Svaki manipulator to može učiniti vlastitim rukama. “Ručno” upravljanje OWI manipulatorom

Danas se malo tko sjeća, nažalost, da su 2005. postojali Chemical Brothers i da su imali prekrasan video - Believe, where robotska ruka Lovio sam junaka spota po gradu.

Onda sam usnio san. U to vrijeme nerealno, jer o elektronici nisam imao pojma. Ali htio sam vjerovati - vjerovati. Prošlo je 10 godina, a ja sam baš jučer prvi put uspio sastaviti svoju robotsku ruku, staviti je u pogon, zatim je polomiti, popraviti i vratiti u funkciju, a usput pronaći prijatelje i steći povjerenje u vlastitim sposobnostima.

Pažnja, ispod kroja su spojleri!

Sve je počelo s (pozdrav, majstore Keith, i hvala što ste mi dopustili da pišem na vašem blogu!), koji je gotovo odmah pronađen i odabran nakon članka na Habréu. Na web stranici piše da čak i dijete od 8 godina može sastaviti robota - zašto sam ja lošiji? Samo se okušavam u tome na isti način.

U početku je bila paranoja

Kao pravi paranoik, odmah ću izraziti zabrinutost koju sam u početku imao u vezi s dizajnerom. U mom djetinjstvu prvo su bili dobri sovjetski dizajneri, zatim kineske igračke koje su se raspadale u mojim rukama... i onda je moje djetinjstvo završilo :(

Dakle, od onoga što je ostalo u sjećanju igračaka bilo je:

Hoće li se plastika slomiti i mrviti u vašim rukama?
Hoće li dijelovi labavo pristajati?
Zar set neće sadržavati sve dijelove?
Hoće li sastavljena struktura biti krhka i kratkotrajna?

I na kraju, lekcija koja je naučena od sovjetskih dizajnera:

Neki će se dijelovi morati doraditi turpijom.
A neki dijelovi jednostavno neće biti u setu
A drugi dio u početku neće raditi, morat će se promijeniti

Što sad reći: nije uzalud u mom omiljenom videu Vjeruj glavni lik vidi strahove tamo gdje ih nema. Nijedan od strahova se nije ostvario: bilo je točno onoliko detalja koliko je potrebno, svi su se slagali, po mom mišljenju - savršeno, što je uvelike podiglo raspoloženje kako je posao napredovao.

Detalji dizajnera ne samo da se savršeno uklapaju, već i činjenica da detalje je gotovo nemoguće pobrkati. Istina, s njemačkom pedantnošću, kreatori odvojite točno onoliko vijaka koliko je potrebno, stoga je nepoželjno izgubiti vijke na podu ili zbuniti "što ide gdje" prilikom sastavljanja robota.

Tehnički podaci:

duljina: 228 mm
Visina: 380 mm
Širina: 160 mm
Težina sklopa: 658 gr.

Prehrana: 4 D baterije
Težina podignutih predmeta: do 100 g
Pozadinsko osvjetljenje: 1 LED
Vrsta kontrole:žičani daljinski upravljač
Procijenjeno vrijeme izrade: 6 sati
Pokret: 5 brušenih motora
Zaštita konstrukcije pri kretanju:čegrtaljka

Mobilnost:
Mehanizam snimanja: 0-1,77""
Pokret zgloba: unutar 120 stupnjeva
Pokret lakta: unutar 300 stupnjeva
Pokret ramena: unutar 180 stupnjeva
Rotacija na platformi: unutar 270 stupnjeva

Trebat će vam:

ekstra duga kliješta (ne možete bez njih)
bočni rezači (mogu se zamijeniti nožem za papir, škarama)
križni odvijač
4 D baterije

Važno! O sitnim detaljima

Govoreći o "zupčanicima". Ako ste naišli na sličan problem i znate kako montažu učiniti još praktičnijom, dobrodošli u komentare. Za sada ću podijeliti svoje iskustvo.

Vijci i vijci koji su identične funkcije, ali različite duljine jasno su navedeni u uputama, na primjer, na srednja fotografija ispod vidimo vijke P11 i P13. Ili možda P14 - pa to jest, opet ih brkam. =)

Možete ih razlikovati: upute pokazuju koji je koliko milimetara. Ali, kao prvo, nećete sjediti s kaliperom (pogotovo ako imate 8 godina i/ili ga jednostavno nemate), a kao drugo, na kraju ih možete razlikovati samo ako ih stavite pored jedno drugo, što se možda neće dogoditi odmah palo na pamet (nije mi palo na pamet, hehe).

Stoga ću vas unaprijed upozoriti ako odlučite sami napraviti ovaj ili sličan robot, evo savjeta:

ili unaprijed pobliže pogledajte elemente za pričvršćivanje;
ili kupite sebi više malih vijaka, samoreznih vijaka i vijaka da ne brinete.

Također, nikada ništa ne bacajte dok ne završite sastavljanje. Na donjoj fotografiji u sredini, između dva dijela tijela robotove "glave" nalazi se mali prsten koji je zamalo otišao u smeće zajedno s ostalim "otpadima". A ovo je, usput, držač za LED svjetiljku u "glavi" mehanizma za držanje.

Proces izgradnje

Robot dolazi s uputama bez suvišnih riječi - samo slike i jasno katalogizirani i označeni dijelovi.

Dijelovi se dosta lako odgrizu i ne zahtijevaju čišćenje, ali mi se svidjela ideja da svaki dio obradim nožem za karton i škarama, iako to nije potrebno.

