Ang proyektong ito ay isang multi-level na modular na gawain. Ang unang yugto ng proyekto ay ang pagpupulong ng robotic arm module, na ibinibigay bilang isang kit ng mga bahagi. Ang ikalawang yugto ng gawain ay upang tipunin ang interface ng IBM PC mula din sa isang hanay ng mga bahagi. Sa wakas, ang ikatlong yugto ng gawain ay ang paglikha ng voice control module.

Maaaring manual na paandarin ang braso ng robot gamit ang kontrol ng kamay na kasama sa kit. Ang braso ng robot ay maaari ding kontrolin alinman sa pamamagitan ng isang naka-assemble na interface ng IBM PC o gamit ang isang voice control module. Binibigyang-daan ka ng IBM PC interface kit na kontrolin at i-program ang mga aksyon ng robot sa pamamagitan ng isang IBM PC work computer. Papayagan ka ng voice control device na kontrolin ang braso ng robot gamit ang mga voice command.

Ang lahat ng mga module na ito ay magkakasamang nabuo functional na aparato, na magbibigay-daan sa iyong magsagawa ng mga eksperimento at programa ng mga awtomatikong pagkakasunud-sunod ng mga aksyon, o kahit na "i-animate" ang isang ganap na "wired" na braso ng manipulator.

Ang PC interface ay nagpapahintulot sa iyo na Personal na computer i-program ang braso ng manipulator para sa isang hanay ng mga awtomatikong aksyon o "buhayin" ito. Mayroon ding opsyon kung saan maaari mong kontrolin ang kamay nang interactive gamit ang alinman sa hand controller o isang Windows 95/98 program. Ang "animation" ng kamay ay ang "entertainment" na bahagi ng chain ng mga naka-program na awtomatikong aksyon. Halimbawa, kung maglalagay ka ng baby glove puppet sa braso ng manipulator at i-program ang device para ipakita sa isang maliit na palabas, ipo-program mo ang electronic puppet para mabuhay. Naghahanap ng mga awtomatikong pagkilos sa programming malawak na aplikasyon sa industriya at industriya ng entertainment.

Ang pinakamalawak na ginagamit na robot sa industriya ay ang robotic arm. Ang braso ng robot ay isang napaka-flexible na tool, kung dahil lamang ang dulong bahagi ng manipulator ng braso ay maaaring ang naaangkop na tool na kinakailangan para sa tiyak na gawain o produksyon. Halimbawa, maaaring gumamit ng articulated welding arm spot welding, ang spray nozzle ay maaaring gamitin upang magpinta ng iba't ibang bahagi at assemblies, at ang gripper ay maaaring gamitin upang i-clamp at hawakan ang mga bagay, para lamang pangalanan ang ilan.

Kaya, tulad ng nakikita natin, ang robotic arm ay gumaganap ng maraming kapaki-pakinabang na pag-andar at maaaring magsilbi bilang perpektong kasangkapan para sa pag-aaral iba't ibang proseso. Gayunpaman, ang pagbuo ng isang robotic arm mula sa simula ay isang hamon. Mas madaling mag-ipon ng isang kamay mula sa mga bahagi handa na set. Ang OWI ay nagbebenta ng sapat magandang set manipulator arms, na makukuha mula sa maraming distributor ng electronics (tingnan ang listahan ng mga bahagi sa dulo ng kabanatang ito). Gamit ang interface, maaari mong ikonekta ang naka-assemble na manipulator arm sa printer port ng isang gumaganang computer. Maaari kang gumamit ng serye ng IBM PC o katugmang makina na sumusuporta sa DOS o Windows 95/98 bilang iyong computer sa trabaho.

Kapag nakakonekta na sa printer port ng computer, ang robotic arm ay maaaring kontrolin nang interactive o programmatically mula sa computer. Ang kontrol ng kamay sa interactive na mode ay napaka-simple. Upang gawin ito, i-click lamang ang isa sa mga function key upang magpadala ng command sa robot upang magsagawa ng isang partikular na paggalaw. Ang pagpindot sa key sa pangalawang pagkakataon ay tinatapos ang utos.

Ang pagprograma ng isang hanay ng mga awtomatikong pagkilos ay hindi rin mahirap. Mag-click muna sa pindutan ng Program upang makapasok sa mode ng programa. Sa mod na ito, ang kamay ay gumagana nang eksakto tulad ng inilarawan sa itaas, ngunit bilang karagdagan, ang bawat function at ang oras ng pagkilos nito ay naayos sa script file. Maaaring maglaman ng hanggang 99 ang script file iba't ibang function kabilang ang mga paghinto. Ang script file mismo ay maaaring i-replay nang 99 beses. Ang pagre-record ng iba't ibang mga script-file ay nagbibigay-daan sa iyo na mag-eksperimento sa isang kinokontrol na pagkakasunud-sunod ng mga awtomatikong aksyon at "buhayin" ang kamay. Ang pagtatrabaho sa programa sa ilalim ng Windows 95/98 ay inilalarawan nang mas detalyado sa ibaba. Ang Windows program ay kasama sa robotic arm interface kit o maaaring i-download nang walang bayad mula sa Internet http://www.imagesco.com.

Karagdagan sa Windows program maaaring kontrolin ang kamay gamit ang BASIC o QBASIC. Ang programa sa antas ng DOS ay nakapaloob sa mga floppy disk na kasama ng interface kit. Gayunpaman, pinapayagan lamang ng DOS program ang interactive na kontrol gamit ang keyboard (tingnan ang printout ng BASIC program sa isa sa mga floppy disk). Ang programa sa antas ng DOS ay hindi nagpapahintulot sa iyo na lumikha ng mga file ng script. Gayunpaman, kung mayroon kang BASIC na karanasan sa programming, ang pagkakasunud-sunod ng mga paggalaw ng braso ng manipulator ay maaaring i-program sa parehong paraan tulad ng script file na ginamit sa programa ng Windows. Ang pagkakasunud-sunod ng mga paggalaw ay maaaring ulitin, tulad ng ginagawa sa maraming "animated" na mga robot.

Robotic na braso

Ang braso ng manipulator (tingnan ang Fig. 15.1) ay may tatlong antas ng kalayaan sa paggalaw. Ang magkasanib na siko ay maaaring gumalaw patayo pataas at pababa sa isang arko na humigit-kumulang 135°. Ang "joint" ng balikat ay gumagalaw sa grip pabalik-balik sa isang arko na humigit-kumulang 120°. Ang braso ay maaaring iikot sa base clockwise o counterclockwise sa pamamagitan ng isang anggulo na humigit-kumulang 350°. Ang robot arm gripper ay maaaring kunin at hawakan ang mga bagay na hanggang 5cm ang lapad at umiikot sa magkasanib na pulso nang humigit-kumulang 340°.

kanin. 15.1. Kinematic scheme ng mga paggalaw at pagliko ng braso ng robot

Gumamit ang OWI Robotic Arm Trainer ng limang miniature na motors para itulak ang braso. direktang kasalukuyang. Ang mga motor ay nagbibigay ng kontrol sa kamay gamit ang mga wire. Ang "wired" na kontrol na ito ay nangangahulugan na ang bawat function ng paggalaw ng robot (ibig sabihin, ang pagpapatakbo ng kaukulang motor) ay kinokontrol ng magkahiwalay na mga wire (naglalagay ng boltahe). Ang bawat isa sa limang DC motor ay kumokontrol sa sarili nitong paggalaw ng braso. Nagbibigay-daan sa iyo ang wired control na gumawa ng hand controller unit na direktang tumutugon sa mga electrical signal. Pinapasimple nito ang layout ng interface ng robot arm na kumokonekta sa printer port.

