Bionička ruka s daljinskim upravljanjem: 13 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

U ovom Instructableu napravit ćemo bioničku ruku s daljinskim upravljanjem, koja je robotska ruka slična ljudskoj sa šest stupnjeva slobode (pet za figure i jedan za zglob). Upravlja se ljudskom rukom pomoću rukavice sa senzorima savijanja za povratnu informaciju prstom i IMU za povratnu informaciju o kutu zgloba.

Ovo su ključne značajke ruke:

1. Robotska ruka sa 6 stupnjeva slobode: Pet za svaki prst kontrolirano pomoću žica pričvršćenih na servo i pokret zgloba ponovno izveden pomoću servo -a. Kako se svi stupnjevi slobode kontroliraju pomoću servo -a, ne trebaju nam dodatni senzori za povratne informacije.
2. Savitljivi senzori: Pet senzora savijanja pričvršćeno je na rukavicu. Ovi fleksibilni senzori daju povratnu informaciju mikrokontroliranom koji se koristi za kontrolu bioničke ruke.
3. IMU: IMU se koristi za dobivanje kuta zgloba ruke.
4. Koriste se dva evive (mikrokontrolera zasnovana na Arduinu): jedan pričvršćen na rukavicu kako bi se postigao kut zgloba i pokret savijanja, a drugi je spojen na bioničku ruku koja kontrolira servo pogone.
5. Oboje međusobno komuniciraju putem Bluetootha.
6. Daju se dva dodatna stupnja slobode za kretanje bioničke ruke X i Z ravnine, koje se dalje može programirati za izvršavanje složenih zadataka poput IZBORA I MJESTA ROBOTA.
7. Dva dodatna kretanja kontroliraju se pomoću upravljačke palice.

Kako sada imate kratku ideju što smo učinili u ovoj bioničkoj ruci, prođite kroz svaki korak detaljno.

Korak 1: Ruka i podlaktica

Nismo sami dizajnirali cijelu ruku i ogrlicu. Na internetu je dostupno mnogo dizajna za ruke i podlaktice. Uzeli smo jedan od dizajna iz InMoova.

Napravili smo desnu ruku, pa su ovo dijelovi potrebni za 3D ispis:

• 1x palac
• 1x Indeks
• 1x Viša
• 1x Auriculaire
• 1x Pinky
• 1x Bolt_entretoise
• 1x ručni zglob
• 1x ručni zglob
• 1x gornja površina
• 1x pokrivač
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x rotacijski zglob2
• 1x rotacijski zglob1
• 1x rotacijski zglob3
• 1x ručni prijenosnik
• 1x CableHolderWrist

Ovdje možete dobiti cijeli vodič za montažu.

Korak 2: Dizajn osi Z

Dizajnirali smo prilagođeni dio pričvršćen na kraju prednje strane koji ima utore za ležaj i olovni vijak. Ležaj se koristi za vođenje ruke prema osi z, a kretanje osi kontrolira se pomoću olovnog i vijčanog mehanizma. U mehanizmu s olovnim vijcima, kada se vijak poput osovine okreće, matica vodećeg vijka pretvara ovo rotacijsko kretanje u linearno kretanje, što rezultira linearnim gibanjem ruke.

Olovni vijak se rotira koračnim motorom što rezultira točnim pomicanjem robotske ruke.

Koračni motor, osovine i olovni vijak pričvršćeni su na prilagođeni 3D ispisani dio između kojeg se kreće robotska ruka.

Korak 3: Kretanje i okvir X osi

Kao što je spomenuto u prethodnom koraku, drugi prilagođeni dio dizajniran je za držanje koračnog motora i vratila. Isti dio također ima rupe za ležaj i maticu koje se koriste za mehanizam olovnih vijaka za pomicanje X -osi. Koračni motor i nosač vratila montirani su na aluminijski okvir izrađen od aluminijskih ekstruzija t-utora 20 mm x 20 mm.

Mehanički aspekt projekta je gotov, sada pogledajmo dio elektronike.

Korak 4: Pokretanje koračnog motora: shema upravljačkog programa A4988

Koristimo evive kao naš mikrokontroler za upravljanje našim servo i motorima. Ovo su komponente potrebne za upravljanje koračnim motorom pomoću upravljačke palice:

• XY Joystick
• Žice za kratkospojnike
• A4988 Vozač motora
• Baterija (12V)

Gore je prikazan dijagram kruga.

Korak 5: Kôd koračnog motora

Za upravljanje koračnim motorom pomoću programa evive koristimo knjižnicu BasicStepperDriver. Kod je jednostavan:

• Ako je očitanje potenciometra na osi X veće od 800 (analogno očitanje 10 bita), pomaknite hvataljku prema gore.

• Ako je očitanje potenciometra na osi X manje od 200 (analogno očitanje 10 bita), pomaknite hvataljku prema dolje.

• Ako je očitanje potenciometra na osi Y veće od 800 (analogno očitanje 10 bita), pomaknite hvataljku ulijevo.
• Ako je očitanje potenciometra na osi Y manje od 200 (analogno očitanje 10 bita), pomaknite hvataljku udesno.

Kôd je dat u nastavku.

Korak 6: Savitljivi senzori

Ovaj fleksibilni osjetnik je promjenjivi otpornik. Otpor senzora savijanja raste kako se tijelo komponente savija. Za kretanje prstiju koristili smo pet 4,5 dugih fleksibilnih senzora.

Najjednostavniji način da se ovaj senzor uključi u naš projekt bio je upotrebom kao razdjelnika napona. Ovaj krug zahtijeva jedan otpornik. U ovom ćemo primjeru koristiti otpornik od 47 kΩ.

Senzori savijanja pričvršćeni su na analogni pin A0-A4 na eviveu.

Gore navedeno je jedan od krugova potencijalnih razdjelnika s eviveom.

Korak 7: Kalibriranje fleksibilnog senzora

"loading =" lijen "konačni rezultat bio je fantastičan. Uspjeli smo kontrolirati bioničku ruku pomoću rukavice.

Što je evive? Evive je platforma za prototipiranje elektronike na jednom mjestu za sve dobne skupine koja im pomaže u učenju, izgradnji, otklanjanju pogrešaka u robotici, ugrađenim i drugim projektima. S Arduino Mega-om u srcu, evive nudi jedinstveno vizualno sučelje zasnovano na izborniku koje uklanja potrebu za ponovnim programiranjem Arduina. evive nudi svijet IoT -a s izvorima napajanja, senzorima i pokretačima u jednoj maloj prijenosnoj jedinici.

Ukratko, pomaže vam u brzoj i lakoj izgradnji projekata/prototipova.

Za više informacija posjetite ovdje.