Izrada počinje s četiri od pet uključenih motora, koje je pravi užitak sastavljati: jednostavno volim mehanizme zupčanika.

Pronašli smo motore uredno zapakirane i "lijepe" jedan za drugi - pripremite se odgovoriti na djetetovo pitanje zašto su komutatorski motori magnetski (možete odmah u komentarima! :)

Važno: u 3 od 5 kućišta motora koja su vam potrebna udubite matice sa strane- ubuduće ćemo na njih postavljati tijela prilikom sastavljanja ruke. Bočne matice nisu potrebne samo u motoru, koji će činiti osnovu platforme, ali kako se kasnije ne bi sjećali koje tijelo kamo ide, bolje je zakopati matice u svako od četiri žuta tijela odjednom. Samo za ovu operaciju trebat će vam kliješta, kasnije vam neće biti potrebna.

Nakon otprilike 30-40 minuta, svaki od 4 motora opremljen je vlastitim zupčanikom i kućištem. Sastaviti sve zajedno nije ništa teže nego sastaviti Kinder Surprise u djetinjstvu, samo je puno zanimljivije. Pitanje za njegu na temelju gornje fotografije: tri od četiri izlazna zupčanika su crna, gdje je bijeli? Plave i crne žice trebale bi izlaziti iz njegovog tijela. Sve piše u uputama, ali mislim da je vrijedno obratiti pozornost na to ponovno.

Nakon što imate sve motore u rukama, osim onog “glavnog”, krećete sa sastavljanjem platforme na kojoj će stajati naš robot. U toj sam fazi shvatio da moram biti pažljiviji s vijcima i vijcima: kao što možete vidjeti na gornjoj fotografiji, nisam imao dovoljno dva vijka za međusobno pričvršćivanje motora pomoću bočnih matica - oni su već bili uvrnut u dubinu već sastavljene platforme. Morao sam improvizirati.

Kada su platforma i glavni dio ruke sastavljeni, upute će od vas tražiti da prijeđete na sastavljanje mehanizma za držanje, gdje je on dovršen male dijelove i pokretni dijelovi - najzanimljiviji!

Ali, moram reći da će ovdje završiti spojleri i početi video, jer sam morao ići na sastanak s prijateljem i morao sam povesti robota sa sobom, što nisam uspio završiti na vrijeme.

Kako uz pomoć robota postati život zabave

Lako! Kad smo nastavili zajedno sastavljati, postalo je jasno: sastaviti robota sam - Vrlo Lijepo. Zajednički rad na dizajnu dvostruko je ugodan. Stoga sa sigurnošću mogu preporučiti ovaj set onima koji ne žele sjediti u kafiću i voditi dosadne razgovore, već žele vidjeti prijatelje i dobro se zabaviti. Štoviše, čini mi se da je team building s takvim skupom - na primjer, montaža od strane dva tima, za brzinu - gotovo win-win opcija.

Robot je oživio u našim rukama čim smo ga završili sastavljanje. Nažalost, ne mogu vam riječima prenijeti naše oduševljenje, ali mislim da će me mnogi ovdje razumjeti. Kada struktura koju ste sami sastavili odjednom počne živjeti punim životom - to je uzbuđenje!

Shvatili smo da smo užasno gladni i krenuli jesti. Nije bilo daleko pa smo robota nosili u rukama. A onda nas je čekalo još jedno ugodno iznenađenje: robotika nije samo uzbudljiva. Također zbližava ljude. Čim smo sjeli za stol, okružili su nas ljudi koji su željeli upoznati robota i napraviti ga za sebe. Klinci su najviše od svega voljeli pozdraviti robota “za pipke”, jer se stvarno ponaša kao da je živ, a prije svega to je ruka! U jednoj riječi, korisnici su intuitivno svladali osnovna načela animatronike. Ovako je to izgledalo:

Rješavanje problema

Po povratku kući čekalo me neugodno iznenađenje, i dobro je da se to dogodilo prije objave ove recenzije, jer sada ćemo odmah razgovarati o rješavanju problema.

Odlukom da pokušamo pomaknuti ruku kroz maksimalnu amplitudu, uspjeli smo postići karakterističan zvuk pucketanja i otkazivanje funkcionalnosti motornog mehanizma u laktu. Isprva me ovo uzrujalo: pa, to je nova igračka, tek sastavljena i više ne radi.

Ali onda mi je sinulo: ako si to sam skupljao, koja je svrha? =) Vrlo dobro poznajem set zupčanika unutar kućišta, a da biste shvatili je li sam motor pokvaren ili kućište jednostavno nije dovoljno dobro pričvršćeno, možete ga napuniti bez skidanja motora s ploče i vidjeti je li klikanje se nastavlja.

Ovdje sam uspio osjetiti ovim putem robo-majstor!

Pažljivo rastavljajući "lakatni zglob", bilo je moguće utvrditi da bez opterećenja motor radi glatko. Kućište se raspalo, jedan vijak je upao unutra (jer ga je motor magnetizirao), a da smo nastavili s radom, zupčanici bi bili oštećeni - prilikom rastavljanja nađen je karakterističan "prah" dotrajale plastike na njima.

Vrlo je zgodno što se robot nije morao u potpunosti rastavljati. I stvarno je super što je do kvara došlo zbog ne sasvim točne montaže na ovom mjestu, a ne zbog nekih tvorničkih poteškoća: uopće ih nije bilo u mom kompletu.