Ang braso ay gawa sa magaan na plastik. Karamihan sa mga bahagi na nagdadala ng pangunahing kargada ay gawa rin sa plastik. Ang mga DC motor na ginamit sa disenyo ng braso ay miniature, high speed, low torque motors. Upang madagdagan ang metalikang kuwintas, ang bawat motor ay konektado sa isang gearbox. Ang mga motor kasama ang mga gearbox ay naka-install sa loob ng istraktura ng braso ng manipulator. Bagama't pinapataas ng gearbox ang metalikang kuwintas, ang braso ng robot ay hindi makakaangat o makapagdala ng sapat mabibigat na bagay. Ang inirerekumendang maximum na pinapahintulutang timbang ng pag-angat ay 130g.

Ang robot arm kit at ang mga bahagi nito ay ipinapakita sa Figures 15.2 at 15.3.

kanin. 15.2. Robot arm kit

kanin. 15.3. Gearbox bago ang pagpupulong

Prinsipyo ng kontrol ng motor

Para maunawaan kung paano gumagana ang control by wire, tingnan natin kung paano digital signal kinokontrol ang pagpapatakbo ng isang solong DC motor. Dalawang pantulong na transistor ang kinakailangan upang makontrol ang motor. Ang isang transistor ay may PNP type conductivity, ang isa ay NPN type conductivity, ayon sa pagkakabanggit. Ang bawat transistor ay kumikilos tulad ng isang elektronikong switch, na kinokontrol ang daloy ng kasalukuyang sa pamamagitan ng DC motor. Ang mga direksyon ng kasalukuyang daloy na kinokontrol ng bawat isa sa mga transistor ay kabaligtaran. Tinutukoy ng direksyon ng kasalukuyang ang direksyon ng pag-ikot ng motor, ayon sa pagkakabanggit, clockwise o counterclockwise. Sa fig. Ipinapakita ng Figure 15.4 ang isang test circuit na maaari mong tipunin bago gumawa ng interface. Tandaan na kapag ang parehong transistor ay naka-off, ang motor ay naka-off. Isang transistor lamang ang dapat na naka-on sa isang pagkakataon. Kung sa ilang mga punto ang parehong mga transistor ay hindi sinasadyang naka-on, hahantong ito sa short circuit. Ang bawat motor ay hinihimok ng dalawang interface transistors na gumagana sa katulad na paraan.

kanin. 15.4. Checker Diagram

Disenyo ng interface ng PC

Ang diagram ng interface ng PC ay ipinapakita sa fig. 15.5. Kasama sa hanay ng mga bahagi ng PC interface ang isang naka-print na circuit board, ang lokasyon ng mga bahagi kung saan ipinapakita sa fig. 15.6.

kanin. 15.5. circuit diagram interface ng PC

kanin. 15.6. Layout ng mga bahagi ng interface ng PC

Una sa lahat, kailangan mong matukoy ang gilid ng naka-print na circuit board. Sa gilid ng mounting, ang mga puting linya ay iginuhit upang kumatawan sa mga resistor, transistor, diode, IC, at isang DB25 connector. Ang lahat ng mga bahagi ay ipinasok sa board mula sa mounting side.

Pangkalahatang tala: Pagkatapos ihinang ang bahagi sa mga konduktor ng PCB, tanggalin ang napakahabang mga lead mula sa gilid ng pag-print. Ito ay napaka-maginhawa upang sundin ang isang tiyak na pagkakasunud-sunod kapag nag-mount ng mga bahagi. Una, i-mount ang 100 kΩ resistors (mga kulay na singsing: kayumanggi, itim, dilaw, ginto o pilak), na may markang R1-R10. Pagkatapos ay i-mount ang 5 diodes D1-D5 na tinitiyak na ang itim na guhit sa mga diode ay laban sa DB25 connector tulad ng ipinapakita ng mga puting linya na minarkahan sa mounting side ng PCB. Pagkatapos ay i-mount ang 15 kΩ resistors (color coded brown, green, orange, gold or silver) na may label na R11 at R13. Sa posisyong R12, maghinang ng pulang LED sa board. Ang anode ng LED ay tumutugma sa butas para sa R12, na minarkahan ng isang + sign. Pagkatapos ay i-mount ang 14- at 20-pin na socket sa ilalim ng U1 at U2 ICs. I-mount at ihinang ang anggulong uri ng DB25 connector. Huwag subukang itulak ang mga pin ng connector sa board nang may labis na puwersa, katumpakan lamang ang kinakailangan dito. Kung kinakailangan, dahan-dahang ibato ang connector, mag-ingat na huwag yumuko ang mga pin legs. Ikabit ang slide switch at i-type ang 7805 voltage regulator. Gupitin ang apat na piraso ng wire sa kinakailangang haba at maghinang sa tuktok ng switch. Panatilihin ang pag-aayos ng mga kable tulad ng ipinapakita sa figure. Ipasok at ihinang ang mga transistor ng TIP 120 at TIP 125. Panghuli, ihinang ang 8-pin socket at 75mm na connecting cable. Ang base ay naka-mount upang ang pinakamahabang mga terminal ay tumingin sa itaas. Ipasok ang dalawang IC - 74LS373 at 74LS164 - sa kani-kanilang mga socket. Siguraduhin na ang susi na posisyon ng IC sa takip nito ay tumutugma sa susi na may markang puting linya sa circuit board. Maaaring napansin mo na may mga puwang na natitira sa pisara para sa mga karagdagang bahagi. Ang lugar na ito ay para sa adaptor ng network. Sa fig. Ang 15.7 ay nagpapakita ng litrato ng tapos na interface mula sa mounting side.

kanin. 15.7. Naka-assemble ang PC interface. Tingnan mula sa itaas

Paano gumagana ang interface

Ang braso ng manipulator ay may limang DC motors. Alinsunod dito, kailangan namin ng 10 input/output bus para makontrol ang bawat motor, kabilang ang direksyon ng pag-ikot. Ang parallel (printer) port ng IBM PC at mga compatible na makina ay naglalaman lamang ng walong I/O bus. Upang madagdagan ang bilang ng mga control bus sa interface ng robot arm, ginagamit ang IC 74LS164, na isang serial-to-parallel (SIPO) converter. Gamit lamang ang dalawang parallel port bus na D0 at D1, na nagpapadala ng serial code sa IC, makakakuha tayo ng walong karagdagang gulong input/output. Gaya ng nabanggit, walong I/O bus ang maaaring magawa, ngunit ang interface na ito ay gumagamit ng lima sa kanila.

Kapag ang isang serial code ay input sa 74LS164 IC, ang katumbas na parallel code ay lilitaw sa output ng IC. Kung ang mga output ng 74LS164 ay direktang konektado sa mga input ng control transistors, ang mga indibidwal na function ng manipulator arm ay mag-on at off sa oras sa pagpapadala ng serial code. Malinaw, ang sitwasyong ito ay hindi katanggap-tanggap. Upang maiwasan ito, ang pangalawang IC 74LS373 ay ipinakilala sa interface circuit - isang kontroladong walong-channel na electronic key.

