ذراع الكترونية يعمل عن بعد: 13 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

في هذا Instructable ، سنصنع ذراعًا آلية تعمل عن بُعد ، وهي ذراع آلية تشبه اليد البشرية بست درجات من الحرية (خمسة للأشكال وواحدة للمعصم). يتم التحكم فيه بيد بشرية باستخدام قفاز به مستشعرات مرنة ملحقة لتلقي ردود فعل الأصابع و IMU لتغذية زاوية المعصم.

هذه هي السمات الرئيسية لليد:

1. يد آلية مع 6 درجات من الحرية: خمس درجات لكل إصبع يتم التحكم فيها بواسطة أوتار متصلة بحركة المؤازرة والمعصم مرة أخرى باستخدام أجهزة مؤازرة. نظرًا لأنه يتم التحكم في جميع درجات الحرية باستخدام أجهزة مؤازرة ، فنحن لسنا بحاجة إلى أجهزة استشعار إضافية للتغذية الراجعة.
2. مستشعرات Flex: يتم توصيل خمسة أجهزة استشعار مرنة بقفاز. تعطي هذه المستشعرات المرنة ردود فعل للتحكم الدقيق الذي يستخدم للتحكم في الذراع الإلكترونية.
3. IMU: يستخدم IMU للحصول على زاوية معصم اليد.
4. يتم استخدام اثنين من وحدات التحكم الدقيقة (وحدات تحكم دقيقة تعتمد على Arduino): أحدهما متصل بالقفاز للحصول على زاوية معصم وحركة مرنة والآخر متصل بالذراع الإلكتروني الذي يتحكم في الماكينات.
5. كلاهما يتواصل مع بعضهما البعض باستخدام البلوتوث.
6. يتم منح درجتين إضافيتين من الحرية لمنح حركة طائرة الذراع الإلكترونية X و Z ، والتي يمكن برمجتها بشكل أكبر لإنجاز مهمة معقدة مثل PICK AND PLACE ROBOTS.
7. يتم التحكم بالحركتين الإضافيتين باستخدام عصا التحكم.

الآن لديك فكرة موجزة عما فعلناه في هذه الذراع الإلكترونية ، دعنا نمر بكل خطوة بالتفصيل.

الخطوة 1: اليد و Forarm

نحن لم نصمم اليد كلها والأذرع بأنفسنا. هناك العديد من التصميمات الخاصة باليد والذراع متاحة بسهولة على الإنترنت. لقد أخذنا أحد التصميمات من InMoov.

لقد صنعنا اليد اليمنى ، فهذه هي الأجزاء المطلوبة للطباعة ثلاثية الأبعاد:

• 1x الإبهام
• مؤشر 1x
• 1x القاهرة
• 1x أوريكولير
• 1x الخنصر
• 1x Bolt_entretoise
• 1x رسغ كبير
• 1x معصمي صغير
• 1x سطح علوي
• 1x غطاء الإصبع
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x دوار 2
• 1x دوار
• 1x دوار 3
• 1x معصم اليد
• 1x CableHolderWrist

يمكنك الحصول على دليل التجميع الكامل هنا.

الخطوة 2: تصميم المحور Z

لقد صممنا جزءًا مخصصًا مرفقًا في نهاية الساعد به فتحات للمحمل ومسمار من الرصاص. يستخدم المحمل لتوجيه الذراع في المحور z ويتم التحكم في حركة المحور باستخدام آلية الرصاص والمسمار. في آلية لولب الرصاص ، عندما يدور المسمار مثل العمود ، تحول صمولة المسمار اللولبي هذه الحركة الدورانية إلى حركة خطية ، مما ينتج عنه حركة خطية للذراع.

يتم تدوير المسمار اللولبي باستخدام محرك متدرج ينتج عنه حركة دقيقة للذراع الآلي.

