Poh?ad do vn?tra dlane humanoidn?ho robota RKP-RH101-3D. Dla? ruky humanoidn?ho robota je upnut? o 50 %. (pozri obr. 2).

V tomto pr?pade s? mo?n? zlo?it? pohyby ruky humanoidn?ho robota, ale programovanie sa st?va zlo?itej??m, zauj?mavej??m a vzru?uj?cej??m. Z?rove? je mo?n? na ka?d? z prstov ruky humanoidn?ho robota nain?talova? ?al?ie r?zne senzory a senzory, ktor? riadia r?zne procesy.

Toto je vo v?eobecnosti zariadenie manipul?tora RKP-RH101-3D. ?o sa t?ka zlo?itosti ?loh, ktor? dok??e vyrie?i? ten ?i onen robot vybaven? r?znymi manipul?tormi, ktor? nahr?dzaj? jeho ruky, tie do zna?nej miery z?visia od zlo?itosti a dokonalosti ovl?dacieho zariadenia.
Je zvykom hovori? o troch gener?ci?ch robotov: priemyseln?ch, adapt?vnych a robotov s umelou inteligenciou. Ale bez oh?adu na to, ak? robot je navrhnut?, nezaob?de sa bez ramien manipul?torov na vykon?vanie r?znych ?loh. ?l?nky manipul?tora s? vo?i sebe pohybliv? a m??u vykon?va? rota?n? a transla?n? pohyby. Niekedy namiesto jednoduch?ho uchopenia predmetu z priemyseln?ch robotov je posledn?m ?l?nkom manipul?tora (jeho kefa) nejak? pracovn? n?stroj, napr?klad v?ta?ka, k???, rozpra?ova? farieb alebo zv?rac? hor?k. Humanoidn? roboty m??u ma? v dosahu svojich ?tetcovit?ch manipul?torov aj r?zne ?al?ie miniat?rne zariadenia, napr?klad na v?tanie, grav?rovanie alebo kreslenie.

Celkov? poh?ad na humanoidn?ho bojov?ho robota na servopohone s rukami RKP-RH101-3D (pozri obr. 3).

Pripojenie:

Ak ste zostavili ?asti manipul?tora v s?lade s pokynmi, m??ete za?a? s mont??ou elektronick?ho obvodu. Odpor??ame pripoji? serv? manipul?tora k Arduino UNO cez Trerma-Power Shield a ovl?da? serv? pomocou Trema-potenciometrov.

• Oto?enie gomb?ka na prvom hrnci Trema sp?sob? oto?enie z?kladne.
• Oto?enie gomb?ka druh?ho potenciometra Trema sp?sob? ot??anie ?av?ho ramena.
• Oto?enie gomb?ka na tre?om potenciometri Trema sp?sob? oto?enie prav?ho ramena.
• Oto?en?m gomb?ka na ?tvrtom potenciometri Trema sa posunie ch?padlo.

Programov? k?d (n??rt) zabezpe?uje ochranu serv, ktor? spo??va v tom, ?e rozsah ich ot??ania je obmedzen? intervalom (dvoma uhlami) vo?nej hry. Minim?lny a maxim?lny uhol nato?enia s? ?pecifikovan? ako posledn? dva argumenty funkcie map() pre ka?d? servo. A hodnota t?chto uhlov sa ur?uje po?as procesu kalibr?cie, ktor? je potrebn? vykona? pred za?at?m pr?ce s manipul?torom.

K?d programu:

Ak pred kalibr?ciou pou?ijete nap?janie, manipul?tor sa m??e za?a? neadekv?tne pohybova?! Najprv vykonajte v?etky kroky kalibr?cie.