Ang 74LS373 eight-channel switcher ay may walong input at walong output bus. Ang binary na impormasyon na naroroon sa mga input bus ay ipinapadala sa kaukulang mga output ng IC lamang kung ang enable signal ay inilapat sa IC. Matapos i-off ang enable signal, ang kasalukuyang estado ng mga output bus ay nai-save (naaalala). Sa ganitong estado, ang mga signal sa input ng IC ay walang epekto sa estado ng mga output bus.

Matapos maipadala ang serial packet ng impormasyon sa 74LS164, ang D2 pin ng parallel port ay nagpapadala ng enable signal sa 74LS373. Ito ay nagpapahintulot sa iyo na maglipat ng impormasyon na nasa parallel code mula sa input ng IC 74LS174 patungo sa mga output bus nito. Ang estado ng mga output busses ay kinokontrol ayon sa pagkakabanggit ng TIP 120 transistors, na, naman, ay kinokontrol ang mga function ng manipulator arm. Ang proseso ay paulit-ulit sa bawat bagong utos na ibinigay sa braso ng manipulator. Ang mga parallel port bus na D3-D7 ay direktang nagtutulak ng TIP 125 transistors.

Pagkonekta sa interface sa braso ng manipulator

Ang robotic arm ay pinapagana ng 6 V power supply na binubuo ng apat na D-element na matatagpuan sa base ng istraktura. Ang PC interface ay pinapagana din ng 6V supply na ito. Ang power supply ay bipolar at nagbibigay ng ±3V na boltahe. Ang power ay ibinibigay sa interface sa pamamagitan ng isang walong-pin na Molex connector na nakakabit sa base ng manipulator.

Ikonekta ang interface sa braso ng manipulator gamit ang isang 75mm na eight-wire na Molex cable. Ang Molex cable ay kumokonekta sa connector na matatagpuan sa base ng manipulator (tingnan ang Figure 15.8). Suriin na ang connector ay naipasok nang tama at secure. Upang ikonekta ang interface board sa computer, isang 180 cm ang haba na DB25 cable ang ginagamit, na kasama sa kit. Ang isang dulo ng cable ay kumokonekta sa port ng printer. Ang kabilang dulo ay kumokonekta sa DB25 connector sa interface board.

kanin. 15.8. Pagkonekta sa PC Interface sa Robot Arm

Sa karamihan ng mga kaso, ang isang printer ay karaniwang konektado sa printer port. Upang maiwasan ang abala sa pagsasaksak at pag-unplug ng mga konektor sa tuwing gusto mong gamitin ang sagwan, magandang ideya na bumili ng A/B Printer Bus On/Off Switch Box (DB25). Ikonekta ang manipulator interface connector sa input A at ang printer sa input B. Magagamit mo na ngayon ang switch para ikonekta ang computer sa printer o sa interface.

Pag-install ng program sa ilalim ng Windows 95

Magpasok ng 3.5" na floppy disk na may label na "Disc 1" sa floppy disk drive at patakbuhin ang installer (setup.exe). Gagawa ang installer ng direktoryo na pinangalanang "Mga Larawan" sa iyong hard drive at kokopyahin ang mga kinakailangang file sa direktoryong ito. Sa Simulan Ang icon ng Mga Larawan ay lilitaw sa menu Upang ilunsad ang programa, mag-click sa icon ng Mga Larawan sa start menu.

Paggawa gamit ang program sa ilalim ng Windows 95

Ikonekta ang interface sa printer port ng computer gamit ang 180 cm ang haba na DB 25 cable. Ikonekta ang interface sa base ng manipulator arm. Hanggang sa isang tiyak na oras, panatilihing naka-off ang interface. Kung ang interface ay naka-on sa oras na ito, ang impormasyong nakaimbak sa printer port ay maaaring maging sanhi ng paggalaw ng braso ng manipulator.

Sa pamamagitan ng pag-double click sa icon ng Mga Larawan sa start menu, ilunsad ang programa. Ang window ng programa ay ipinapakita sa fig. 15.9. Kapag tumatakbo ang programa, dapat kumurap ang pulang LED sa interface board. Tandaan: hindi kailangang i-on ang interface para magsimulang mag-flash ang LED. Ang bilis ng kumikislap ng LED ay tinutukoy ng bilis ng processor ng iyong computer. Ang pagkutitap ng LED ay maaaring masyadong madilim; upang mapansin ito, maaaring kailanganin mong madilim ang ilaw sa silid at tiklupin ang iyong mga palad upang pagmasdan ang LED. Kung hindi kumukurap ang LED, maaaring maling ina-access ng program ang address ng port (LPT port). Upang ilipat ang interface sa isa pang port address (LPT port), pumunta sa Printer Port Options box na matatagpuan sa kanan itaas na sulok screen. Pumili ng isa pang opsyon. Tamang pag-install ang address ng port ay magiging sanhi ng pagkislap ng LED.

kanin. 15.9. Screenshot ng PC interface program sa ilalim ng Windows

Kapag ang LED ay kumikislap, mag-click sa icon ng Puuse at pagkatapos lamang i-on ang interface. Ang pag-click sa kaukulang function key ay magiging sanhi ng paggalaw ng tugon ng braso ng manipulator. Ang pag-click muli ay titigil sa paggalaw. Ang paggamit ng mga function key upang kontrolin ang kamay ay tinatawag interactive na kontrol sa fashion.

Paglikha ng isang script file

Ang mga script file ay ginagamit upang magprograma ng mga paggalaw at awtomatikong pagkakasunud-sunod ng mga aksyon ng braso ng manipulator. Ang script file ay naglalaman ng isang listahan ng mga pansamantalang command na kumokontrol sa mga paggalaw ng braso ng manipulator. Ang paglikha ng isang script file ay napakadali. Upang lumikha ng isang file, mag-click sa softkey ng programa. Ang operasyong ito ay magpapahintulot sa iyo na pumasok sa fashion ng "programming" ng script file. Sa pamamagitan ng pagpindot sa mga function key, makokontrol namin ang mga paggalaw ng kamay, tulad ng ginawa na namin, ngunit ang impormasyon ng command ay itatala sa dilaw na talahanayan ng script na matatagpuan sa ibabang kaliwang sulok ng screen. Ang numero ng hakbang, simula sa isa, ay ipahiwatig sa kaliwang hanay, at para sa bawat bagong utos ay tataas ito ng isa. Ang uri ng paggalaw (function) ay ipinahiwatig sa gitnang hanay. Kapag na-click muli ang function key, hihinto ang pagpapatupad ng paggalaw, at ang halaga ng oras ng pagpapatupad ng paggalaw mula sa simula hanggang sa pagtatapos nito ay lilitaw sa ikatlong hanay. Ang oras ng pagpapatupad ng paggalaw ay ipinahiwatig na may katumpakan ng isang-kapat ng isang segundo. Sa pagpapatuloy sa parehong paraan, ang user ay maaaring mag-program ng hanggang 99 na paggalaw sa script file, kabilang ang mga pag-pause sa oras. Pagkatapos ay maaaring i-save ang script file at sa paglaon ay mai-load mula sa anumang direktoryo. Ang pagpapatupad ng mga utos ng script-file ay maaaring ulitin hanggang 99 na beses, kung saan kailangan mong ipasok ang bilang ng mga pag-uulit sa Repeat window at i-click ang Start. Upang tapusin ang pagsusulat sa script file, pindutin ang Interactive key. Ibabalik ng command na ito ang computer sa interactive na mode.

