Nuotoliniu būdu valdoma bioninė ranka: 13 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:49

Šioje instrukcijoje mes pagaminsime nuotoliniu būdu valdomą bioninę ranką, kuri yra robotinė ranka, panaši į žmogaus ranką su šešiais laisvės laipsniais (penki figūroms ir viena riešui). Jis valdomas žmogaus ranka, naudojant pirštines, kuriose yra pritvirtinti lenkimo jutikliai, skirti pirštų grįžtamajam atstatymui, o IMU - riešo kampo grįžtamam ryšiui.

Tai yra pagrindinės rankos savybės:

1. Robotinė ranka su 6 laisvės laipsniais: penki kiekvienam pirštui, valdomam virvelėmis, pritvirtintomis prie servo, ir riešo judesiai dar kartą atliekami naudojant servo. Kadangi visi laisvės laipsniai valdomi naudojant servo, mums nereikia papildomų jutiklių atsiliepimams.
2. Lankstumo jutikliai: prie pirštinės pritvirtinti penki lankstumo jutikliai. Šie lankstūs jutikliai duoda grįžtamąjį ryšį mikrovaldomiems, kurie naudojami bioninei rankai valdyti.
3. IMU: IMU naudojamas rankos riešo kampui nustatyti.
4. Naudojami du išradingi („Arduino“pagrindu pagaminti mikrovaldikliai): vienas pritvirtintas prie pirštinės, kad būtų pasiektas riešo kampas ir lankstumas, o kitas-prie bioninės rankos, kuri valdo servo.
5. Abi evive bendrauja tarpusavyje naudodami „Bluetooth“.
6. Suteikiami du papildomi laisvės laipsniai, kad bioninė ranka X ir Z judėtų plokštumoje, kuri gali būti užprogramuota atlikti sudėtingas užduotis, tokias kaip PICK AND PLACE ROBOTS.
7. Du papildomi judesiai valdomi vairasvirte.

Kadangi dabar turite trumpą supratimą, ką mes padarėme šioje bioninėje rankoje, leiskite mums išsamiai išnagrinėti kiekvieną žingsnį.

1 žingsnis: ranka ir foraras

Mes patys nesukūrėme visos rankos ir formo. Internete galima rasti daugybę rankų ir formora dizaino. Vieną iš dizaino pasirinkome iš „InMoov“.

Mes padarėme dešinę ranką, todėl šias dalis reikia spausdinti 3D:

• 1x Nykštis
• 1x indeksas
• 1x force majeure
• 1x „Auriculaire“
• 1x Pinky
• 1x „Bolt_entretoise“
• 1x riešo padidinimas
• 1x riešas
• 1x viršutinis paviršius
• 1x viršelio pirštas
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x sukamasis riešas2
• 1x sukamasis riešas1
• 1x sukamasis riešas3
• 1x „WristGears“
• 1x CableHolderWrist

Visą surinkimo vadovą galite rasti čia.

2 žingsnis: Z ašies dizainas

Mes sukūrėme specialią dalį, pritvirtintą formoralo gale, kurioje yra lizdai guoliui ir švino varžtui. Guolis naudojamas valdyti ranką z ašyje, o ašies judėjimas valdomas naudojant švino ir varžto mechanizmą. Švino varžto mechanizme, kai sukasi į varžtą panašus velenas, varžto veržlė šį sukamąjį judesį paverčia tiesiniu judesiu, todėl rankos judesys yra tiesinis.

Švino varžtas sukamas naudojant žingsninį variklį, todėl roboto rankos judesys yra tikslus.

Žingsninis variklis, velenai ir švino varžtas yra pritvirtinti prie pasirinktinės 3D spausdintos dalies, tarp kurios juda robotinė ranka.

3 žingsnis: X ašies judėjimas ir rėmas

Kaip minėta ankstesniame žingsnyje, antroji pasirinktinė dalis buvo skirta žingsniniam varikliui ir velenams laikyti. Toje pačioje dalyje taip pat yra skylių guoliui ir veržlei, naudojamoms švino varžtų mechanizmui X ašies judėjimui. Žingsninis variklis ir veleno atrama yra sumontuoti ant aliuminio rėmo, pagaminto iš 20 mm x 20 mm aliuminio ekstruzijos.

Mechaninis projekto aspektas yra atliktas, dabar pažvelkime į elektronikos dalį.

4 žingsnis: žingsninio variklio paleidimas: A4988 vairuotojo grandinės schema

Mes naudojame „evive“kaip savo mikrovaldiklį, kad valdytume savo servus ir variklius. Tai yra komponentai, reikalingi žingsniniam varikliui valdyti naudojant vairasvirtę:

• XY vairasvirtė
• Trumpieji laidai
• A4988 variklio vairuotojas
• Baterija (12V)

Aukščiau parodyta grandinės schema.

5 žingsnis: žingsninio variklio kodas

Mes naudojame „BasicStepperDriver“biblioteką, norėdami valdyti žingsninį variklį su evive. Kodas yra paprastas:

• Jei X ašies potenciometro rodmuo yra didesnis nei 800 (analoginis nuskaitymas-10 bitų), pakelkite griebtuvą aukštyn.

• Jei X ašies potenciometro rodmuo yra mažesnis nei 200 (analoginis nuskaitymas 10 bitų), pastumkite griebtuvą žemyn.

• Jei Y ašies potenciometro rodmuo yra didesnis nei 800 (analoginis nuskaitymas-10 bitų), patraukite griebtuvą į kairę.
• Jei Y ašies potenciometro rodmuo yra mažesnis nei 200 (analoginis nuskaitymas 10 bitų), patraukite griebtuvą dešinėn.

Kodas pateiktas žemiau.

6 žingsnis: lankstumo jutikliai

Šis lankstumo jutiklis yra kintamas rezistorius. Lankstumo jutiklio varža didėja, kai komponento korpusas lenkiasi. Pirštų judesiams panaudojome penkis 4,5 colio ilgio lankstumo jutiklius.

Paprasčiausias būdas įtraukti šį jutiklį į mūsų projektą buvo naudoti jį kaip įtampos skirstytuvą. Šiai grandinei reikalingas vienas rezistorius. Šiame pavyzdyje naudosime 47 kΩ rezistorių.

Lankstieji jutikliai yra pritvirtinti prie analoginio kaiščio A0-A4.

Aukščiau pateikta viena iš galimų skirstomųjų grandinių su evive.

7 žingsnis: lanksčiojo jutiklio kalibravimas

"loading =" tingus "galutinis rezultatas buvo fantastiškas. Mes sugebėjome valdyti bioninę ranką naudodami pirštines.

„Evive“yra vieno langelio elektronikos prototipų kūrimo platforma visoms amžiaus grupėms, padedanti mokytis, kurti, derinti robotikos, įterptųjų ir kitų projektų problemas. Turėdamas „Arduino Mega“širdį, „evive“siūlo unikalią meniu pagrįstą vaizdinę sąsają, kuri pašalina poreikį pakartotinai perprogramuoti „Arduino“. „evive“siūlo daiktų interneto pasaulį - maitinimo šaltiniai, jutikliai ir pavaros palaikomi viename mažame nešiojamame įrenginyje.

Trumpai tariant, tai padeda greitai ir lengvai sukurti projektus/prototipus.

Norėdami sužinoti daugiau, apsilankykite čia.