Savjet: Prvi put nakon sastavljanja držite pri ruci odvijač i kliješta - mogli bi dobro doći.

Što se može naučiti zahvaljujući ovom setu?

Samopouzdanje!

Ne samo da sam u potpunosti pronašao zajedničke teme za komunikaciju stranci, ali sam igračku uspio ne samo sastaviti, već i sam popraviti! To znači da ne sumnjam: s mojim će robotom uvijek sve biti u redu. A ovo je vrlo ugodan osjećaj kada su u pitanju vaše omiljene stvari.

Živimo u svijetu u kojem užasno ovisimo o prodavačima, dobavljačima, serviserima te dostupnosti slobodnog vremena i novca. Ako ne znate raditi gotovo ništa, sve ćete morati platiti, i to najvjerojatnije preplatiti. Sposobnost da sami popravite igračku, jer znate kako svaki njen dio radi, neprocjenjiva je. Neka dijete ima takvo samopouzdanje.

Rezultati

Što mi se svidjelo:

Robot, sastavljen prema uputama, nije zahtijevao otklanjanje pogrešaka i odmah se pokrenuo
Detalje je gotovo nemoguće zbuniti
Stroga katalogizacija i dostupnost dijelova
Upute koje ne morate čitati (samo slike)
Odsutnost značajnih zazora i praznina u strukturama
Jednostavnost montaže
Jednostavnost prevencije i popravka
Posljednje, ali ne manje važno: sami sastavljate svoju igračku, filipinska djeca ne rade za vas

Što još trebate:

Više elementi za pričvršćivanje, zaliha
Dijelovi i rezervni dijelovi za njega kako bi se po potrebi mogli zamijeniti
Više robota, različitih i složenih
Ideje o tome što se može poboljšati/dodati/ukloniti - ukratko, igra ne završava sastavljanjem! Stvarno želim da se nastavi!

Presuda:

Sastavljanje robota iz ovog konstrukcionog seta nije ništa teže od slagalice ili Kinder Surprisea, samo je rezultat puno veći i izazvao je buru emocija u nama i onima oko nas. Odličan set, hvala

Dobar dan, ispire mozak! Doba tehnologije dalo nam je mnoge zanimljive uređaje koji se mogu i trebaju poboljšati vlastitim rukama, na primjer ovako vodstvo mozga o bežičnom upravljanju robotskom rukom.

Postoji nekoliko opcija za upravljanje industrijskom robotskom rukom, ali ova master klasa mozga razlikuje u svom pristupu. Suština toga je napraviti bežični domaća izrada manipuliranje robotskom rukom gestama pomoću rukavice s kontrolerom. Zvuči ambiciozno i jednostavno, ali što je u stvarnosti?
U praksi zanatski izgleda ovako:

Rukavica je opremljena senzorima za kontrolu LED i 5 motora
odašiljač Arduino prima signale senzora i zatim ih bežično šalje u obliku upravljačkih naredbi do prijemnika kontrolera robotske ruke
Prijemnik kontrolera temeljen na Arduinu Uno prima naredbe i u skladu s tim upravlja robotskom rukom

Osobitosti:

Podržava svih 5 stupnjeva slobode (DOF) i pozadinsko osvjetljenje
prisutnost crvenog gumba za hitne slučajeve koji, ako je potrebno, isključuje sve motore robotske ruke kako bi se izbjegli kvarovi i oštećenja
prijenosni modularni dizajn

Korak 1: Komponente

Za rukavicu:

Korak 2: Predmontaža

Prije glavne montaže igre mozga Toplo preporučujem izradu prototipa pomoću matične ploče za testiranje funkcionalnosti svake komponente domaće proizvode.

Sam projekt sadrži dvije teške točke: prva je konfigurirati dva nRF24 prijemnika-odašiljača jedan s drugim za koordiniranu interakciju. Ispostavilo se da ni Nano ni Uno ne pružaju stabilnih 3,3 V za nesmetan rad modula. To je riješeno dodavanjem kondenzatora od 47mF na pinove napajanja oba nRF24 modula. U načelu, preporučljivo je prije korištenja nRF24 modula upoznati se s njihovim radom u IRQ i ne-IRQ načinima rada i drugim nijansama. Sljedeći resursi pomoći će vam u tome. nRF24. i nRF24 lib

I drugo, Uno kontakti se popunjavaju prilično brzo, ali to ne čudi jer trebate kontrolirati 5 motora, pozadinsko osvjetljenje, dvije tipke i komunikacijski modul. Stoga smo morali koristiti registar pomaka. Na temelju činjenice da nRF24 moduli koriste SPI sučelje, odlučio sam također koristiti SPI za programiranje registra pomaka umjesto funkcije shiftout(). I iznenađujuće, skica koda je uspjela prvi put. To možete provjeriti pregledom dodjele pinova i slika.