"Pagbabagong-buhay" ng mga bagay

Maaaring gamitin ang mga script file para sa computer automation ng mga aksyon o para sa "animation" ng mga bagay. Sa kaso ng "animation" ng mga bagay, ang kinokontrol na robotic mechanical "skeleton" ay karaniwang natatakpan ng isang panlabas na shell at hindi mismo nakikita. Tandaan ang glove puppet na inilarawan sa simula ng kabanata? Ang panlabas na shell ay maaaring magkaroon ng anyo ng isang tao (bahagyang o ganap), isang dayuhan, isang hayop, isang halaman, isang bato, at anumang bagay.

Mga limitasyon sa aplikasyon

Kung gusto mong maabot antas ng propesyonal gumaganap ng mga automated na aksyon o "animating" na mga bagay, kung gayon, kumbaga, upang mapanatili ang tatak, ang katumpakan ng pagpoposisyon kapag gumaganap ng mga paggalaw sa bawat sandali ng oras ay dapat na malapit sa 100%.

Gayunpaman, maaari mong mapansin na habang paulit-ulit ang pagkakasunod-sunod ng mga aksyon na naitala sa script file, ang posisyon ng braso ng manipulator (motion pattern) ay mag-iiba mula sa orihinal. Nangyayari ito sa ilang kadahilanan. Habang naglalabas ang mga baterya ng power supply ng braso, ang pagbawas sa power na ibinibigay sa mga DC motor ay nagreresulta sa pagbawas sa torque at bilis ng mga motor. Kaya, ang haba ng paggalaw ng manipulator at ang taas ng lifted load para sa parehong tagal ng panahon ay mag-iiba para sa patay at "sariwa" na mga baterya. Ngunit ang dahilan ay hindi lamang ito. Kahit na may stabilized na power supply, ang bilis ng motor shaft ay magbabago dahil walang motor speed controller. Para sa bawat nakapirming haba ng panahon, ang bilang ng mga rebolusyon ay bahagyang naiiba sa bawat oras. Ito ay hahantong sa katotohanan na sa bawat oras na ang posisyon ng braso ng manipulator ay magkakaiba din. Upang itaas ito, mayroong isang tiyak na backlash sa mga gear ng gearbox, na hindi rin isinasaalang-alang. Sa ilalim ng impluwensya ng lahat ng mga salik na ito, na aming napagmasdan nang detalyado dito, kapag nagsasagawa ng isang cycle ng paulit-ulit na mga utos ng isang script file, ang posisyon ng braso ng manipulator ay bahagyang naiiba sa bawat oras.

Paghahanap ng posisyon sa bahay

Mapapabuti mo ang pagpapatakbo ng device sa pamamagitan ng pagdaragdag ng feedback circuit na sumusubaybay sa posisyon ng braso ng manipulator. Ang impormasyong ito ay maaaring ipasok sa isang computer upang matukoy ang ganap na posisyon ng manipulator. Sa ganitong positional feedback system, posibleng itakda ang posisyon ng braso ng manipulator sa parehong punto sa simula ng pagpapatupad ng bawat pagkakasunud-sunod ng mga utos na naitala sa script file.

Mayroong maraming mga posibilidad para dito. Sa isa sa mga pangunahing pamamaraan, hindi ibinibigay ang positional na kontrol sa bawat punto. Sa halip, isang hanay ng mga switch ng limitasyon ang ginagamit na tumutugma sa orihinal na posisyon ng "pagsisimula". Ang mga switch ng limitasyon ay tiyak na tumutukoy sa isang posisyon lamang - kapag ang manipulator ay umabot sa "simula" na posisyon. Upang gawin ito, kailangan mong itakda ang pagkakasunud-sunod ng mga switch ng limitasyon (mga pindutan) sa paraang magsasara sila kapag naabot ng manipulator ang matinding posisyon sa isang direksyon o iba pa. Halimbawa, maaaring mai-install ang isang limit switch sa base ng manipulator. Ang switch ay dapat lamang gumana kapag ang braso ay umabot sa dulo nitong posisyon kapag pinaikot clockwise. Ang iba pang mga switch ng limitasyon ay dapat na naka-install sa mga joint ng balikat at siko. Dapat silang i-activate kapag ang kaukulang joint ay ganap na pinahaba. Ang isa pang switch ay naka-install sa brush at na-activate kapag ang brush ay naka-clockwise sa lahat ng paraan. Ang huling switch ng limitasyon ay naka-install sa grip at magsasara kapag ito ay ganap na nabuksan. Upang i-reset ang manipulator, ang bawat posibleng paggalaw ng manipulator ay isinasagawa sa direksyon na kinakailangan upang isara ang kaukulang switch ng limitasyon hanggang sa magsara ang switch na ito. Matapos maabot ang paunang posisyon para sa bawat paggalaw, tumpak na "malalaman" ng computer ang totoong posisyon ng braso ng manipulator.

Pagkarating panimulang posisyon maaari nating muling patakbuhin ang program na nakasulat sa script file, batay sa pag-aakalang ang error sa pagpoposisyon sa panahon ng pagpapatupad ng bawat cycle ay maiipon nang mabagal na hindi ito hahantong sa napakalaking mga paglihis sa posisyon ng manipulator mula sa nais na isa. . Matapos maisakatuparan ang script file, ang kamay ay nakatakda sa orihinal nitong posisyon, at ang cycle ng script file ay paulit-ulit.

Sa ilang mga pagkakasunud-sunod, ang pag-alam lamang sa panimulang posisyon ay hindi sapat, halimbawa, kapag nag-aangat ng isang itlog nang walang panganib na durugin ang shell nito. Sa ganitong mga kaso, kailangan ang isang mas kumplikado at tumpak na positional feedback system. Ang mga signal mula sa mga sensor ay maaaring iproseso gamit ang ADC. Ang mga natanggap na signal ay maaaring gamitin upang matukoy ang mga halaga ng mga parameter tulad ng posisyon, presyon, bilis at metalikang kuwintas. Ang sumusunod na simpleng halimbawa ay maaaring magsilbi bilang isang paglalarawan. Isipin na nag-attach ka ng isang maliit na linear variable resistor sa capture node. Ang variable na risistor ay nakatakda sa paraang ang paggalaw ng slider nito pabalik-balik ay nauugnay sa pagbubukas at pagsasara ng grip. Kaya, depende sa antas ng pagbubukas ng grip, nagbabago ang paglaban ng variable risistor. Pagkatapos ng pagkakalibrate, sa pamamagitan ng pagsukat sa kasalukuyang paglaban ng variable na risistor, maaari mong tumpak na itakda ang anggulo ng pagbubukas ng mga gripper clamp.

Ang paglikha ng naturang feedback system ay nagpapakilala ng isa pang antas ng pagiging kumplikado sa device at, nang naaayon, ay humahantong sa pagtaas ng presyo nito. Samakatuwid higit pa simpleng opsyon ay ang pagpapakilala ng sistema manu-manong kontrol upang itama ang posisyon at paggalaw ng braso ng manipulator sa panahon ng pagpapatupad ng script program.

