Daljinsko upravljana bionična roka: 13 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

V tem Instructable -u bomo izdelali bionsko roko z daljinskim upravljanjem, ki je robotska roka, podobna človeški, s šestimi stopnjami svobode (pet za figure in ena za zapestje). Upravlja se s človeško roko z rokavico, ki ima pritrjena senzorja upogibanja za povratne informacije s prsti in IMU za povratne informacije o kotu zapestja.

To so ključne značilnosti roke:

1. Robotska roka s 6 stopnjami svobode: pet za vsak prst, ki ga nadzirajo strune, pritrjene na servo, in gibanje zapestja spet izvedeno s pomočjo servo. Ker vse stopnje svobode nadzorujemo s pomočjo servomotorja, za povratne informacije ne potrebujemo dodatnih senzorjev.
2. Upogljivi senzorji: Pet ročnih rokavic je pritrjenih na rokavico. Ti senzorji upogibanja dajejo povratne informacije mikrokontroliranemu, ki se uporablja za krmiljenje bionične roke.
3. IMU: IMU se uporablja za pridobivanje kota zapestja roke.
4. Uporabljata se dva evive (mikrokrmilnika na osnovi Arduina): eden je pritrjen na rokavico, da doseže kot zapestja in gibljivost gibanja, drugi pa na bionično roko, ki nadzoruje servomotorje.
5. Oba evive komunicirata med seboj prek povezave Bluetooth.
6. Dve dodatni stopnji svobode sta podan za premikanje ravnine bionične roke X in Z, ki ju je mogoče nadalje programirati za izvajanje kompleksnih nalog, kot so ROBOTI IZBIRI IN MESTO.
7. Dva dodatna gibanja se upravljata s krmilno palčko.

Ker imate na kratko predstavo, kaj smo storili v tej bionični roki, pojdite skozi vsak korak podrobneje.

Korak: Roka in podlakti

Nismo sami oblikovali celotne roke in podlakti. Na internetu je na voljo veliko modelov za roke in podlakti. Eno od zasnov smo vzeli iz InMoova.

Naredili smo desno roko, zato so ti deli potrebni za 3D tiskanje:

• 1x palec
• 1x kazalo
• 1x višja
• 1x slušalka
• 1x Pinky
• 1x Bolt_entretoise
• 1x zapestnica
• 1x zapestje
• 1x zgornja površina
• 1x pokrov prsta
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x rotacijsko zapestje2
• 1x rotacijsko zapestje1
• 1x rotacijsko zapestje3
• 1x zapestna orodja
• 1x CableHolderWrist

Tu lahko dobite celoten vodnik za montažo.

2. korak: Zasnova osi Z

Oblikovali smo del po meri, pritrjen na koncu podlakti, ki ima reže za ležaj in vijak. Ležaj se uporablja za vodenje roke po osi z, gibanje osi pa je nadzorovano s pomočjo svinčenega in vijačnega mehanizma. V mehanizmu svinčenega vijaka, ko se vijak podobno gredi vrti, matica vodilnega vijaka pretvori to rotacijsko gibanje v linearno gibanje, kar povzroči linearno gibanje roke.

Vodilni vijak se zavrti s koračnim motorjem, kar povzroči natančen premik robotske roke.

Koračni motor, gredi in vijak so pritrjeni na 3D tiskan del po meri, med katerim se premika robotska roka.

Korak 3: Gibanje in okvir X osi

Kot je bilo omenjeno v prejšnjem koraku, je bil drugi del po meri zasnovan za držanje koračnega motorja in gredi. Na istem delu so tudi luknje za ležaj in matico, ki se uporabljata za vijačni mehanizem za premikanje po osi X. Koračni motor in nosilec gredi sta nameščena na aluminijasto ogrodje, izdelano iz aluminijastih profilov 20 mm x 20 mm s t-režo.

Mehanski vidik projekta je končan, zdaj pa poglejmo, da je del elektronike.

4. korak: Zagon koračnega motorja: vezje A4988

Za krmiljenje servomotorjev in motorjev uporabljamo evive kot naš mikrokrmilnik. To so komponente, potrebne za krmiljenje koračnega motorja s krmilno palčko:

• XY igralna palica
• Mostične žice
• A4988 Motorist
• Baterija (12V)

Zgoraj je prikazan diagram vezja.

5. korak: Koda koračnega motorja

Za krmiljenje koračnega motorja s sistemom evive uporabljamo knjižnico BasicStepperDriver. Koda je preprosta:

• Če je odčitavanje potenciometra na osi X večje od 800 (analogno branje 10 bitov), premaknite ročaj navzgor.

• Če je odčitavanje potenciometra na osi X manjše od 200 (analogno branje 10 bitov), premaknite ročaj navzdol.

• Če je odčitek potenciometra na osi Y večji od 800 (analogno branje 10 bitov), premaknite ročaj v levo.
• Če je odčitavanje potenciometra na osi Y manjše od 200 (analogno branje 10 bitov), premaknite ročaj v desno.

Koda je podana spodaj.

6. korak: upogljivi senzorji

Ta upogljivi senzor je spremenljiv upor. Upor senzorja upogibanja se povečuje, ko se telo komponente upogne. Za gibanje prstov smo uporabili pet 4,5 dolgih senzorjev upogibanja.

Najpreprostejši način za vključitev tega senzorja v naš projekt je bil, da ga uporabite kot delilnik napetosti. Za to vezje je potreben en upor. V tem primeru bomo uporabili upor 47kΩ.

Senzorji upogibanja so na evive pritrjeni na analogni zatič A0-A4.

Zgoraj je eden od potencialnih delilnikov z eviveom.

7. korak: Umerjanje upogljivega senzorja

"loading =" lazy "končni rezultat je bil fantastičen. Bionično roko smo lahko nadzorovali z rokavico.

Kaj je evive? Evive je platforma za prototipiranje elektronike na enem mestu za vse starostne skupine, ki jim pomaga pri učenju, gradnji, odpravljanju napak v robotiki, vdelanih in drugih projektih. Ker je v središču Arduino Mega, evive ponuja edinstven vizualni vmesnik, ki temelji na meniju in odpravlja potrebo po večkratnem programiranju Arduina. evive ponuja svet interneta stvari, z napajalniki, senzorji in aktuatorji v eni majhni prenosni enoti.

Skratka, pomaga vam pri hitri in enostavni gradnji projektov/prototipov.

Če želite raziskati več, obiščite tukaj.