#include // Pripojte kni?nicu Servo na pr?cu so servopohonmi Servo servo1; // Deklaruje objekt servo1, aby pracoval so z?kladn?m servom Servo servo2; // Vyhl?senie objektu servo2, ktor? bude pracova? so servom ?av?ho ramena Servo servo3; // Deklarujte objekt servo3, aby pracoval so servom prav?ho ramena Servo servo4; // Vyhl?senie objektu servo4, ktor? bude pracova? so zachyt?vac?m servom int valR1, valR2, valR3, valR4; // Deklarovanie premenn?ch na ulo?enie hodn?t potenciometra // Priradenie pinov: const uint8_t pinR1 = A2; // Definujte kon?tantu s v?stupn?m ??slom ovl?dacieho potenciometra. base const uint8_t pinR2 = A3; // Definujte kon?tantu s v?stupn?m ??slom ovl?dacieho potenciometra. ?av? rameno const uint8_t pinR3 = A4; // Definujte kon?tantu s v?stupn?m ??slom ovl?dacieho potenciometra. prav? rameno const uint8_t pinR4 = A5; // Definujte kon?tantu s v?stupn?m ??slom ovl?dacieho potenciometra. capture const uint8_t pinS1 = 10; // Definuj kon?tantu so z?kladn?m pinom serva # const uint8_t pinS2 = 9; // Definuj kon?tantu s ??slom v?stupu serva ?av?ho ramena const uint8_t pinS3 = 8; // Definovanie kon?tanty s pinom serva prav?ho ramena # const uint8_t pinS4 = 7; // Definujte kon?tantu s ??slom pinu zachyt?vacieho serva void setup()( // K?d funkcie nastavenia sa vykon? raz: Serial.begin(9600); // Spustite prenos d?t do monitora s?riov?ho portu servo1.attach(pinS1 ); // Prira?te servo1 k servu riadenia objektu 1 servo2.attach(pinS2); // Prira?te servo2 na riadenie objektu servo 2 servo3.attach(pinS3); // Prira?te servo 3 na riadenie objektu servo3 servo4.attach(pinS4); / / Priradi? servo riadenie objektu servo4 4 ) void loop()( // K?d funkcie slu?ky sa vykon?va neust?le: valR1=map(analogRead(pinR1), 0, 1024, 10, 170); servo1.write(valR1); // Oto?i? z?klad?u Uhly ?pecifikovan? v tomto riadku: 10 a 170 m??e by? potrebn? zmeni? (kalibrova?) valR2=map(analogRead(pinR2), 0, 1024, 80, 170); servo2.write(valR2); // Ovl?danie v?avo rameno Uhly ?pecifikovan? v tomto riadku: 80 a 170 m??e by? potrebn? zmeni? (kalibrova?) valR3=map(analogRead(pinR3), 0, 1024, 60, 170);servo3.write(valR3) ; // Ovl?danie prav?ho ramena Uhly ?pecifikovan? v tomto riadku: 60 a 170 m??e by? potrebn? zmeni? (kalibrova?) valR4=map(analogRead(pinR4), 0, 1024, 40, 70); servo4.write(valR4); // Riadenie sn?mania Uhly ?pecifikovan? v tomto riadku: 40 a 70 mo?no bude potrebn? zmeni? (kalibrova?) Serial.println((String) "A1 = "+valR1+",\t A2 = "+valR2+", \t A3 = "+valR3+", \t A4 = "+valR4); // Uhly zobrazenia na monitore )

Kalibr?cia:

Ne? za?nete pracova? s manipul?torom, mus?te ho kalibrova?!