Manu-manong sistema ng kontrol ng interface

Kapag na-verify mo na na gumagana nang maayos ang interface, maaari mong gamitin ang 8-pin flat connector para ikonekta ang manual control unit dito. Suriin ang posisyon ng koneksyon ng 8-pin Molex connector sa connector head sa interface board tulad ng ipinapakita sa fig. 15.10. Maingat na ipasok ang connector hanggang sa ito ay ligtas na nakakonekta. Pagkatapos nito, ang braso ng manipulator ay maaaring kontrolin mula sa kontrol ng kamay anumang oras. Hindi mahalaga kung ang interface ay konektado sa isang computer o hindi.

kanin. 15.10. Pagkonekta sa manu-manong kontrol

Programa ng kontrol sa keyboard ng DOS

Mayroong isang programa ng DOS na nagbibigay-daan sa iyo upang kontrolin ang pagpapatakbo ng braso ng manipulator mula sa keyboard ng computer sa interactive na mode. Ang listahan ng mga susi na nauugnay sa pagpapatupad ng isang partikular na function ay ibinibigay sa talahanayan.

B kontrol ng boses ang braso ng manipulator ay gumagamit ng speech recognition set (SCR), na inilarawan sa Chap. 7. Sa kabanatang ito, gagawa tayo ng interface na nagkokonekta sa URR sa manipulator arm. Available din ang interface na ito bilang isang kit mula sa Images SI, Inc.

Ang diagram ng interface para sa RRR ay ipinapakita sa fig. 15.11. Gumagamit ang interface ng 16F84 microcontroller. Ang programa para sa microcontroller ay ganito ang hitsura:

'URR interface program

Simbolong Port A = 5

Simbolo TRISA = 133

Simbolong Port B = 6

Simbolo ng TRISB = 134

Kung bit4 = 0 pagkatapos ay i-trigger ang 'Kung ang pagsulat sa pag-trigger ay pinagana, basahin ang schema

Kailangang simulan ang 'Ulitin

i-pause 500 'Maghintay ng 0.5s

Sumilip sa PortB, B0 'Basahin ang BCD code

Kung bit5 = 1 pagkatapos ay ipadala ang 'Output code

goto start 'Ulitin

silipin ang PortA, b0 'Basahin ang port A

kung bit4 = 1 tapos eleven ‘11 ba ang number?

sundutin ang PortB, b0 'Output code

goto start 'Ulitin

kung bit0 = 0 pagkatapos ay sampu

goto start 'Ulitin

goto start 'Ulitin

kanin. 15.11. Scheme ng URR controller para sa isang robot arm

Ang pag-update ng software sa ilalim ng 16F84 ay maaaring ma-download nang walang bayad mula sa http://www.imagesco.com

URR interface programming

Ang programming ng RRS interface ay katulad ng programming ng RRS mula sa set na inilarawan sa Ch. 7. Para sa tamang operasyon ng braso ng manipulator, dapat mong i-program ang mga command na salita ayon sa mga numero na tumutugma sa partikular na paggalaw ng manipulator. Sa mesa. Ang 15.1 ay nagpapakita ng mga halimbawa ng mga salitang pang-utos na kumokontrol sa pagpapatakbo ng braso ng manipulator. Maaari kang pumili ng mga salitang utos ayon sa gusto mo.

Talahanayan 15.1

Listahan ng mga bahagi para sa interface ng PC

(5) NPN TIP120 transistor

(5) Transistor PNP TIP 125

(1) IC 74164 code converter

(1) IC 74LS373 walong key

(1) LED na pula

(5) Diode 1N914

(1) 8-pin Molex connector socket

(1) Molex cable 8-core, 75mm ang haba

(1) DIP switch

(1) DB25 anggulo connector

(1) 1.8 m DB 25 cable na may dalawang M-type na konektor.

(1) Naka-print na circuit board

(3) Resistor 15kΩ, 0.25W

Ang lahat ng mga item na nakalista ay kasama sa kit.

Listahan ng mga bahagi para sa interface ng pagkilala sa pagsasalita

(5) NPN TIP 120 transistor

(5) Transistor PNP TIP 125

(1) IC 4011 NOR gate

(1) IC 4049 - 6 na buffer

(1) IC 741 operational amplifier

(1) Resistor 5.6 kΩ, 0.25 W

(1) Resistor 15 kΩ, 0.25 W

(1) 8-pin Molex connector head

(1) Molex cable 8 core, haba 75mm

(10) Resistor 100 kΩ, 0.25 W

(1) Resistor 4.7 kΩ, 0.25 W

(1) 7805 boltahe regulator IC

(1) IC PIC 16F84 microcontroller

(1) 4.0 MHz quartz crystal

Robotic Arm Interface Kit

OWI manipulator arm kit

Interface ng pagkilala sa pagsasalita para sa braso ng manipulator

Itakda ang speech recognition device

Maaaring mag-order ng mga bahagi mula sa:

Mga Larawan, S.I., Inc.

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

Sa kabuuan at sa pangkalahatan

Paglikha ang aparatong ito sa pangkalahatan, hindi dapat maging sanhi ng anumang mga paghihirap. Kakailanganin na husay na pag-isipan lamang ang mga posibilidad, na medyo mahirap ipatupad mula sa isang pisikal na punto ng view, upang ang braso ng manipulator ay gumaganap ng mga gawain na itinalaga dito.

Mga teknikal na katangian ng resulta

Isasaalang-alang ang isang sample na may mga parameter ng haba/taas/lapad, ayon sa pagkakabanggit, na 228/380/160 millimeters. Ang bigat na ginawa ay humigit-kumulang 1 kilo. Naka-wire para sa kontrol remote. Tinatayang oras ng pagpupulong na may karanasan - mga 6-8 na oras. Kung wala ito, maaaring tumagal ng mga araw, linggo, at kasama ng mga buwan, para mabuo ang braso ng manipulator. Gamit ang iyong sariling mga kamay at nag-iisa sa mga ganitong kaso ito ay nagkakahalaga ng paggawa maliban sa iyong sarili sariling interes. Ang mga motor ng kolektor ay ginagamit upang ilipat ang mga bahagi. Sa sapat na pagsisikap, maaari kang gumawa ng isang aparato na iikot ng 360 ​​degrees. Gayundin, para sa kaginhawahan ng trabaho, bilang karagdagan sa mga karaniwang tool tulad ng isang panghinang na bakal at panghinang, kailangan mong mag-stock:

1. Mahabang pliers ng ilong.
2. Side clippers.
3. Cross screwdriver.
4. 4 D na baterya.

Remote controller remote control maaaring ipatupad gamit ang mga pindutan at isang microcontroller. Kung gusto mong gumawa ng remote wireless na kontrol isang elemento ng kontrol ng aksyon ay kakailanganin din sa kamay ng manipulator. Bilang karagdagan, kakailanganin lamang ang mga device (capacitor, resistors, transistors) na magpapatatag sa circuit at magpapadala nito sa tamang sandali oras, ang kasalukuyang ng kinakailangang halaga.

Maliit na bahagi

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

Kailangan mo ring tiyakin na ang mga wire ay hindi kumplikado sa 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 potensyal na humantong sa mga kahirapan sa paglipat ng mga indibidwal na node o ang buong device. At ngayon: paano gumawa ng manipulator?