Pusti to daska za kruh i skakači će biti tvoji prijatelji mozga 🙂

Korak 3: Rukavice

OWI Robo-ruka ima 6 kontrolnih točaka:

LED pozadinsko osvjetljenje smješteno na griperu
Uhvatiti
Ručni zglob
Lakat je dio manipulatora povezan sa zglobom
Rame – dio manipulatora pričvršćen za bazu
Osnova

Rukavica- zanatski kontrolira svih tih 6 točaka, odnosno pozadinsko osvjetljenje i pokrete manipulatora s 5 stupnjeva slobode. Da biste to učinili, na rukavicu je postavljen senzor, prikazan na fotografiji, uz pomoć kojeg se vrši kontrola:

Rukohvatom se upravlja tipkama na srednjem i malom prstu, odnosno kad se spoje kažiprst i srednji prst, rukohvat se zatvara, a kad se spoje mali i domali prst, otvara se.
Ručnim zglobom upravlja fleksibilni senzor na kažiprst- savijanje prsta do pola uzrokuje spuštanje zgloba, a savijanje prsta do kraja podiže ga.
Lakat se kontrolira pomoću akcelerometra - naginjanje dlana prema gore ili dolje uzrokuje podizanje ili spuštanje lakta u skladu s tim.
Rame također kontrolira akcelerometar - okretanje dlana udesno ili ulijevo uzrokuje pomicanje ramena gore odnosno dolje.
Baza se također kontrolira pomoću akcelerometra - naginjanje cijelog dlana (licem prema gore) udesno ili ulijevo uzrokuje rotaciju baze udesno, odnosno ulijevo.
Pozadinsko osvjetljenje se uključuje/isključuje istovremenim pritiskom na obje tipke za kontrolu ručke.
U ovom slučaju, tipke se aktiviraju kada se drže 1/4 sekunde kako bi se izbjegao odgovor kada se slučajno dodirnu.

Prilikom postavljanja komponenti domaće proizvode na rukavici ćete morati raditi s koncem i iglom, naime prišiti 2 gumba, savitljivi otpornik, modul sa žiroskopom i akcelerometrom te žice koje idu od svega navedenog do utikača moždana utičnica.

Na ploči s utičnim konektorom montirane su dvije LED diode: zelena je indikator napajanja, a žuta je indikator prijenosa podataka do kontrolera manipulatora.

Korak 4: Blok odašiljača

Jedinica odašiljača sastoji se od Arduino Nano, bežičnog modula nRF24, muškog trakastog kabelskog konektora i tri otpornika: dva završna otpornika od 10 kOhma za gumbe za kontrolu držanja na rukavici i djelitelj napona od 20 kOhm za fleksibilni senzor odgovoran za kontrolu zapešće.

Sve elektroničke komponente zalemljene su na tiskanu ploču i primijetite kako nRF24 modul "visi" iznad Nanoa. Pomislio sam što je cerebralni položaj uzrokovat će smetnje, ali ne, sve radi dobro.

Baterija od 9V čini narukvicu glomaznom, ali nisam se htio "petljati" s njom litijska baterija, možda kasnije.

Pažnja!! Prije lemljenja, upoznajte se s pinoutom!

Korak 5: Rukovanje kontrolerom

Osnova robotskog ručnog kontrolera je Arduino Uno, koji prima signale s rukavice pomoću nRF24 bežičnih komunikacijskih modula, te na temelju njih zatim upravlja OWI manipulatorom pomoću 3 L293D čipa.

Budući da su gotovo svi Uno kontakti korišteni, dakle moždani kanal, oni koji idu do njih jedva stanu u kućište regulatora!

Prema konceptu igre mozga, na početku je regulator u isključenom stanju (kao da je pritisnut crveni gumb za hitne slučajeve), to vam daje priliku da navučete rukavicu i pripremite se za upravljanje. Kada je operater spreman, pritisne se zelena tipka i uspostavi se veza između rukavice i kontrolera manipulatora (žuta LED na rukavici i crvena LED na kontroleru počinju svijetliti).

OWI veza

Robotska ruka i upravljač povezani su trakastim kabelom s 14 staza, vidi sliku.

LED diode su zalemljene na masu (-) i pin a0 Arduina kroz otpornik od 220 Ohma.
Sve žice od motora spojene su na L293D čip na pinovima 3/6 ili 11/14 (+/-, respektivno). Svaki L293D podržava dva motora, dakle dva para kontakata.
OWI žice za napajanje nalaze se duž rubova 7-pinskog utikača (krajnji lijevi +6V i krajnji desni GND) na stražnjem žutom poklopcu, pogledajte fotografiju. Ovaj par je spojen na pin 8 (+) i pin 4,5,12,13 (GND) na sva tri L293D IC-a.

Pažnja!! Obavezno provjerite pinouts u sljedećem koraku!

Korak 6: Dodjela pinova (pinout)

5V - 5V za ploču s akcelerometrom, gumbe i fleksibilni senzor
a0 – fleksibilni ulaz senzora
a1 – žuta LED dioda
a4 – SDA u akcelerometar
a5 – SCL u akcelerometar
d02 – prekidni kontakt modula nRF24L01 (pin 8)
d03 – unos tipke za otvaranje hvataljke
d04 – unos tipke za kompresiju ručke
d09 - SPI CSN do NRF24L01 modula (pin 4)
d10 - SPI CS do NRF24L01 modula (pin 3)
d11 - SPI MOSI do NRF24L01 modula (pin 6)

