفت باید در خم آرنج قرار داده شود تا بتوان قسمت گیره را در امتداد خطوط افقی و عمودی سیستم مختصات حرکت داد. علاوه بر این، اگر می خواهید حداکثر فرصت ها را به دست آورید، می توانید موتور دیگری را در مچ دست نصب کنید. علاوه بر این، ضروری ترین، که بدون آن بازوی دستکاری کننده قابل تصور نیست. با دستان خود باید خود دستگاه ضبط را بسازید. گزینه های پیاده سازی زیادی در اینجا وجود دارد. شما می توانید در مورد دو مورد از محبوب ترین آنها راهنمایی کنید:

1. فقط از دو انگشت استفاده می شود که به طور همزمان شیء گرفته شده را فشرده و باز می کند. این ساده ترین پیاده سازی است که، با این حال، معمولاً نمی تواند بار قابل توجهی داشته باشد.
2. نمونه اولیه دست انسان در حال ساخت است. در اینجا می توان از یک موتور برای همه انگشتان استفاده کرد که با کمک آن خم / خم شدن انجام می شود. اما می توانید طراحی را پیچیده تر کنید. بنابراین، می توانید یک موتور را به هر انگشت متصل کنید و آنها را جداگانه کنترل کنید.

در مرحله بعد ، ساخت یک کنترل از راه دور باقی مانده است که با کمک آن موتورهای فردی و سرعت کار آنها تحت تأثیر قرار می گیرد. و می توانید با استفاده از یک بازوی روباتیک که خودتان انجام دهید شروع به آزمایش کنید.

نمایش شماتیک ممکن از نتیجه

فراهم می کند فرصت های گستردهبرای ایده های خلاقانه بنابراین، چندین پیاده سازی برای توجه شما ارائه شده است که می توانید آنها را مبنای ایجاد خود قرار دهید دستگاه خودهدف مشابه

هر طرح ارائه شده از دستکاری کننده را می توان بهبود بخشید.

نتیجه

نکته مهم در رباتیک این است که عملا هیچ محدودیتی برای بهبود عملکرد وجود ندارد. بنابراین، اگر می خواهید یک اثر هنری واقعی خلق کنید، کار سختی نیست. در مورد راه های احتمالی بهبود اضافی، باید به دستکاری جرثقیل اشاره کرد. ساخت چنین وسیله ای با دستان خود دشوار نخواهد بود، در عین حال به شما امکان می دهد به کودکان آموزش دهید کار خلاقانه، علم و طراحی. و این به نوبه خود می تواند تأثیر مثبتی بر آنها داشته باشد زندگی آینده. آیا ساختن یک دستکاری جرثقیل با دستان خود دشوار خواهد بود؟ این مسئله آنقدرها هم که در نگاه اول به نظر می رسد مشکل ساز نیست. آیا ارزش مراقبت از در دسترس بودن موارد اضافی را دارد؟ قطعات کوچکمانند کابل و چرخ هایی که روی آن می چرخد.

این مقاله یک راهنمای مقدماتی برای مبتدیان برای ایجاد است دست های رباتیککه با آردوینو برنامه ریزی شده اند. مفهوم این است که پروژه بازوی رباتیک ارزان و آسان برای ساخت خواهد بود. ما یک نمونه اولیه ساده با کدی که می تواند و باید بهینه شود، جمع آوری می کنیم، این یک شروع عالی برای شما در رباتیک خواهد بود. ربات آردوینو توسط یک جوی استیک هک شده کنترل می شود و می توان آن را طوری برنامه ریزی کرد که دنباله ای از اقداماتی که شما مشخص کرده اید را تکرار کند. اگر در برنامه نویسی مهارت ندارید، می توانید پروژه را به عنوان آموزش مونتاژ سخت افزار بگیرید، کد من را در آن آپلود کنید و دریافت کنید. دانش عمومی. باز هم، پروژه بسیار ساده است.

در ویدیو - نسخه ی نمایشی با ربات من.