Assembly sa pangkalahatan

Ngayon ay nagpapatuloy kami nang direkta sa paglikha ng braso ng manipulator. Nagsisimula tayo sa pundasyon. Ito ay kinakailangan upang matiyak na ang aparato ay maaaring paikutin sa lahat ng direksyon. magandang desisyon ito ay ilalagay 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 nito sa magkabilang direksyon.

Alin sa mga iminungkahing opsyon ang pipiliin ay nakasalalay lamang sa iyo. Susunod ay ang pangunahing istraktura. Para sa kaginhawaan ng trabaho, dalawang "joints" ang kailangan. Naka-attach sa platform ay dapat na sandalan magkaibang panig, na nalutas sa tulong ng mga makina na inilagay sa base nito. Ang isa pa o isang pares ay dapat ilagay sa liko ng siko upang ang gripper na bahagi ay maaaring ilipat sa pahalang at patayong mga linya ng coordinate system. Dagdag pa, kung gusto mong makakuha ng pinakamataas na pagkakataon, maaari kang mag-install ng isa pang makina sa pulso. Dagdag pa, ang pinaka kinakailangan, kung wala ang braso ng manipulator ay hindi maiisip. Gamit ang iyong sariling mga kamay kailangan mong gawin mismo ang capture device. Mayroong maraming mga pagpipilian sa pagpapatupad dito. Maaari kang magbigay ng tip sa dalawang pinakasikat:

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

Susunod, nananatili itong gumawa ng isang remote control, sa tulong ng kung aling mga indibidwal na makina at ang bilis ng kanilang trabaho ay maiimpluwensyahan. At maaari kang magsimulang mag-eksperimento gamit ang isang do-it-yourself na robotic arm.

Mga posibleng representasyong eskematiko ng resulta

Nagbibigay malawak na pagkakataon para sa mga malikhaing ideya. Samakatuwid, maraming mga pagpapatupad ang ibinigay para sa iyong pansin, na maaari mong gawin bilang batayan para sa paglikha ng iyong sarili sariling device katulad na layunin.

Ang anumang ipinakita na pamamaraan ng manipulator ay maaaring mapabuti.

Konklusyon

Ang mahalagang bagay sa robotics ay halos walang limitasyon sa functional improvement. Samakatuwid, kung nais mong lumikha ng isang tunay na gawa ng sining ay hindi mahirap. Sa pagsasalita tungkol sa mga posibleng paraan ng karagdagang pagpapabuti, dapat itong pansinin ang crane-manipulator. Hindi magiging mahirap na gumawa ng gayong aparato gamit ang iyong sariling mga kamay, sa parehong oras na ito ay magpapahintulot sa iyo na turuan ang mga bata na malikhaing gawain, agham at disenyo. At ito naman, ay maaaring magkaroon ng positibong epekto sa kanilang buhay sa hinaharap. Mahirap bang gumawa ng crane-manipulator gamit ang iyong sariling mga kamay? Ito ay hindi kasing problema tulad ng sa unang tingin. Ito ba ay nagkakahalaga ng pag-aalaga sa pagkakaroon ng karagdagang maliliit na bahagi parang kable at mga gulong kung saan iikot.

Ang artikulong ito ay isang panimulang gabay para sa mga nagsisimula sa paggawa mga robot na kamay na naka-program sa Arduino. Ang konsepto ay ang robotic arm project ay magiging mura at madaling itayo. Magbubuo kami ng isang simpleng prototype na may code na maaari at dapat na i-optimize, ito ay magiging isang magandang simula para sa iyo sa robotics. Ang Arduino robotic arm ay kinokontrol ng isang na-hack na joystick at maaaring i-program upang ulitin ang pagkakasunud-sunod ng mga aksyon na iyong tinukoy. Kung hindi ka mahusay sa programming, maaari mong kunin ang proyekto bilang isang pagsasanay para sa pag-assemble ng hardware, i-upload ang aking code dito at makakuha ng pangunahing kaalaman. Muli, ang proyekto ay medyo simple.

Sa video - isang demo kasama ang aking robot.

Hakbang 1: Listahan ng Mga Materyales

Kakailanganin namin ang:

1. Arduino board. Ginamit ko ang Uno, ngunit ang alinman sa mga varieties ay pantay na gagawa ng trabaho.
2. Servos, ang 4 na pinakamurang makikita mo.
3. Mga materyales sa pabahay na iyong pinili. Angkop na kahoy, plastik, metal, karton. Ang aking proyekto ay binuo mula sa isang lumang notebook.
4. Kung ayaw mong abalahin ang PCB, kakailanganin mo ng breadboard. Angkop na board maliit na sukat, maghanap ng mga opsyon na may mga jumper at isang power supply - ang mga ito ay medyo mura.
5. Isang bagay para sa base ng braso - Gumamit ako ng lata ng kape, hindi ito ang pinakamagandang opsyon, ngunit ito lang ang mahahanap ko sa apartment.
6. Pinong sinulid para sa mekanismo ng kamay at isang karayom ​​para sa paggawa ng mga butas.
7. Pandikit at duct tape para hawakan ang lahat. Walang bagay na hindi maaaring hawakan kasama ng duct tape at mainit na pandikit.
8. Tatlong 10K resistors. Kung wala kang mga resistors, pagkatapos ay sa code para sa mga naturang kaso mayroong isang workaround, gayunpaman ang pinakamahusay na pagpipilian bibili ng resistors.

Hakbang 2: Paano gumagana ang lahat

Ang nakalakip na pigura ay nagpapakita ng prinsipyo ng kamay. Ipapaliwanag ko rin sa salita ang lahat. Ang dalawang bahagi ng kamay ay pinagdugtong ng isang manipis na sinulid. Ang gitna ng thread ay konektado sa hand servo. Kapag hinila ng servo ang sinulid, ang kamay ay naka-compress. Nilagyan ko ng ballpen spring ang braso ko, pero kung meron ka pa nababaluktot na materyal, magagamit mo ito.

Hakbang 3: Baguhin ang joystick

Ipagpalagay na natapos mo na ang pag-assemble ng mekanismo ng braso, magpapatuloy ako sa bahagi ng joystick.

Ang isang lumang joystick ay ginamit para sa proyekto, ngunit sa prinsipyo ang anumang aparato na may mga pindutan ay gagawin. Ang mga analog na pindutan (mushroom) ay ginagamit upang kontrolin ang mga servos, dahil ang mga ito ay mahalagang potentiometers lamang. Kung wala kang joystick, maaari kang gumamit ng tatlong regular na potentiometer, ngunit kung ikaw ay tulad ko, na binabago ang isang lumang joystick gamit ang iyong sariling mga kamay, pagkatapos ay narito ang kailangan mong gawin.

Ikinonekta ko ang mga potentiometer sa breadboard, bawat isa sa kanila ay may tatlong terminal. Ang isa sa mga ito ay kailangang konektado sa GND, ang pangalawa sa +5V sa Arduino, at ang gitna sa input, na tutukuyin natin sa ibang pagkakataon. Hindi namin gagamitin ang Y axis sa kaliwang potentiometer, kaya kailangan lang namin ang potentiometer sa itaas ng joystick.

Tulad ng para sa mga switch, ikonekta ang +5V sa isang dulo nito, at ang wire na papunta sa kabilang Arduino input sa kabilang dulo. Ang aking joystick ay may linyang +5V na karaniwan sa lahat ng switch. Ikinonekta ko lamang ang 2 mga pindutan, ngunit pagkatapos ay ikinonekta ang isa pa, dahil ito ay kinakailangan.