d13 - SPI SCK na modul NRF24L01 (pin 5)
Vin – “+9V”
GND – uzemljenje, uzemljenje

3,3 V - 3,3 V za NRF24L01 modul (pin 2)
5V - 5V na gumbe
Vin – “+9V”
GND – uzemljenje, uzemljenje
a0 – “+” LED na zapešću
a1 - SPI SS pin za odabir posmačnog registra - na pin 12 na posmačnom registru
a2 – unos crvenog gumba
a3 – zeleni gumb za unos
a4 - pomicanje baze udesno - pin 15 na L293D
a5 – LED
d02 - IRQ ulaz modula nRF24L01 (pin 8)
d03 - uključite osnovni motor - pin 1 ili 9 na L293D
d04 - pomicanje baze ulijevo - pin 10 na odgovarajućem L293D
d05 – aktivacija motora ruke – pin 1 ili 9 na L293D
d06 - aktivacija motora koljena - pin 1 ili 9 na L293D
D07 - SPI CSN do NRF24L01 modula (pin 4)
d08 - SPI CS do NRF24L01 modula (pin 3)
d09 - omogućivanje motora zapešća - pin 1 ili 9 na L293D
d10 – omogućite motor za snimanje – pin 1 ili 9 na L293D
d11 - SPI MOSI na NRF24L01 modul (pin 6) i pin 14 na registru posmaka
d12 - SPI MISO do NRF24L01 modula (pin 7)
d13 - SPI SCK na NRF24L01 modul (pin 5) i pin 11 na registru posmaka

Korak 7: Komunikacija

Rukavica domaće proizvodešalje 2 bajta podataka kontroleru manipulatora 10 puta u sekundi, ili kada se primi signal od jednog od senzora. Ova 2 bajta dovoljna su za 6 kontrolnih točaka, jer samo trebate poslati:

Uključi/isključi pozadinsko osvjetljenje (1 bit) - ja zapravo koristim 2 bita u kombinaciji s motorima, ali jedan je dovoljan.
isključeno/desno/lijevo za svih 5 motora – po 2 bita, što je ukupno 10 bita

Ispada da je dovoljno 11 ili 12 bita.

Kodiranje uputa:
Isključeno: 00
Desno: 01
Lijevo: 10

Po bitovima, kontrolni signal izgleda ovako:

Bajt 1 može se jednostavno preusmjeriti izravno u registar posmaka budući da je to desna/lijeva kontrola motora 1 do 4.

Odgoda od 2 sekunde prekida vezu, a zatim se motori zaustavljaju kao da je pritisnuta crvena tipka.

Korak 8: Kod

Kod rukavice sadrži odjeljke iz sljedećih biblioteka:

Dodana su još dva bajta u komunikacijskoj strukturi za slanje tražene brzine motora zapešća, lakta, ramena i baze, koja je određena 5-bitnom vrijednošću (0..31) proporcionalnom kutnom položaju rukavice. Kontroler manipulatora distribuira primljenu vrijednost (0..31) na PWM vrijednosti, redom, za svaku motor mozga. To omogućuje dosljednu kontrolu brzine operatera i precizniju manipulaciju robotskom rukom.

Novi skup gesti obrtništvo:

Pozadinsko osvjetljenje: Gumb na srednjem prstu - Uključeno, na malom prstu - Isključeno.
Fleksibilni senzor kontrolira držanje - polusavijen prst - otvoren, potpuno savijen prst - zatvoren.
Zglobom se upravlja otklonom dlana prema gore i dolje u odnosu na horizontalu u skladu s pokretom, a što je otklon veći, to je i brzina veća.
Lakat se kontrolira otklonom dlana u odnosu na horizontalu desno i lijevo. Što je veće odstupanje, to je veća brzina.
Rame se kontrolira rotiranjem dlana Desno i Lijevo u odnosu na ispruženi dlan okrenut prema gore. Rotacija dlana u odnosu na os lakta uzrokuje njihanje robotske ruke.
Bazom se upravlja na isti način kao i ramenom, ali s dlanom okrenutim prema dolje.

Korak 9: Što se još može poboljšati?

Kao i mnogi slični sustavi, ovaj trik za mozak može se reprogramirati kako bi se povećala njegova funkcionalnost. Štoviše, dizajn domaće proizvode proširuje raspon opcija upravljanja koje nisu dostupne sa standardnom kontrolnom pločom:

Povećanje brzine gradijenta: Svaki pokret motora počinje minimalnom brzinom, koja se zatim postupno povećava svake sekunde dok ne dosegne potrebni maksimum. To će omogućiti precizniju kontrolu svakog motora, posebno motora Grip i Wrist.
Brže kočenje: Kada primi naredbu za zaustavljanje od kontrolera, motor još uvijek mijenja svoj položaj oko 50 ms, tako da će "zaustavljanje" pokreta omogućiti precizniju kontrolu.
I što drugo?

Možda će se u budućnosti za kontrolu moći koristiti složenije geste, ili čak nekoliko gesti istovremeno.

Ali to je u budućnosti, ali za sada sretno u vašem radu, a nadam se i u mom mozganje bilo vam je korisno!

Prvo će to utjecati opća pitanja, Zatim tehnički podaci rezultat, detalji i na kraju sam proces montaže.

Općenito i općenito

Stvaranje ovog uređaja Općenito, to ne bi trebalo uzrokovati poteškoće. Bit će potrebno temeljito razmisliti o mogućnostima koje će biti prilično teško implementirati s fizičke točke gledišta, tako da manipulirajuća ruka obavlja zadatke koji su joj dodijeljeni.

