Bionički krak s daljinskim upravljanjem: 13 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

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 ručni zglob). Upravlja se ljudskom rukom pomoću rukavice sa senzorima fleksa za pričvršćivanje prstiju i IMU za povratnu informaciju o kutu zgloba.

Ovo su ključne karakteristike ruke:

1. Robotska ruka sa 6 stupnjeva slobode: pet za svaki prst kontrolirano pomoću žica pričvršćenih za servo i pokret zgloba ponovo 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 za rukavicu. Ovi fleksibilni senzori daju povratnu informaciju mikrokontroliranom koji se koristi za kontrolu bioničke ruke.
3. IMU: IMU se koristi za dobijanje kuta ruke u zglobu.
4. Koriste se dva evive (mikrokontrolera zasnovana na Arduinu): jedan pričvršćen za rukavicu radi postizanja kuta zgloba i fleksibilnog pokreta, a drugi je spojen na bioničku ruku koja kontrolira servo pogone.
5. Oboje međusobno komuniciraju putem Bluetootha.
6. Daju se dva dodatna stepena slobode za kretanje bioničke ruke X i Z u ravnini, koje se dalje može programirati za izvršavanje složenih zadataka, kao što su BIRANJE I MJESTO ROBOTA.
7. Dva dodatna pokreta se kontrolišu pomoću džojstika.

Pošto sada imate kratku ideju šta smo uradili 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 štampanje:

• 1x palac
• 1x Indeks
• 1x Više
• 1x Auriculaire
• 1x Pinky
• 1x Bolt_entretoise
• 1x zglob
• 1x Ručni zglob
• 1x gornja površina
• 1x pokrivač
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x rotawrist2
• 1x rotawrist1
• 1x rotawrist3
• 1x ručni zupčanici
• 1x CableHolderWrist

Ovdje možete dobiti cijeli vodič za montažu.

Korak 2: Dizajn osi Z

Dizajnirali smo prilagođeni dio pričvršćen na kraju ogrlice 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 pomicanjem ruke.

Olovni vijak se okreće pomoću koračnog motora što rezultira preciznim pomicanjem robotske ruke.

Koračni motor, vratila 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 kretanje po X -osi. Stepeni 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: A4988 shema upravljačkog programa

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

• XY Joystick
• Džemper žice
• A4988 Vozač motora
• Baterija (12V)

Gore je prikazan dijagram kola.

Korak 5: Kod koračnog motora

Koristimo BasicStepperDriver biblioteku za upravljanje koračnim motorom sa eviveom. Kod je jednostavan:

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

Kôd je dat ispod.

Korak 6: Savitljivi senzori

Ovaj fleksibilni senzor je promjenjivi otpornik. Otpor fleks senzora raste kako se tijelo komponente savija. Za kretanje prstiju koristili smo pet 4,5 dugačkih fleks senzora.

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

Fleksibilni senzori su na evive priključeni na analogni pin A0-A4.

Gore navedeno je jedno od sklopova razdjelnika potencijala sa eviveom.

Korak 7: Kalibracija fleksibilnog senzora

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

Šta je evive? Evive je platforma za prototipiranje elektronike na jednom mjestu za sve starosne grupe koja im pomaže u učenju, izgradnji, otklanjanju grešaka u robotici, ugrađenim i drugim projektima. Sa 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 napajanjem, senzorima i podrškom za aktuatore u jednoj maloj prijenosnoj jedinici.

Ukratko, pomaže vam u izgradnji projekata/prototipova brzo i jednostavno.

Da biste istražili više, posjetite ovdje.