Telekäyttöinen bioninen varsi: 13 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tässä opetusohjelmassa teemme telekäyttöisen bionisen käsivarren, joka on ihmisen käden kaltainen robotti käsivarsi, jolla on kuusi vapausastetta (viisi hahmoille ja yksi ranteelle). Sitä ohjataan ihmisen kädellä käsineellä, johon on kiinnitetty joustavat anturit sormen palautetta varten ja IMU ranteen kulman palautetta varten.

Nämä ovat käden tärkeimmät ominaisuudet:

1. Robottikäsi, jossa on 6 vapausastetta: viisi kullekin sormelle, jota ohjataan servoon kiinnitetyillä naruilla ja ranteen liikkeet, jotka suoritetaan jälleen servolla. Koska kaikkia vapausasteita ohjataan servolla, emme tarvitse ylimääräisiä antureita palautetta varten.
2. Joustavat anturit: Käsineeseen on kiinnitetty viisi flex -anturia. Nämä joustavat anturit antavat palautetta mikro-ohjattavalle, jota käytetään bionisen varren ohjaamiseen.
3. IMU: IMU: ta käytetään käden rannekulman määrittämiseen.
4. Käytetään kahta eviveä (Arduino-pohjaisia mikro-ohjaimia): Toinen kiinnitetään käsineeseen rannekulman ja taipuisan liikkeen saamiseksi ja toinen on kiinnitetty servoja ohjaavaan bioniseen käsivarteen.
5. Molemmat evive kommunikoivat keskenään Bluetoothin avulla.
6. Kaksi ylimääräistä vapausastetta annetaan bionisen käsivarren X- ja Z -tasoliikkeille, jotka voidaan edelleen ohjelmoida suorittamaan monimutkaisia tehtäviä, kuten PICK AND PLACE ROBOTS.
7. Kaksi ylimääräistä liikettä ohjataan ohjaussauvalla.

Koska nyt sinulla on lyhyt käsitys siitä, mitä olemme tehneet tässä bionisessa käsivarressa, anna kaikkien vaiheiden käydä läpi yksityiskohtaisesti.

Vaihe 1: Käsi ja Forarm

Emme ole itse suunnitelleet koko kättä ja alusta. Internetissä on helposti saatavilla malleja käsille ja pohjalle. Olemme ottaneet yhden InMoovin suunnittelusta.

Olemme tehneet oikean käden, joten seuraavat osat on tulostettava 3D -muodossa:

• 1x Peukalo
• 1x indeksi
• 1x ylivoimainen este
• 1x Auriculaire
• 1x Pinky
• 1x Bolt_entretoise
• 1x ranne
• 1x rannepieni
• 1x yläpinta
• 1x kansisormi
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x pyörivä ranne2
• 1x pyörivä ranne 1
• 1x pyörivä ranne 3
• 1x WristGears
• 1x KaapelipidikeRanne

Koko asennusoppaan löydät täältä.

Vaihe 2: Z -akselin suunnittelu

Olemme suunnitelleet mukautetun osan, joka on kiinnitetty alustan loppuun, jossa on rakoja laakerille ja lyijyruuville. Laakeria käytetään ohjaamaan vartta z -akselilla ja akselin liikettä ohjataan lyijy- ja ruuvimekanismilla. Johtoruuvimekanismissa, kun ruuvimainen akseli pyörii, johtoruuvin mutteri muuttaa tämän pyörivän liikkeen lineaariseksi liikeksi, mikä johtaa varren lineaariseen liikkeeseen.

Johtoruuvia pyöritetään askelmoottorilla, mikä johtaa robottivarren tarkkaan liikkeeseen.

Askelmoottori, akselit ja johtoruuvi on kiinnitetty mukautettuun 3D-tulostettuun osaan, jonka välissä robotti varsi liikkuu.

Vaihe 3: X -akselin liike ja runko

Kuten edellisessä vaiheessa mainittiin, toinen mukautettu osa suunniteltiin askelmoottorin ja akselien pitämiseksi. Samassa osassa on myös reiät laakerille ja mutterille, joita käytetään X -akselin liikkeen johtoruuvimekanismissa. Askelmoottori ja akselin tuki on asennettu alumiinirunkoon, joka on valmistettu 20 mm x 20 mm: n alumiinipuristimista.

Projektin mekaaninen puoli on tehty, nyt katsotaan elektroniikan osaksi.

Vaihe 4: Askelmoottorin käyttäminen: A4988 -ohjainpiirikaavio

Käytämme eviveä mikro-ohjaimena servojen ja moottoreiden ohjaamiseen. Näitä komponentteja tarvitaan askelmoottorin ohjaamiseen ohjaussauvalla:

• XY -joystick
• Hyppyjohdot
• A4988 Moottorin kuljettaja
• Akku (12V)

Yllä on piirikaavio.

Vaihe 5: Askelmoottorin koodi

Käytämme BasicStepperDriver -kirjastoa ohjaamaan askelmoottoria evive -laitteella. Koodi on yksinkertainen:

• Jos X-akselin potentiometrin lukema on suurempi kuin 800 (analoginen luku 10-bittinen), siirrä tarttuja ylöspäin.

• Jos X-akselin potentiometrin lukema on alle 200 (analoginen luku 10-bittinen), siirrä tarttuja alas.

• Jos Y-akselin potentiometrin lukema on suurempi kuin 800 (analoginen luku 10-bittinen), siirrä tarttujaa vasemmalle.
• Jos Y-akselin potentiometrin lukema on alle 200 (analoginen luku 10-bittinen), siirrä tarttujaa oikealle.

Koodi on annettu alla.

Vaihe 6: Flex -anturit

Tämä taipuisa anturi on muuttuva vastus. Joustotunnistimen vastus kasvaa, kun komponentin runko taipuu. Olemme käyttäneet viittä 4,5 pitkää flex -anturia sormien liikkeisiin.

Yksinkertaisin tapa sisällyttää tämä anturi projektiin oli käyttää sitä jännitteenjakajana. Tämä piiri vaatii yhden vastuksen. Tässä esimerkissä käytämme 47 kΩ: n vastusta.

Joustavat anturit on kiinnitetty analogiseen nastaan A0-A4.

Edellä on yksi potentiaalisista jakajapiireistä, joissa on evive.

Vaihe 7: Flex -anturin kalibrointi

"loading =" laiska "lopputulos oli fantastinen. Pystyimme hallitsemaan bionista käsivartta käsineellä.

Evive on yhden luukun elektroniikan prototyyppialusta kaikille ikäryhmille, joka auttaa heitä oppimaan, rakentamaan, vianetsimään robotiikkaa, sulautettuja ja muita projekteja. Arduino Megan ytimessä evive tarjoaa ainutlaatuisen valikkopohjaisen visuaalisen käyttöliittymän, joka poistaa tarpeen ohjelmoida Arduino uudelleen toistuvasti. evive tarjoaa IoT: n maailman, jossa virtalähteet, aistit ja toimilaitteet tukevat yhtä pientä kannettavaa yksikköä.

Lyhyesti sanottuna se auttaa sinua rakentamaan projekteja/prototyyppejä nopeasti ja helposti.

Jos haluat tutustua tarkemmin, käy täällä.