Tehničke karakteristike rezultata

Razmatrat će se uzorak s parametrima duljine/visine/širine od 228/380/160 milimetara. Težina gotovog proizvoda bit će približno 1 kilogram. Za upravljanje se koristi žičani daljinski upravljač. Procijenjeno vrijeme sastavljanja ako imate iskustva je oko 6-8 sati. Ako ga nema, tada mogu proći dani, tjedni, a uz dopuštenje čak i mjeseci da se sklopi ruka manipulatora. U takvim slučajevima, trebali biste to učiniti vlastitim rukama samo za vlastiti interes. Za pomicanje komponenti koriste se kolektorski motori. Uz dovoljno truda možete napraviti uređaj koji će se okretati za 360 stupnjeva. Također, radi lakšeg rada, osim standardnih alata poput lemilice i lemljenja, morate se opskrbiti:

Dugačka kliješta.
Bočni rezači.
Phillips odvijač.
4 D tip baterije.

Daljinski upravljač daljinski upravljač može se implementirati pomoću gumba i mikrokontrolera. Ako želite napraviti daljinsko bežično upravljanje, trebat će vam i akcijski kontrolni element u ruci manipulatora. Kao dodaci bit će potrebni samo uređaji (kondenzatori, otpornici, tranzistori) koji će omogućiti stabilizaciju kruga i prijenos struje potrebne veličine kroz njega u pravo vrijeme.

Mali dijelovi

Za regulaciju broja okretaja možete koristiti adapterske kotače. Oni će učiniti kretanje ruke manipulatora glatkim.

Također je potrebno osigurati da žice ne kompliciraju njegove pokrete. Bilo bi optimalno položiti ih unutar strukture. Sve možete učiniti izvana; ovaj pristup će uštedjeti vrijeme, ali potencijalno može dovesti do poteškoća u pomicanju pojedinih komponenti ili cijelog uređaja. A sada: kako napraviti manipulator?

Skupština općenito

Sada nastavimo izravno s izradom ruke manipulatora. Krenimo od temelja. Potrebno je osigurati da se uređaj može okretati u svim smjerovima. Dobra odluka bit će postavljen na platformu diska koju pokreće jedan motor. Kako bi se mogao okretati u oba smjera, postoje dvije mogućnosti:

Ugradnja dva motora. Svaki od njih će biti odgovoran za okretanje u određenom smjeru. Kad jedan radi, drugi miruje.
Ugradnja jednog motora s krugom koji ga može natjerati da se vrti u oba smjera.

Koju od predloženih opcija odabrati ovisi isključivo o vama. Zatim se izrađuje glavna konstrukcija. Za udoban rad potrebna su dva "zgloba". Pričvršćena na platformu, mora se moći naginjati u različitim smjerovima, što se postiže uz pomoć motora koji se nalaze na njezinoj bazi. Još jedan ili par treba staviti na pregib lakta kako bi se dio hvata mogao pomicati po vodoravnoj i okomitoj liniji koordinatnog sustava. Nadalje, ako želite dobiti maksimalne mogućnosti, možete instalirati još jedan motor na zglob. Sljedeće je ono najnužnije, bez čega je nemoguća manipulativna ruka. Sam uređaj za snimanje morat ćete napraviti vlastitim rukama. Ovdje postoji mnogo mogućnosti implementacije. Možete dati savjet o dva najpopularnija:

Video: Kako napraviti manipulator

Koriste se samo dva prsta koji istovremeno stiskaju i otpuštaju predmet koji treba uhvatiti. To je najjednostavnija izvedba, koja se, međutim, obično ne može pohvaliti značajnom nosivošću.
Stvoren je prototip ljudske ruke. Ovdje se može koristiti jedan motor za sve prste, uz pomoć kojeg će se vršiti savijanje/istezanje. Ali dizajn se može učiniti složenijim. Dakle, možete spojiti motor na svaki prst i kontrolirati ih zasebno.

Dalje, ostaje napraviti daljinski upravljač, uz pomoć kojeg će se utjecati na pojedine motore i tempo njihovog rada. I možete početi eksperimentirati koristeći robotski manipulator koji ste sami napravili.

Mogući shematski prikazi rezultata

DIY manipulativna ruka pruža brojne mogućnosti za kreativnost. Stoga vam predstavljamo nekoliko implementacija koje možete uzeti kao osnovu za stvaranje vlastite vlastiti uređaj sličnu namjenu.

Video: DIY manipulator.mpg

Svaki prikazani krug manipulatora može se poboljšati.

Zaključak

Važna stvar kod robotike je da praktički nema ograničenja za funkcionalno poboljšanje. Stoga, ako želite, stvaranje pravog umjetničkog djela neće biti teško. Govoreći o mogućim načinima daljnjeg poboljšanja, vrijedi spomenuti dizalicu. Izrada takvog uređaja vlastitim rukama neće biti teška, a ujedno će naučiti djecu kreativnom radu, znanosti i dizajnu. A to zauzvrat može imati pozitivan utjecaj na njihov budući život. Hoće li biti teško napraviti dizalicu vlastitim rukama? Ovo nije tako problematično kao što se na prvi pogled čini. Osim ako ne vrijedi voditi računa o prisutnosti dodatnih malih dijelova kao što su kabel i kotači na kojima će se vrtjeti.

Pažnja, samo DANAS!

Prvo će se raspravljati o općim pitanjima, zatim o tehničkim karakteristikama rezultata, detaljima i na kraju o samom procesu montaže.

Općenito i općenito

Stvaranje ovog uređaja u cjelini ne bi trebalo uzrokovati poteškoće. Bit će potrebno temeljito razmisliti o mogućnostima koje će biti prilično teško implementirati s fizičke točke gledišta, tako da manipulirajuća ruka obavlja zadatke koji su joj dodijeljeni.

Tehničke karakteristike rezultata

Dugačka kliješta.
Bočni rezači.
Phillips odvijač.
4 D tip baterije.