Kalibr?cia spo??va v ?pecifik?cii extr?mnych hodn?t uhla nato?enia pre ka?d? servo tak, aby diely neprek??ali pri ich pohybe.
• Odpojte v?etky serv? od Trema-Power Shield, nahrajte n??rt a znova pripojte nap?janie.
• Otvorte monitor s?riov?ho portu.
• Monitor zobraz? uhly nato?enia ka?d?ho serva (v stup?och).
• Pripojte prv? servo (riadiace rot?ciu z?kladne) na pin D10.
• Oto?en?m gomb?ka prv?ho Trema potenciometra (pin A2) sa oto?? prv? servo (pin D10) a na monitore sa zmen? hodnota aktu?lneho uhla tohto serva (hodnota: A1 = ...). Krajn? polohy prv?ho serva bud? le?a? v rozsahu od 10 do 170 stup?ov (ako je nap?san? v prvom riadku k?du slu?ky). Tento rozsah je mo?n? zmeni? nahraden?m hodn?t posledn?ch dvoch argumentov funkcie map() v prvom riadku k?du slu?ky nov?mi. Napr?klad zmena 170 na 180 zv??i koncov? polohu serva v tomto smere. A nahraden?m 10 za 20 zn??ite druh? krajn? polohu toho ist?ho serva.
• Ak ste zmenili hodnoty, mus?te znova na??ta? n??rt. Teraz sa servo bude ot??a? v r?mci nov?ch limitov, ktor? ste nastavili.
• Druh? servo (ovl?daj?ce rot?ciu ?av?ho ramena) pripojte na pin D9.
• Oto?en?m gomb?ka druh?ho Trema potenciometra (pin A3) sa oto?? druh? servo (pin D9) a na monitore sa zmen? aktu?lna hodnota uhla tohto serva (hodnota: A2 = ...). Krajn? polohy druh?ho serva bud? le?a? v rozsahu od 80 do 170 stup?ov (ako je nap?san? v druhom riadku k?du slu?ky n??rtu). Tento rozsah sa men? rovnak?m sp?sobom ako u prv?ho serva.
• Ak ste zmenili hodnoty, mus?te znova na??ta? n??rt.
• Tretie servo (riadiace rot?ciu prav?ho ramena) pripojte na kol?k D8. a kalibrujte ho rovnak?m sp?sobom.
• Pripojte ?tvrt? servo (ovl?daj?ce ch?padlo) na kol?k D7. a kalibrujte ho rovnak?m sp?sobom.

Kalibr?ciu sta?? vykona? 1 kr?t, po zlo?en? manipul?tora. Vykonan? zmeny (hodnoty limitn?ch uhlov) sa ulo?ia do s?boru n??rtu.

Ahoj Geektimes!

Projekt uArm z uFactory z?skal prostriedky na kickstarteri pred viac ako dvoma rokmi. Od za?iatku hovorili, ?e p?jde o otvoren? projekt, no hne? po skon?en? firmy sa s nahr?van?m zdrojov?ho k?du nepon?h?ali. Len som chcel vyreza? plexisklo pod?a ich n?kresov a hotovo, ale ke??e neboli zdrojov? k?dy a ani sa to v doh?adnej dobe nepredpokladalo, za?al som opakova? n?vrh z fotografi?.

Moja robo ruka teraz vyzer? takto:

Pomalou pr?cou za dva roky sa mi podarilo vyrobi? ?tyri verzie a z?skal som ve?a sk?senost?. Popis, hist?riu projektu a v?etky s?bory projektu n?jdete pod rezom.

pokus a omyl

Ke? som za?al pracova? na pl?noch, chcel som uArm nielen zopakova?, ale aj vylep?i?. Zdalo sa mi, ?e v mojich podmienkach je celkom mo?n? zaob?s? sa bez lo??sk. Nep??ilo sa mi ani to, ?e sa elektronika ot??ala cel?m ramenom a chcela zjednodu?i? dizajn spodnej ?asti p?ntu. Plus som ho za?ala kresli? hne? trochu menej.

S t?mito vstupmi som nakreslil prv? verziu. Bohu?ia? som nemal ?iadne fotografie tejto verzie manipul?tora (ktor? bol vyroben? v ?ltej farbe). Chyby v ?om boli jednoducho epick?. Po prv?, bolo takmer nemo?n? zostavi?. Mechanika, ktor? som nakreslil pred manipul?torom, bola spravidla celkom jednoduch? a nemusel som prem???a? o procese mont??e. Ale aj tak som to pozbieral a pok?sil sa to spusti?, A ruka sa takmer nepohla! V?etky diely sa to?ili okolo skrutiek a ak som ich dotiahol tak, aby bola men?ia v??a, nemohla sa pohn??. Ak som ho uvo?nil, aby sa mohol pohybova?, objavila sa neuverite?n? sp?tn? odozva. V?sledkom bolo, ?e koncept sa nedo?il ani troch dn?. A za?al som pracova? na druhej verzii manipul?tora.

?erven? sa u? do pr?ce celkom hodila. Norm?lne sa zmontoval a mohol sa pohybova? s mazan?m. Mohol som na ?om otestova? softv?r, ale aj tak ho nedostatok lo??sk a ve?k? straty na r?znych pr?toch ve?mi oslabili.