مرحله 1: فهرست مواد

ما نیاز خواهیم داشت:

1. برد آردوینو. من از Uno استفاده کردم، اما هر یک از انواع به همان اندازه کار را به خوبی انجام می دهد.
2. Servos، 4 ارزان ترین موردی که پیدا خواهید کرد.
3. مصالح مسکن به انتخاب شما مناسب چوب، پلاستیک، فلز، مقوا. پروژه من از یک نوت بوک قدیمی ساخته شده است.
4. اگر نمی خواهید با PCB خود را به زحمت بیندازید، به برد برد نیاز دارید. تخته مناسب اندازه کوچک، به دنبال گزینه هایی با جامپر و منبع تغذیه باشید - آنها بسیار ارزان هستند.
5. چیزی برای پایه بازو - من از قوطی قهوه استفاده کردم، این بهترین گزینه نیست، اما تمام چیزی است که می توانم در آپارتمان پیدا کنم.
6. نخ ریز برای مکانیسم دست و سوزن برای ایجاد سوراخ.
7. چسب و نوار چسب برای نگه داشتن همه چیز در کنار هم. چیزی نیست که با چسب و چسب حرارتی نتوان آن را به هم چسباند.
8. سه مقاومت 10K اگر مقاومت ندارید، با این حال، در کد چنین مواردی راه حلی وجود دارد بهترین گزینهمقاومت خواهد خرید.

مرحله 2: چگونه همه کار می کند

شکل پیوست اصل دست را نشان می دهد. من هم همه چیز را با کلمات توضیح خواهم داد. دو قسمت دست توسط یک نخ نازک به هم متصل می شوند. وسط نخ به سروو دست وصل می شود. وقتی سروو نخ را می کشد، دست فشرده می شود. من بازویم را با فنر قلم توپی نصب کردم، اما اگر بیشتر دارید مواد انعطاف پذیر، می توانید از آن استفاده کنید.

مرحله 3: جوی استیک را اصلاح کنید

با فرض اینکه کار مونتاژ مکانیزم بازو را تمام کرده اید، به قسمت جوی استیک می پردازم.

برای این پروژه از یک جوی استیک قدیمی استفاده شد، اما در اصل هر دستگاهی که دکمه داشته باشد این کار را انجام می دهد. دکمه های آنالوگ (قارچ ها) برای کنترل سرووها استفاده می شوند، زیرا در اصل فقط پتانسیومتر هستند. اگر جوی استیک ندارید، می توانید از سه پتانسیومتر معمولی استفاده کنید، اما اگر مثل من هستید که یک جوی استیک قدیمی را با دستان خود اصلاح می کنید، پس کاری که باید انجام دهید این است.

پتانسیومترها را وصل کردم تخته نان، هر کدام سه پایانه دارند. یکی از آنها باید به GND وصل شود، دومی به + 5 ولت در آردوینو و وسطی به ورودی که بعداً تعریف خواهیم کرد. ما از محور Y در پتانسیومتر سمت چپ استفاده نخواهیم کرد، بنابراین فقط به پتانسیومتر بالای جوی استیک نیاز داریم.

در مورد سوئیچ ها، +5 ولت را به یک سر آن وصل کنید و سیمی که به ورودی دیگر آردوینو می رود به سر دیگر آن. جوی استیک من یک خط +5 ولت دارد که برای همه سوئیچ ها مشترک است. من فقط 2 دکمه را وصل کردم، اما در صورت لزوم، یکی دیگر را وصل کردم.

همچنین بریدن سیم هایی که به تراشه می روند (دایره سیاه روی جوی استیک) مهم است. وقتی همه موارد بالا را کامل کردید، می توانید سیم کشی را شروع کنید.

مرحله 4: سیم کشی دستگاه ما

عکس سیم کشی برق دستگاه را نشان می دهد. پتانسیومترها اهرم هایی روی جوی استیک هستند. Elbow محور Y راست است، Base محور X راست است، Shoulder محور X چپ است. اگر می‌خواهید جهت سرووها را تغییر دهید، فقط سیم‌های +5V و GND را روی پتانسیومتر مناسب تعویض کنید.