Mahalaga rin na putulin ang mga wire na papunta sa chip (itim na bilog sa joystick). Kapag nakumpleto mo na ang lahat ng nasa itaas, maaari mong simulan ang pag-wire.

Hakbang 4: Pag-wire sa aming device

Ipinapakita ng larawan ang mga electrical wiring ng device. Ang mga potentiometer ay mga lever sa isang joystick. Ang siko ay ang kanang Y-Axis, ang Base ay ang Kanang X-Axis, ang Balikat ay ang Kaliwang X-Axis. Kung gusto mong baguhin ang direksyon ng mga servos, palitan lamang ang +5V at GND na mga wire sa naaangkop na potentiometer.

Hakbang 5: Pag-download ng Code

Sa puntong ito, kailangan nating i-download ang naka-attach na code sa computer at pagkatapos ay i-upload ito sa Arduino.

Tandaan: kung nag-upload ka na ng code sa Arduino dati, laktawan lang ang hakbang na ito - wala kang matututuhan na bago.

1. Buksan ang Arduino IDE at i-paste ang code dito
2. Sa Tools/Board piliin ang iyong board
3. Sa Tools/Serial Port, piliin ang port kung saan nakakonekta ang iyong board. Malamang, ang pagpipilian ay binubuo ng isang item.
4. I-click ang button na Mag-upload.

Maaari mong baguhin ang hanay ng mga servos, sa code na iniwan ko ng mga tala kung paano ito gagawin. Malamang, gagana ang code nang walang mga problema, kakailanganin mo lamang baguhin ang parameter ng arm servo. Nakadepende ang setting na ito sa kung paano mo ise-set up ang thread, kaya inirerekomenda kong gawin ito nang tama.

Kung hindi ka gumagamit ng mga resistor, kakailanganin mong baguhin ang code sa lugar kung saan ako nag-iwan ng mga tala tungkol dito.

Mga file

Hakbang 6: Pagsisimula ng proyekto

Ang robot ay kinokontrol ng mga paggalaw sa joystick, ang kamay ay naka-compress at hindi naka-unnch gamit ang hand button. Ipinapakita ng video kung paano gumagana ang lahat sa totoong buhay.

Narito ang isang paraan upang magprogram ng isang kamay:

1. Buksan ang Serial Monitor sa Arduino IDE, gagawin nitong mas madaling sundin ang proseso.
2. I-save ang panimulang posisyon sa pamamagitan ng pag-click sa I-save.
3. Ilipat lang ang isang servo sa isang pagkakataon, halimbawa, Balikat, at pindutin ang save.
4. I-activate din ang kamay sa hakbang nito, at pagkatapos ay i-save sa pamamagitan ng pagpindot sa save. Ang pag-deactivate ay ginagawa din sa isang hiwalay na hakbang na sinusundan ng pagpindot sa save.
5. Kapag natapos mo ang pagkakasunud-sunod ng mga utos, pindutin ang pindutan ng play, ang robot ay pupunta sa panimulang posisyon at pagkatapos ay magsisimulang gumalaw.
6. Kung gusto mong ihinto ito, i-unplug ang cable o pindutin ang reset button sa Arduino board.

Kung ginawa mo ang lahat ng tama, ang resulta ay magiging katulad nito!

Umaasa ako na ang aralin ay naging kapaki-pakinabang sa iyo!

Sa mga tampok ng robot na ito sa platform ng Arduino, mapapansin ng isa ang pagiging kumplikado ng disenyo nito. Binubuo ang Roboarm ng maraming lever na nagbibigay-daan dito na gumalaw sa lahat ng axes, grab at ilipat ang iba't ibang bagay gamit lamang ang 4 na servo motors. Ang pagkakaroon ng nakolekta gamit ang sarili kong mga kamay tulad ng isang robot, tiyak na magagawa mong sorpresahin ang iyong mga kaibigan at mahal sa buhay sa mga posibilidad at magandang tanawin ang device na ito! Tandaan na palagi mong magagamit ang aming RobotON Studio na graphical na kapaligiran para sa programming!

Kung mayroon kang anumang mga katanungan o komento, palagi kaming nakikipag-ugnayan! Lumikha at ibahagi ang iyong mga resulta!

Mga Katangian:

Upang mag-assemble ng DIY robotic arm, kakailanganin mo ng ilang bahagi. Ang pangunahing bahagi ay inookupahan ng mga 3D na naka-print na bahagi, mayroong mga 18 sa kanila (hindi kinakailangang mag-print ng slide). Kung na-download at nai-print mo ang lahat ng kailangan mo, kakailanganin mo ang mga bolts, nuts at electronics:

• 5 bolts M4 20mm, 1 x 40mm at katugmang anti-rotation nuts
• 6 bolts M3 10mm, 1 x 20mm at kaukulang nuts
• Breadboard na may connecting wires o shield
• Arduino Nano
• 4 na servo motor SG 90

Pagkatapos i-assemble ang housing, MAHALAGA na matiyak na malaya itong makagalaw. Kung ang mga pangunahing bahagi ng Roboarm ay gumagalaw nang mahirap, ang mga servo motor ay maaaring hindi makayanan ang pagkarga. Kapag nag-assemble ng electronics, dapat tandaan na mas mahusay na ikonekta ang circuit sa kapangyarihan pagkatapos ng kumpletong pagsusuri ng mga koneksyon. Upang maiwasan ang pinsala sa SG 90 servos, hindi mo kailangang paikutin ang motor mismo sa pamamagitan ng kamay, kung hindi kinakailangan. Kung sakaling kailangan mong bumuo ng SG 90, kailangan mong maayos na ilipat ang motor shaft sa iba't ibang direksyon.

Mga katangian:

• Simple programming dahil sa pagkakaroon ng isang maliit na bilang ng mga motor, at ng parehong uri
• Ang pagkakaroon ng mga patay na zone para sa ilang mga servos
• Malawak na applicability ng robot sa pang-araw-araw na buhay
• Kawili-wiling gawaing inhinyero
• Ang pangangailangang gumamit ng 3D printer

Hey Geektimes!

Ang proyekto ng uArm mula sa uFactory ay nakalikom ng mga pondo sa kickstarter mahigit dalawang taon na ang nakararaan. Sinabi nila sa simula na ito ay magiging bukas na proyekto, ngunit kaagad pagkatapos ng pagtatapos ng kumpanya, hindi sila nagmamadaling i-upload ang source code. Gusto ko lang gupitin ang plexiglass ayon sa kanilang mga guhit at iyon na, ngunit dahil walang mga source code at hindi ito nakita sa nakikinita na hinaharap, sinimulan kong ulitin ang disenyo mula sa mga litrato.

Ngayon ang aking robo arm ay ganito ang hitsura:

Mabagal akong nagtatrabaho sa loob ng dalawang taon, nakagawa ako ng apat na bersyon at nakakuha ng maraming karanasan. Paglalarawan, kasaysayan ng proyekto at lahat ng mga file ng proyekto na makikita mo sa ilalim ng hiwa.

pagsubok at pagkakamali

Noong nagsimula akong magtrabaho sa mga blueprint, gusto kong hindi lang 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 sa buong braso at nais na gawing simple ang disenyo ng ibabang bahagi ng bisagra. Dagdag pa, sinimulan ko siyang iguhit kaagad ng kaunti.