يتم توصيل كل من المحرك السائر والأعمدة والمسمار اللولبي بجزء مخصص مطبوع ثلاثي الأبعاد يتحرك بينه الذراع الآلي.

الخطوة 3: حركة المحور X والإطار

كما هو مذكور في الخطوة السابقة ، تم تصميم جزء مخصص ثانٍ لعقد محرك السائر والأعمدة. يحتوي نفس الجزء أيضًا على فتحات للمحمل والصمولة المستخدمة في آلية لولب الرصاص لحركة المحور X. يتم تثبيت محرك متدرج ودعم العمود على إطار من الألومنيوم مصنوع من الألمنيوم 20 مم × 20 مم بفتحة على شكل حرف T.

تم الانتهاء من الجانب الميكانيكي للمشروع ، والآن دعونا ننظر جزء من الإلكترونيات.

الخطوة 4: تشغيل محرك السائر: مخطط حلبة السائق A4988

نحن نستخدم evive كوحدة تحكم دقيقة للتحكم في الماكينات والمحركات الخاصة بنا. هذه هي المكونات المطلوبة للتحكم في محرك السائر باستخدام عصا التحكم:

• المقود XY
• أسلاك العبور
• سائق محرك A4988
• بطارية (12 فولت)

الموضح أعلاه هو مخطط الدائرة.

الخطوة 5: رمز محرك السائر

نحن نستخدم مكتبة BasicStepperDriver للتحكم في محرك السائر مع evive. الكود بسيط:

• إذا كانت قراءة مقياس جهد المحور X أكبر من 800 (قراءة تناظرية 10 بت) ، فقم بتحريك القابض لأعلى.
• إذا كانت قراءة مقياس جهد المحور X أقل من 200 (قراءة تمثيلية 10 بت) ، حرك القابض لأسفل.

• إذا كانت قراءة مقياس جهد المحور Y أكبر من 800 (قراءة تناظرية 10 بت) ، حرك القابض باتجاه اليسار.

• إذا كانت قراءة مقياس الجهد للمحور Y أقل من 200 (قراءة تناظرية 10 بت) ، حرك القابض باتجاه اليمين.

وفيما يلي التعليمات البرمجية.

الخطوة 6: أجهزة الاستشعار المرنة

هذا المستشعر المرن هو مقاوم متغير. تزداد مقاومة المستشعر المرن مع ثني جسم المكون. لقد استخدمنا خمسة أجهزة استشعار طويلة مرنة مقاس 4.5 بوصة لحركة الأصابع.

كانت أبسط طريقة لدمج هذا المستشعر في مشروعنا هي استخدامه كمقسم للجهد. تتطلب هذه الدائرة مقاومًا واحدًا. سنستخدم المقاوم 47kΩ في هذا المثال.

يتم توصيل المستشعرات المرنة بالمسمار التناظري A0-A4 على evive.

الموضح أعلاه هو أحد دارات الفاصل المحتملة مع evive.

الخطوة 7: معايرة جهاز الاستشعار المرن

كانت النتيجة النهائية "loading =" lazy "رائعة. تمكنا من التحكم في الذراع الإلكترونية باستخدام قفاز.

ما هو evive؟ evive عبارة عن منصة واحدة لنماذج إلكترونية متكاملة لجميع الفئات العمرية لمساعدتهم على تعلم وبناء وتصحيح الروبوتات الخاصة بهم والمشاريع المدمجة وغيرها. مع وجود Arduino Mega في جوهرها ، تقدم evive واجهة مرئية فريدة قائمة على القائمة والتي تلغي الحاجة إلى إعادة برمجة Arduino بشكل متكرر. تقدم evive عالم إنترنت الأشياء ، مع مزودات الطاقة ، ودعم الحواس والمشغلات في وحدة واحدة صغيرة محمولة.

باختصار ، يساعدك على إنشاء مشاريع / نماذج أولية بسرعة وسهولة.

لاستكشاف المزيد ، قم بزيارة هنا.