مرحله 5: دانلود کد

در این مرحله، باید کد پیوست شده را در رایانه دانلود کرده و سپس آن را در آردوینو آپلود کنیم.

توجه: اگر قبلاً کدی را در آردوینو آپلود کرده اید، این مرحله را رد کنید - چیز جدیدی یاد نخواهید گرفت.

1. Arduino IDE را باز کنید و کد را در آن قرار دهید
2. در Tools/Board تابلوی خود را انتخاب کنید
3. در Tools/Serial Port، پورتی را انتخاب کنید که بردتان به آن متصل است. به احتمال زیاد، انتخاب شامل یک مورد خواهد بود.
4. روی دکمه آپلود کلیک کنید.

می توانید محدوده سرووها را تغییر دهید، در کدی که من یادداشت هایی در مورد نحوه انجام این کار گذاشتم. به احتمال زیاد، کد بدون مشکل کار می کند، فقط باید پارامتر سروو بازو را تغییر دهید. این تنظیم به نحوه تنظیم موضوع بستگی دارد، بنابراین توصیه می کنم آن را درست انجام دهید.

اگر از مقاومت استفاده نمی کنید، باید کد را در جایی که در این مورد یادداشت گذاشتم تغییر دهید.

فایل ها

مرحله 6: شروع پروژه

ربات با حرکات روی جوی استیک کنترل می شود، دست با استفاده از دکمه دست فشرده و باز می شود. این ویدیو نشان می دهد که چگونه همه چیز در زندگی واقعی کار می کند.

در اینجا راهی برای برنامه ریزی یک دست وجود دارد:

1. مانیتور سریال را در Arduino IDE باز کنید، این کار باعث می‌شود تا روند کار را آسان‌تر دنبال کنید.
2. با کلیک بر روی ذخیره، موقعیت شروع را ذخیره کنید.
3. فقط یک سروو را در هر بار حرکت دهید، برای مثال شانه به بالا، و ذخیره را فشار دهید.
4. عقربه را نیز فقط در مرحله آن فعال کنید و سپس با فشردن save ذخیره کنید. غیرفعال سازی نیز در مرحله ای جداگانه و سپس با فشار دادن ذخیره انجام می شود.
5. وقتی دنباله دستورات را تمام کردید، دکمه پخش را فشار دهید، ربات به موقعیت شروع می رود و سپس شروع به حرکت می کند.
6. اگر می خواهید آن را متوقف کنید، کابل را از برق بکشید یا دکمه ریست را روی برد آردوینو فشار دهید.

اگر همه چیز را درست انجام دهید، نتیجه مشابه این خواهد بود!

امیدوارم درس برای شما مفید بوده باشد!

از ویژگی های این ربات بر روی پلتفرم آردوینو می توان به پیچیدگی طراحی آن اشاره کرد. Roboarm از اهرم های زیادی تشکیل شده است که به آن اجازه می دهد تنها با استفاده از 4 موتور سروو در تمام محورها حرکت کند، چیزهای مختلف را بگیرد و حرکت دهد. جمع آوری کردن با دستان خودمچنین رباتی قطعاً می توانید دوستان و عزیزان خود را با امکانات و نمای دلپذیراین دستگاه! به یاد داشته باشید که همیشه می توانید از محیط گرافیکی RobotON Studio ما برای برنامه نویسی استفاده کنید!

اگر سوال یا نظری دارید، ما همیشه در تماس هستیم! نتایج خود را ایجاد کرده و به اشتراک بگذارید!

ویژگی ها:

برای مونتاژ یک بازوی رباتیک DIY، به چند قطعه نیاز دارید. قسمت اصلی توسط قطعات پرینت سه بعدی اشغال شده است، حدود 18 مورد از آنها وجود دارد (لازم به چاپ اسلاید نیست) اگر هر آنچه را که نیاز دارید دانلود و چاپ کرده اید، به پیچ و مهره، مهره و لوازم الکترونیکی نیاز خواهید داشت:

• 5 پیچ M4 20mm، 1 x 40mm و مهره های ضد چرخش مطابق
• 6 پیچ M3 10mm، 1 x 20mm و مهره های مربوطه
• تخته نان با سیم یا سپر اتصال
• آردوینو نانو
• 4 سروو موتور SG 90