Potom som na chv??u od projektu upustil, ale ?oskoro som sa rozhodol, ?e si to spomeniem. Rozhodol som sa pou?i? v?konnej?ie a ob??ben? serv?, zv???i? ve?kos? a prida? lo?isk?. A rozhodla som sa, ?e sa nebudem sna?i? urobi? v?etko dokonal? naraz. Kresby som na?rtol v r?chlosti, bez toho, aby som kreslil kr?sne kamo?ky, a objednal som vyrezanie z prieh?adn?ho plexiskla. Na v?slednom manipul?tore sa mi podarilo odladi? proces mont??e, identifikova? miesta, ktor? potrebovali dodato?n? v?stu? a nau?il som sa pou??va? lo?isk?.

Ke? som sa dos?ta pohral s prieh?adn?m manipul?torom, sadol som si kresli? fin?lnu bielu verziu. Tak?e teraz s? v?etky mechaniky plne odladen?, vyhovuj? mi a som pripraven? vyhl?si?, ?e na tomto dizajne nechcem ni? meni?:

Deprimuje ma, ?e som do projektu uArm nemohol prinies? ni? z?sadne nov?. V ?ase, ke? som za?al kresli? fin?lnu verziu, u? rozbehli 3D modely na GrabCad. Nakoniec som len trochu zjednodu?il paz?r, pripravil s?bory vo vhodnom form?te a pou?il ve?mi jednoduch? a ?tandardn? komponenty.

Vlastnosti manipul?tora

Pred pr?chodom uArm vyzerali stoln? manipul?tory tejto triedy dos? nudn?. Bu? nemali v?bec ?iadnu elektroniku, alebo mali nejak? druh riadenia s odpormi, alebo mali vlastn? propriet?rny softv?r. Po druh?, zvy?ajne nemali syst?m paraleln?ch p?ntov a samotn? rukov?? po?as prev?dzky menila svoju polohu. Ak zhroma?d?me v?etky v?hody m?jho manipul?tora, dostaneme pomerne dlh? zoznam:

1. Syst?m ty??, ktor? umo??uje umiestni? v?konn? a ?a?k? motory do z?kladne manipul?tora, ako aj dr?a? ch?padlo paralelne alebo kolmo k z?kladni
2. Jednoduch? sada komponentov, ktor? sa daj? ?ahko k?pi? alebo vyreza? z plexiskla
3. Lo?isk? takmer vo v?etk?ch uzloch manipul?tora
4. Jednoduch? mont??. To sa uk?zalo ako naozaj n?ro?n? ?loha. Obzvl??? ?a?k? bolo prem???a? o procese mont??e z?kladne
5. Poloha uchopenia sa d? zmeni? o 90 stup?ov
6. Otvoren? zdroj a dokument?cia. V?etko je pripraven? v pr?stupn?ch form?toch. D?m odkazy na stiahnutie 3D modelov, rezac?ch s?borov, zoznamu materi?lov, elektroniky a softv?ru
7. Kompatibiln? s Arduino. Odporcov Arduina je ve?a, no ver?m, ?e toto je pr?le?itos? na roz??renie publika. Profesion?li m??u nap?sa? svoj vlastn? softv?r v C - je to len oby?ajn? ovl?da? od Atmel!

Mechanika

Pre mont?? je potrebn? vyreza? diely z 5mm plexiskla:

??tovali mi asi 10 dol?rov za rezanie v?etk?ch t?chto ?ast?.

Z?klad?a je namontovan? na ve?kom lo?isku:

?a?k? bolo najm? vymyslie? z?klad?u z poh?adu procesu mont??e, no pokukoval som po in?inieroch z uArm. Hojdacie kresl? sedia na ?ape s priemerom 6 mm. Treba si uvedomi?, ?e ?ah lak?a sa opiera o dr?iak v tvare U a pre uFactory o L. Je ?a?k? vysvetli?, v ?om je rozdiel, ale mysl?m, ?e som to urobil lep?ie.