Daljinsko upravljanje može se implementirati pomoću tipki i mikrokontrolera. Ako želite napraviti daljinsko bežično upravljanje, trebat će vam i akcijski kontrolni element u ruci manipulatora. Kao dodaci bit će potrebni samo uređaji (kondenzatori, otpornici, tranzistori) koji će omogućiti stabilizaciju kruga i prijenos struje potrebne veličine kroz njega u pravo vrijeme.

Mali dijelovi

Za regulaciju broja okretaja možete koristiti adapterske kotače. Oni će učiniti kretanje ruke manipulatora glatkim.

Skupština općenito

Sada nastavimo izravno s izradom ruke manipulatora. Krenimo od temelja. Potrebno je osigurati da se uređaj može okretati u svim smjerovima. Dobro rješenje bilo bi postaviti ga na disk platformu, koju pokreće jedan motor. Kako bi se mogao okretati u oba smjera, postoje dvije mogućnosti:

Ugradnja dva motora. Svaki od njih će biti odgovoran za okretanje u određenom smjeru. Kad jedan radi, drugi miruje.
Ugradnja jednog motora s krugom koji ga može natjerati da se vrti u oba smjera.

Koriste se samo dva prsta koji istovremeno stiskaju i otpuštaju predmet koji treba uhvatiti. To je najjednostavnija izvedba, koja se, međutim, obično ne može pohvaliti značajnom nosivošću.
Stvoren je prototip ljudske ruke. Ovdje se može koristiti jedan motor za sve prste, uz pomoć kojeg će se vršiti savijanje/istezanje. Ali dizajn se može učiniti složenijim. Dakle, možete spojiti motor na svaki prst i kontrolirati ih zasebno.

Mogući shematski prikazi rezultata

Pruža široke mogućnosti za kreativne izume. Stoga vam predstavljamo nekoliko implementacija koje možete uzeti kao temelj za izradu vlastitog uređaja slične namjene.

Svaki prikazani krug manipulatora može se poboljšati.

Zaključak

Uradi sam ili Uradi sam,

Elektronika za početnike

Pozdrav Giktimes!

Projekt uArm iz tvrtke uFactory prikupio je sredstva na Kickstarteru prije više od dvije godine. Rekli su od samog početka da će biti otvoreni projekt, no odmah nakon završetka kampanje nisu žurili objaviti izvorni kod. Htio sam samo izrezati pleksiglas prema njihovim crtežima i to je to, ali kako nije bilo izvornog materijala i nije bilo traga tome u dogledno vrijeme, počeo sam ponavljati dizajn po fotografijama.

Sada moja robotska ruka izgleda ovako:

Radeći polako u dvije godine uspio sam napraviti četiri verzije i stekao dosta iskustva. Možete pronaći opis, povijest projekta i sve projektne datoteke ispod.

Pokušaj i pogreška

Kad sam počeo raditi na crtežima, nisam želio samo ponoviti uArm, već ga i poboljšati. Činilo mi se da je u mojim uvjetima sasvim moguće bez ležajeva. Također mi se nije svidjela činjenica da se elektronika okreće zajedno s cijelim manipulatorom i htio sam pojednostaviti dizajn donjeg dijela šarke. Osim toga, odmah sam ga počeo crtati malo manjim.

S ovim ulaznim parametrima nacrtao sam prvu verziju. Nažalost, nemam fotografije te verzije manipulatora (koja je nastala god. žuta boja). Pogreške u njemu bile su jednostavno epske. Prvo, bilo ga je gotovo nemoguće sastaviti. U pravilu, mehanika koju sam nacrtao prije manipulatora bila je prilično jednostavna i nisam morao razmišljati o procesu sastavljanja. Ali ipak sam ga sastavio i pokušao pokrenuti, ali ruka mi se jedva pomaknula! Svi su se dijelovi vrtjeli oko vijaka i ako sam ih zategnuo da bude manje zračnosti, nije se mogla pomaknuti. Kad bih ga olabavio da se može pomaknuti, pojavio se nevjerojatan zračnost. Kao rezultat toga, koncept nije preživio ni tri dana. I počeo je raditi na drugoj verziji manipulatora.

Crvena je već bila sasvim prikladna za rad. Sastavljen je normalno i mogao se pomicati s podmazivanjem. Uspio sam testirati softver na njemu, ali ipak nedostatak ležajeva i veliki gubici na različitim potiscima učinili su ga vrlo slabim.

Tada sam na neko vrijeme odustao od rada na projektu, no ubrzo sam ga odlučio privesti kraju. Odlučio sam upotrijebiti snažnije i popularnije servose, povećati veličinu i dodati ležajeve. Štoviše, odlučio sam da neću pokušavati sve odjednom napraviti savršeno. Skicirao sam crteže na brze ruke, bez crtanja lijepih spojeva i naručenog rezanja od prozirnog pleksiglasa. Koristeći dobiveni manipulator, uspio sam otkloniti pogreške u procesu sastavljanja, identificirati područja koja su trebala dodatno ojačati i naučio kako koristiti ležajeve.

Nakon što sam se dobro zabavila s prozirnim manipulatorom, počela sam crtati konačnu bijelu verziju. Dakle, sada su sve mehanike potpuno otklonjene, odgovaraju mi i spreman sam reći da ne želim ništa više mijenjati u ovom dizajnu:

Deprimira me što nisam mogao unijeti ništa bitno novo u projekt uArm. Dok sam počeo crtati konačnu verziju, već su izbacili 3D modele na GrabCad. Kao rezultat toga, samo sam malo pojednostavio pandžu, pripremio datoteke u prikladnom formatu i koristio vrlo jednostavne i standardne komponente.