پس از مونتاژ محفظه، مهم است که اطمینان حاصل شود که می تواند آزادانه حرکت کند. اگر اجزای کلیدی Roboarm به سختی حرکت کنند، سروو موتورها ممکن است قادر به تحمل بار نباشند. هنگام مونتاژ وسایل الکترونیکی، باید به خاطر داشت که بهتر است پس از بررسی کامل اتصالات، مدار را به برق وصل کنید. برای جلوگیری از آسیب به سرووهای SG 90، در صورت عدم نیاز، نیازی به چرخاندن خود موتور با دست ندارید. در صورت نیاز به توسعه SG 90، باید شفت موتور را به آرامی در جهات مختلف حرکت دهید.

مشخصات:

• برنامه نویسی ساده به دلیل وجود تعداد کمی موتور و از یک نوع
• وجود مناطق مرده برای برخی از سرووها
• کاربرد گسترده ربات در زندگی روزمره
• کار مهندسی جالب
• لزوم استفاده از پرینتر سه بعدی

هی Geektimes!

پروژه uArm از uFactory بیش از دو سال پیش در کیک استارتر سرمایه جمع آوری کرد. از اول هم گفتند که می شود پروژه باز، اما بلافاصله پس از پایان شرکت، آنها عجله ای برای آپلود کد منبع نداشتند. من فقط می خواستم پلکسی را طبق نقشه های آنها برش دهم و تمام، اما از آنجایی که هیچ کد منبع وجود نداشت و در آینده قابل پیش بینی پیش بینی نشده بود، شروع به تکرار طرح از روی عکس کردم.

حالا بازوی روبوی من شبیه این است:

با آهسته کار کردن در طی دو سال، موفق به ساخت چهار نسخه شدم و تجربه زیادی به دست آوردم. توضیحات، تاریخچه پروژه و تمام فایل های پروژه که می توانید در زیر برش پیدا کنید.

ازمایش و خطا

وقتی شروع به کار بر روی نقشه ها کردم، می خواستم نه تنها uArm را تکرار کنم، بلکه آن را بهبود بخشم. به نظرم رسید که در شرایط من انجام بدون بلبرینگ کاملاً امکان پذیر است. همچنین این واقعیت را دوست نداشتم که الکترونیک با کل بازو می چرخد ​​و می خواست طراحی قسمت پایین لولا را ساده کند. به علاوه من بلافاصله شروع کردم به کشیدن او کمی کمتر.

با این ورودی ها نسخه اول رو رسم کردم. متأسفانه من هیچ عکسی از آن نسخه دستکاری کننده (که در آن ساخته شده بود) نداشتم رنگ زرد). اشتباهات در آن فقط حماسی بود. اول اینکه مونتاژ آن تقریبا غیرممکن بود. به عنوان یک قاعده، مکانیکی که من قبل از دستکاری ترسیم کردم بسیار ساده بود و من مجبور نبودم به روند مونتاژ فکر کنم. اما با این حال، آن را جمع کردم و سعی کردم آن را اجرا کنم، و دست به سختی حرکت کرد! تمام قطعات دور پیچ ها می چرخید و اگر آنها را سفت می کردم که کمتر بازی کند، نمی توانست حرکت کند. اگر آن را شل کنم تا بتواند حرکت کند، عکس العمل باورنکردنی ظاهر می شود. در نتیجه، این مفهوم حتی سه روز هم دوام نیاورد. و من شروع به کار بر روی نسخه دوم manipulator کردم.

قرمز قبلاً برای کار کاملاً مناسب بود. او معمولاً مونتاژ می کرد و می توانست با روغن کاری حرکت کند. تونستم نرم افزار رو رویش تست کنم ولی باز هم نبود بلبرینگ و تلفات زیاد روی میله های مختلف باعث شد خیلی ضعیف بشه.