Gamit ang mga input na ito, iginuhit ko ang unang bersyon. Sa kasamaang palad, wala akong anumang mga larawan ng bersyon na iyon ng manipulator (na ginawa sa dilaw). Ang mga pagkakamali dito ay epic lamang. 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 patakbuhin, At halos hindi gumagalaw ang kamay! Ang lahat ng mga bahagi ay umiikot 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 ito, lumitaw ang hindi kapani-paniwalang backlash. Bilang resulta, ang konsepto ay hindi nabuhay kahit tatlong araw. At nagsimula akong magtrabaho sa pangalawang bersyon ng manipulator.

Medyo fit na si Red sa trabaho. Siya ay karaniwang nag-assemble at maaaring gumalaw na may pagpapadulas. Nagawa kong subukan ang software dito, ngunit ang kakulangan ng mga bearings at malalaking pagkalugi sa iba't ibang mga rod ay naging napakahina.

Pagkatapos ay inabandona ko ang proyekto nang ilang sandali, ngunit sa lalong madaling panahon ay nagpasya akong isaisip ito. Nagpasya akong gumamit ng mas malakas at sikat na servos, dagdagan ang laki at magdagdag ng mga bearings. At napagpasyahan kong hindi ko subukang gawing perpekto ang lahat nang sabay-sabay. Iginuhit ko ang mga guhit para sa nagmamadali, nang walang pagguhit ng magagandang kapareha, at nag-utos ng pagputol mula sa transparent na plexiglass. Sa nagresultang manipulator, nagawa kong i-debug ang proseso ng pagpupulong, natukoy ang mga lugar na nangangailangan ng karagdagang reinforcement, at natutunan kung paano gumamit ng mga bearings.

Pagkatapos makipaglaro sa transparent na manipulator sa nilalaman ng puso ko, umupo ako para iguhit ang huling puting bersyon. Kaya, ngayon ang lahat ng mga mekanika ay ganap na na-debug, nababagay sa akin at handa nang ipahayag na hindi ko nais na baguhin ang anumang bagay sa disenyo na ito:

Nalulungkot ako na hindi ako makapagdala ng anumang panimulang bago sa proyekto ng uArm. Sa oras na sinimulan ko ang pagguhit ng huling bersyon, inilunsad na nila ang mga 3D na modelo sa GrabCad. Sa huli, 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. Wala man silang electronics, o mayroon silang ilang uri ng kontrol sa mga resistors, o mayroon silang sariling pagmamay-ari na 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 namin ang lahat ng mga pakinabang ng aking manipulator, makakakuha kami ng medyo mahabang listahan:

1. Isang sistema ng mga baras na nagbibigay-daan sa iyo upang maglagay ng makapangyarihan at mabibigat na makina sa base ng manipulator, pati na rin ang paghawak sa gripper parallel o patayo sa base
2. Isang simpleng hanay ng mga bahagi na madaling bilhin o gupitin mula sa plexiglass
3. Bearings sa halos lahat ng node ng manipulator
4. Madaling pagpupulong. Ito ay naging totoo 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 naa-access na mga format. Magbibigay ako ng mga link sa pag-download para sa mga 3D na modelo, pagputol ng mga file, listahan ng materyal, electronics at software
7. Katugma sa Arduino. Maraming mga kalaban 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

Para sa pagpupulong, kinakailangan upang i-cut ang mga bahagi mula sa 5mm plexiglass:

Sinisingil nila ako ng humigit-kumulang $10 para sa pagputol ng lahat ng bahaging ito.

Ang base ay naka-mount sa isang malaking tindig:

Lalo na mahirap isipin ang base mula sa punto ng view ng proseso ng pagpupulong, ngunit sinilip ko ang mga inhinyero mula sa uArm. Ang mga tumba-tumba ay nakaupo sa isang pin na may diameter na 6mm. Dapat pansinin na ang thrust ng aking siko ay nakasalalay sa isang hugis-U na may hawak, at para sa uFactory sa isang hugis-L. Mahirap ipaliwanag kung ano ang pagkakaiba, ngunit sa palagay ko ginawa ko nang mas mahusay.

Ang pagkuha ay kinokolekta nang hiwalay. Maaari itong paikutin sa sarili nitong axis. Ang claw mismo ay nakaupo nang direkta sa baras ng motor:

Sa dulo ng artikulo, magbibigay ako ng isang link sa mga super-detalyadong tagubilin sa pagpupulong sa mga larawan. Sa loob ng ilang oras, maaari mong kumpiyansa na i-twist ang lahat, kung ang lahat ng kailangan mo ay nasa kamay na. Naghanda din ako ng 3D model sa libreng programa sketch up. Maaari mong i-download ito, i-twist ito at tingnan kung ano at paano ito kinokolekta.

Electronics

Upang gumana ang braso, ang kailangan mo lang gawin ay ikonekta ang limang servos sa Arduino at magbigay ng kapangyarihan sa kanila gamit ang magandang source. Gumamit ang uArm ng ilang motor na may puna. Nagbigay ako ng tatlong regular na MG995 na motor at dalawang maliliit na metal gear na motor para makontrol ang grip.

Narito ang aking kuwento ay malapit na magkakaugnay sa mga nakaraang proyekto. Sa loob ng ilang panahon ngayon, nagsimula akong magturo ng Arduino programming at naghanda pa nga ng sarili kong Arduino-compatible board para sa layuning ito. Sa kabilang banda, sa sandaling nakuha ko ang pagkakataong gumawa ng mga board nang mura (na sinulat ko rin). Sa huli, natapos ang lahat sa katotohanang ginamit ko ang sarili kong board na katugma sa Arduino at isang dalubhasang kalasag upang kontrolin ang manipulator.

Ang kalasag na ito ay talagang napakasimple. Mayroon itong apat na variable resistors, dalawang buttons, 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 magsulat ng ilang uri ng macro na kontrolin o isang bagay na katulad nito. Magbibigay din ako ng isang link para sa pag-download ng board file sa dulo ng artikulo, ngunit ito ay inihanda para sa pagmamanupaktura na may butas na plating, kaya hindi ito masyadong angkop para sa produksyon sa bahay.

Programming

Ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay ay ang kontrol ng manipulator mula sa computer. Ang uArm ay may madaling gamitin na application 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 iba ay mga servo signal. Dagdag pa, ang mga data na ito ay na-normalize at ibinibigay sa mga makina para sa pagsubok. Mayroon akong mga servos na konektado sa digital I/O 9-12, ngunit madali itong mabago.

Pinapayagan ka ng terminal program mula sa uArm na baguhin ang limang parameter kapag kinokontrol ang mouse. Kapag inilipat ang mouse sa ibabaw, nagbabago ang posisyon ng manipulator sa XY plane. I-rotate ang gulong - baguhin ang taas. LMB / RMB - pisilin / alisin ang kuko. RMB + gulong - pag-ikot ng grip. Actually very convenient. 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

At, sa wakas, ang video ng pagpapatakbo ng manipulator mismo. Ipinapakita nito ang kontrol ng mouse, resistors at ayon sa isang pre-record na programa.

Mga link

Plexiglas cutting files, 3D models, shopping list, board drawings at software ay maaaring ma-download sa dulo ng aking