Značajke manipulatora

Prije nego što se pojavio uArm, desktop manipulatori ovog razreda izgledao prilično tužno. Ili uopće nisu imali elektroniku, ili su imali neku vrstu kontrole s otpornicima, ili su imali vlastiti vlasnički softver. Drugo, obično nisu imali sustav paralelnih šarki, a sama je ručka mijenjala svoj položaj tijekom rada. Ako prikupite sve prednosti mog manipulatora, dobit ćete prilično dugačak popis:

Sustav šipki koji omogućuje postavljanje snažnih i teških motora na bazu manipulatora, kao i držanje hvataljke paralelno ili okomito na bazu
Jednostavan set komponenti koje je lako kupiti ili izrezati od pleksiglasa
Ležajevi u gotovo svim komponentama manipulatora
Jednostavan za sklapanje. Ovo se pokazalo kao stvarno težak zadatak. Posebno je teško bilo promišljati proces sastavljanja baze
Položaj držanja može se mijenjati za 90 stupnjeva
Otvoreni kod i dokumentacija. Sve je pripremljeno u pristupačnim formatima. Osigurat ću veze za preuzimanje za 3D modele, datoteke za rezanje, popis materijala, elektroniku i softver
Arduino kompatibilan. Mnogo je onih koji klevetaju Arduino, ali vjerujem da je ovo prilika za širenje publike. Profesionalci mogu lako napisati svoj softver u C-u - ovo je obični kontroler iz Atmela!

Mehanika

Za sastavljanje potrebno je izrezati dijelove od pleksiglasa debljine 5 mm:

Naplatili su mi oko 10 dolara za rezanje svih ovih dijelova.

Baza je postavljena na veliki ležaj:

Bilo je posebno teško promišljati bazu sa stajališta procesa sklapanja, ali sam pazio na inženjere iz uArma. Klackalice se nalaze na klinu promjera 6 mm. Treba napomenuti da se moj potisak laktom temelji na Držač u obliku slova U, a uFactory ima jedan u obliku slova L. Teško je objasniti koja je razlika, ali mislim da sam bolje prošao.

Drška se sastavlja zasebno. Može se okretati oko svoje osi. Sama kandža sjedi izravno na osovini motora:

Na kraju članka dat ću poveznicu na super detaljne upute za montažu u fotografijama. Sve to možete pouzdano sastaviti za nekoliko sati ako imate sve što vam je potrebno pri ruci. Pripremio sam i 3D model u besplatan program SketchUp. Možete ga preuzeti, igrati i vidjeti što je i kako sklopljeno.

Elektronika

Da bi ruka radila, sve što trebate učiniti je spojiti pet servo uređaja na Arduino i opskrbiti ih strujom iz dobrog izvora. uArm koristi neku vrstu povratnih motora. Instalirao sam tri obična motora MG995 i dva mala metalna motora s zupčanicima za kontrolu hvataljke.

Ovdje je moj narativ usko isprepleten s prethodnim projektima. Počeo sam prije nekog vremena i čak pripremio vlastitu Arduino-kompatibilnu ploču za ove potrebe. S druge strane, jednog dana sam imao priliku jeftino napraviti ploče (o čemu i ja pričam). Na kraju je sve završilo tako što sam koristio vlastitu Arduino kompatibilnu ploču i specijalizirani štit za upravljanje manipulatorom.

Ovaj štit je zapravo vrlo jednostavan. Na njemu su četiri varijable otpornika, dva gumba, pet servo konektora i konektor za napajanje. Ovo je vrlo zgodno sa stajališta otklanjanja pogrešaka. Možete učitati testnu skicu i snimiti neki makro za kontrolu ili nešto slično. Također ću na kraju članka dati poveznicu za preuzimanje datoteke ploče, ali ona je pripremljena za proizvodnju s metaliziranim rupama, tako da je malo korisna za kućnu proizvodnju.

Programiranje

Najzanimljivije je upravljanje manipulatorom s računala. uArm ima praktičnu aplikaciju za upravljanje manipulatorom i protokol za rad s njim. Računalo šalje 11 bajtova na COM priključak. Prvi je uvijek 0xFF, drugi je 0xAA, a neki od preostalih su signali za servo. Zatim se ti podaci normaliziraju i šalju motorima na obradu. Moji servo uređaji su spojeni na digitalne ulaze/izlaze 9-12, ali to se može lako promijeniti.

uArmov terminalski program omogućuje promjenu pet parametara pri upravljanju mišem. Kako se miš kreće po površini, mijenja se položaj manipulatora u ravnini XY. Okretanje kotača mijenja visinu. LMB/RMB - stisnuti/dekompresirati kandžu. RMB + kotač - rotirajte hvat. Zapravo je vrlo zgodno. Ako želite, možete napisati bilo koji terminalski softver koji će komunicirati s manipulatorom koristeći isti protokol.

Ovdje neću davati skice - možete ih preuzeti na kraju članka.

Video rada

I, za kraj, video samog manipulatora. Pokazuje kako upravljati mišem, otpornicima i unaprijed snimljenim programom.

Linkovi

Datoteke za rezanje pleksiglasa, 3D modeli, popis nabave, crteži ploča i softver mogu se preuzeti na kraju mog