سپس برای مدتی این پروژه را رها کردم، اما خیلی زود تصمیم گرفتم آن را به ذهنم بیاورم. تصمیم گرفتم از سرووهای قدرتمندتر و محبوب تر استفاده کنم، اندازه را افزایش دهم و یاتاقان ها را اضافه کنم. و من تصمیم گرفتم که سعی نکنم همه چیز را یکباره کامل کنم. من نقاشی ها را برای با عجله، بدون ترسیم جفت های زیبا و برش از پلکسی شفاف را سفارش داد. در دستکاری کننده به دست آمده، من توانستم فرآیند مونتاژ را اشکال زدایی کنم، مکان هایی را که نیاز به تقویت بیشتری دارند شناسایی کردم و نحوه استفاده از بلبرینگ را یاد گرفتم.

پس از بازی با دستکاری کننده شفاف تا ته دل، نشستم تا نسخه سفید نهایی را بکشم. بنابراین، اکنون تمام مکانیک ها به طور کامل اشکال زدایی شده اند، مناسب من است و آماده است اعلام کنم که نمی خواهم چیز دیگری را در این طراحی تغییر دهم:

من را افسرده می کند که نتوانستم اساساً چیز جدیدی را به پروژه uArm بیاورم. زمانی که طراحی نسخه نهایی را شروع کردم، آنها قبلاً مدل های سه بعدی را روی GrabCad عرضه کرده بودند. در پایان، من فقط پنجه را کمی ساده کردم، فایل ها را با فرمت مناسب آماده کردم و از اجزای بسیار ساده و استاندارد استفاده کردم.

ویژگی های دستکاری کننده

قبل از ظهور uArm، دستکاری‌کنندگان دسکتاپ این کلاس نسبتاً کسل‌کننده به نظر می‌رسیدند. یا اصلاً الکترونیک نداشتند یا نوعی کنترل با مقاومت داشتند یا نرم افزار اختصاصی خودشان را داشتند. ثانیاً، آنها معمولاً سیستمی از لولاهای موازی نداشتند و خود دستگیره هنگام کار موقعیت خود را تغییر می داد. اگر تمام مزایای دستکاری کننده من را جمع آوری کنیم، یک لیست نسبتا طولانی دریافت می کنیم:

1. سیستمی از میله‌ها که به شما امکان می‌دهد موتورهای قدرتمند و سنگین را در پایه دستگاه قرار دهید و همچنین گیره را موازی یا عمود بر پایه نگه دارید.
2. مجموعه ای ساده از قطعاتی که به راحتی می توان آنها را از پلکسی خریداری کرد یا از آن برش داد
3. بلبرینگ تقریباً در تمام گره های دستکاری کننده
4. مونتاژ آسان. معلوم شد که درست است کار چالش برانگیز. به خصوص فکر کردن در مورد روند مونتاژ پایه دشوار بود
5. موقعیت گرفتن را می توان تا 90 درجه تغییر داد
6. منبع باز و مستندات. همه چیز در قالب های قابل دسترس آماده شده است. لینک دانلود مدل های سه بعدی، فایل های برش، لیست مواد، الکترونیک و نرم افزار را می دهم
7. سازگار با آردوینو مخالفان زیادی برای آردوینو وجود دارد، اما من معتقدم که این فرصتی است برای گسترش مخاطب. حرفه ای ها می توانند به راحتی نرم افزار خود را به زبان C بنویسند - این یک کنترلر معمولی از Atmel است!

مکانیک

برای مونتاژ، لازم است قطعات را از پلکسی 5 میلی متری برش دهید:

برای برش تمام این قطعات حدود 10 دلار از من گرفتند.

پایه روی یک یاتاقان بزرگ نصب شده است:

به خصوص فکر کردن به پایگاه از نقطه نظر فرآیند مونتاژ دشوار بود، اما من به مهندسان UArm نگاه می کردم. صندلی های گهواره ای روی یک سنجاق به قطر 6 میلی متر قرار می گیرند. لازم به ذکر است که رانش آرنج من روی یک نگهدارنده U شکل و برای uFactory روی یک نگهدارنده L شکل قرار می گیرد. توضیح اینکه تفاوت چیست، سخت است، اما فکر می کنم بهتر عمل کردم.

