Braț bionic acționat prin tele: 13 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

În acest Instructable, vom realiza un braț bionic cu acționare tele, care este un braț robot asemănător mâinii umane cu șase grade de libertate (cinci pentru figuri și unul pentru încheietura mâinii). Este controlat cu mâna umană folosind o mănușă care are senzori flexibili atașați pentru feedbackul degetelor și IMU pentru feedback-ul unghiului încheieturii mâinii.

Acestea sunt caracteristicile cheie ale mâinii:

1. O mână robotică cu 6 grade de libertate: cinci pentru fiecare deget controlat de șiruri atașate la mișcarea servo și a încheieturii încheiate din nou folosind un servo. Deoarece toate gradele de libertate sunt controlate folosind un servo, nu avem nevoie de senzori suplimentari pentru feedback.
2. Senzori flex: cinci senzori flex sunt atașați la o mănușă. Acești senzori flexibili oferă feedback la microcontrolat, care este utilizat pentru a controla brațul bionic.
3. IMU: IMU este utilizat pentru obținerea unghiului încheieturii mâinii.
4. Se folosesc două evive (microcontrolere bazate pe Arduino): unul atașat la mănușă pentru a obține unghiul încheieturii mâinii și mișcare flexibilă și altul este atașat la brațul bionic care controlează servomotoarele.
5. Ambele comunică reciproc folosind Bluetooth.
6. Două grade suplimentare de libertate sunt date pentru a oferi brațului bionic mișcarea planului X și Z, care poate fi programată în continuare pentru a îndeplini sarcini complexe, cum ar fi PICK AND PLACE ROBOTS.
7. Cele două mișcări suplimentare sunt controlate cu ajutorul unui joystick.

Deoarece acum aveți o scurtă idee despre ce am făcut în acest braț bionic, lăsați să treacă prin fiecare pas în detaliu.

Pasul 1: Mână și braț

Nu am proiectat toată mâna și ne înarmăm. Există multe modele pentru mâini și brațe disponibile pe internet. Am luat unul dintre design-uri de la InMoov.

Am făcut mâna dreaptă, deci acestea sunt părțile necesare pentru a fi tipărite 3D:

• 1x degetul mare
• 1x index
• 1x Majeure
• 1x Auriculaire
• 1x Pinky
• 1x Bolt_entretoise
• 1x mărimea mâinii
• 1x Wristsmall
• 1x suprafață
• 1x deget de acoperire
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x rotawrist2
• 1x rotawrist1
• 1x rotawrist3
• 1x WristGears
• 1x CableHolderWrist

Puteți obține întregul ghid de asamblare aici.

Pasul 2: Proiectarea axei Z

Am proiectat o piesă personalizată atașată la capătul brațului, care are fante pentru rulment și șurub cu plumb. Rulmentul este folosit pentru a ghida brațul în axa z, iar mișcarea axei este controlată cu ajutorul mecanismului cu șurub și plumb. În mecanismul cu șurub de plumb, când șurubul arborelui se rotește, piulița șurubului de plumb convertește această mișcare rotativă în mișcare liniară, rezultând o mișcare liniară a brațului.

Șurubul de plumb este rotit utilizând un motor pas cu pas, rezultând o mișcare precisă a brațului robotizat.

Motorul pas cu pas, arborii și șurubul cu plumb sunt atașate la o parte tipărită 3D personalizată între care se mișcă brațul robotizat.

Pasul 3: mișcarea axei X și cadrul

Așa cum s-a menționat în pasul anterior, o a doua piesă personalizată a fost proiectată pentru a ține motorul pas cu pas și arborii. Aceeași parte are, de asemenea, găurile pentru rulment și piuliță utilizate pentru mecanismul cu șurub de plumb pentru mișcarea axei X. Motorul pas cu pas și suportul arborelui sunt montate pe un cadru din aluminiu realizat cu extrudări din aluminiu cu fantă de 20 mm x 20 mm.

Aspectul mecanic al proiectului este finalizat, acum permiteți ca aspectul să fie parte electronică.

Pasul 4: Rularea motorului pas cu pas: Diagrama circuitului driverului A4988

Folosim evive ca microcontroler pentru a ne controla servomotoarele și motoarele. Acestea sunt componentele necesare pentru a controla motorul pas cu pas folosind un joystick:

• XY Joystick
• Sârme jumper
• Driver de motor A4988
• O baterie (12V)

Mai sus este prezentată schema circuitului.

Pasul 5: Cod motor pas cu pas

Folosim biblioteca BasicStepperDriver pentru a controla motorul pas cu pas cu evive. Codul este simplu:

• Dacă citirea potențiometrului pe axa X este mai mare de 800 (citire analogică pe 10 biți), mutați mânerul în sus.

• Dacă citirea potențiometrului pe axa X este mai mică de 200 (citire analogică pe 10 biți), mutați mânerul în jos.

• Dacă citirea potențiometrului pe axa Y este mai mare de 800 (citire analogică pe 10 biți), deplasați pința spre stânga.
• Dacă citirea potențiometrului pe axa Y este mai mică de 200 (citire analogică pe 10 biți), deplasați mânerul spre dreapta.

Codul este dat mai jos.

Pasul 6: Senzori flexibili

Acest senzor flex este un rezistor variabil. Rezistența senzorului flexibil crește pe măsură ce corpul componentei se îndoaie. Am folosit cinci senzori flexibili de 4,5 pentru mișcarea degetelor.

Cea mai simplă modalitate de a încorpora acest senzor în proiectul nostru a fost folosirea acestuia ca divizor de tensiune. Acest circuit necesită un rezistor. Vom folosi un rezistor de 47 kΩ în acest exemplu.

Senzorii flex sunt atașați la pinul analogic A0-A4 pe evive.

Dat mai sus este unul dintre circuitele de divizare potențiale cu evive.

Pasul 7: Calibrarea senzorului flexibil

Rezultatul final „încărcare =„ leneș”a fost fantastic. Am reușit să controlăm brațul bionic folosind o mănușă.

Evive este o platformă unică de prototipare electronică pentru toate grupele de vârstă pentru a-i ajuta să învețe, să construiască, să depaneze robotica lor, încorporate și alte proiecte. Cu un Arduino Mega la inimă, evive oferă o interfață vizuală unică bazată pe meniu, care elimină necesitatea reprogramării Arduino în mod repetat. evive oferă lumea IoT, cu surse de alimentare, suport senzorial și actuatoare într-o singură unitate portabilă mică.

Pe scurt, vă ajută să construiți proiecte / prototipuri rapid și ușor.

Pentru a explora mai multe, vizitați aici.