ضبط به طور جداگانه جمع آوری می شود. می تواند حول محور خود بچرخد. خود پنجه مستقیماً روی محور موتور قرار می گیرد:

در پایان مقاله، من پیوندی به دستورالعمل های مونتاژ فوق العاده دقیق در عکس ها خواهم داد. در عرض چند ساعت، می توانید با اطمینان همه چیز را بچرخانید، اگر هر چیزی که نیاز دارید در دسترس باشد. یک مدل سه بعدی هم آماده کردم برنامه رایگانطرح کردن می توانید آن را دانلود کنید، آن را بچرخانید و ببینید چه چیزی و چگونه جمع آوری شده است.

الکترونیک

برای اینکه بازو کار کند، تنها کاری که باید انجام دهید این است که پنج سروو را به آردوینو وصل کنید و با استفاده از آن، برق آنها را تامین کنید. منبع خوب. uArm از تعدادی موتور استفاده کرد بازخورد. من سه موتور معمولی MG995 و دو موتور دنده فلزی کوچک را برای کنترل گریپ عرضه کردم.

در اینجا داستان من با پروژه های قبلی پیوند تنگاتنگی دارد. مدتی است که آموزش برنامه نویسی آردوینو را شروع کرده ام و حتی برد سازگار با آردوینو خودم را برای این منظور آماده کرده ام. از طرفی یک بار فرصت ساخت تخته ارزان (که در موردش هم نوشتم) به دستم رسید. در نهایت، همه چیز با این واقعیت به پایان رسید که من از برد سازگار با آردوینو خودم و یک سپر تخصصی برای کنترل دستکاری استفاده کردم.

این سپر در واقع بسیار ساده است. دارای چهار مقاومت متغیر، دو دکمه، پنج کانکتور سروو و یک کانکتور برق است. این از نقطه نظر اشکال زدایی بسیار راحت است. می توانید یک طرح آزمایشی آپلود کنید و نوعی ماکرو برای کنترل یا چیزی شبیه به آن بنویسید. لینک دانلود فایل برد را هم در انتهای مطلب می گذارم اما برای ساخت با آبکاری سوراخ دار آماده شده است بنابراین برای تولید خانگی زیاد مناسب نیست.

برنامه نويسي

جالب ترین چیز کنترل دستکاری کننده از رایانه است. uArm یک برنامه کاربردی برای کنترل دستکاری و یک پروتکل برای کار با آن دارد. کامپیوتر 11 بایت به پورت COM ارسال می کند. اولین مورد همیشه 0xFF، دومی 0xAA و برخی از بقیه سیگنال های سروو هستند. علاوه بر این، این داده ها نرمال می شوند و برای آزمایش در اختیار موتورها قرار می گیرند. من سرووهایی دارم که به ورودی/خروجی دیجیتال 9-12 متصل هستند، اما به راحتی می توان آن را تغییر داد.

برنامه ترمینال از uArm به شما امکان می دهد هنگام کنترل ماوس پنج پارامتر را تغییر دهید. هنگام حرکت ماوس بر روی سطح، موقعیت دستکاری کننده در صفحه XY تغییر می کند. چرخ را بچرخانید - ارتفاع را تغییر دهید. LMB / RMB - چنگال را فشار دهید / باز کنید. RMB + چرخ - چرخش دستگیره. در واقع بسیار راحت است. در صورت تمایل، می توانید هر نرم افزار ترمینالی را بنویسید که با استفاده از همان پروتکل با دستکاری کننده ارتباط برقرار کند.

من در اینجا طرحی نمی دهم - می توانید آنها را در انتهای مقاله دانلود کنید.

ویدئوی کار

و در نهایت، ویدئوی عملکرد خود دستکاری کننده. کنترل ماوس، مقاومت ها و طبق یک برنامه از پیش ضبط شده را نشان می دهد.

پیوندها

فایل های برش پلکسی، مدل های سه بعدی، لیست خرید، نقشه های تخته و نرم افزار را می توانید در انتهای مطلب دانلود کنید.