Zachytenie sa zhroma??uje oddelene. M??e sa ot??a? okolo vlastnej osi. Samotn? paz?r sed? priamo na hriadeli motora:

Na konci ?l?nku d?m odkaz na super podrobn? mont??ny n?vod na fotk?ch. Za p?r hod?n to v?etko s istotou prekr?tite, ak m?te v?etko potrebn? po ruke. Pripravil som aj 3D model v bezplatnom programe SketchUp. M??ete si ho stiahnu?, skr?ti? a uvid?te, ?o a ako sa zbiera.

Elektronika

Aby rameno fungovalo, v?etko, ?o mus?te urobi?, je pripoji? k Arduinu p?? serv a nap?ja? ich z dobr?ho zdroja. uArm m? nejak? druh sp?tnov?zbov?ch motorov. Dodal som tri be?n? motory MG995 a dva mal? kovov? prevodov? motory na ovl?danie gripu.

Tu je m?j pr?beh ?zko sp?t? s predch?dzaj?cimi projektmi. U? nejak? ?as som za?al u?i? programovanie Arduina a dokonca som si na tento ??el pripravil vlastn? dosku kompatibiln? s Arduino. Na druhej strane som raz dostal mo?nos? vyrobi? dosky lacno (o ?om som tie? p?sal). Nakoniec to v?etko skon?ilo t?m, ?e som na ovl?danie manipul?tora pou?il vlastn? dosku kompatibiln? s Arduino a ?pecializovan? ?t?t.

Tento ?t?t je v skuto?nosti ve?mi jednoduch?. M? ?tyri variabiln? odpory, dve tla?idl?, p?? servo konektorov a nap?jac? konektor. To je ve?mi v?hodn? z h?adiska ladenia. M??ete nahra? testovac? n??rt a nap?sa? nejak? makro na ovl?danie alebo nie?o podobn?. Odkaz na stiahnutie s?boru dosky uvediem aj na konci ?l?nku, ale je pripraven? na v?robu s dierovan?m, tak?e na dom?cu v?robu nie je ve?mi vhodn?.

Programovanie

Najzauj?mavej?ie je ovl?danie manipul?tora z po??ta?a. uArm m? ?ikovn? aplik?ciu na ovl?danie manipul?tora a protokol na pr?cu s n?m. Po??ta? odo?le 11 bajtov do portu COM. Prv? je v?dy 0xFF, druh? je 0xAA a niektor? ostatn? s? servo sign?ly. ?alej s? tieto ?daje normalizovan? a poskytnut? motorom na testovanie. M?m serv? pripojen? k digit?lnym I/O 9-12, ale to sa d? ?ahko zmeni?.

Termin?lov? program od uArm umo??uje meni? p?? parametrov pri ovl?dan? my?i. Pri pohybe my?ou po ploche sa men? poloha manipul?tora v rovine XY. Oto?te kolieskom - zme?te v??ku. LMB / RMB - stla?te / uvo?nite paz?r. RMB + koliesko - rot?cia rukov?te. V skuto?nosti ve?mi pohodln?. Ak chcete, m??ete nap?sa? ?ubovo?n? termin?lov? softv?r, ktor? bude komunikova? s manipul?torom pomocou rovnak?ho protokolu.

Nebudem tu d?va? n??rty - m??ete si ich stiahnu? na konci ?l?nku.

Video z pr?ce

A na z?ver video zo samotnej prev?dzky manipul?tora. Zobrazuje ovl?danie my?ou, odpormi a pod?a vopred nahran?ho programu.

Odkazy

S?bory na rezanie z plexiskla, 3D modely, n?kupn? zoznam, v?kresy dosiek a softv?r si m??ete stiahnu? na konci mojej

Najprv sa dotkn? v?eobecn?ch ot?zok, potom technick?ch charakterist?k v?sledku, detailov a nakoniec samotn?ho procesu mont??e.

Celkovo a celkovo

Vytvorenie tohto zariadenia ako celku by nemalo sp?sobi? ?iadne ?a?kosti. Bude potrebn? kvalitat?vne premyslie? len mo?nosti, ktor? bud? z fyzick?ho h?adiska dos? ?a?ko realizovate?n?, aby rameno manipul?tora plnilo ?lohy, ktor? mu boli pridelen?.

Technick? charakteristiky v?sledku

Bude sa bra? do ?vahy vzorka s parametrami d??ky/v??ky/??rky 228/380/160 milimetrov. Vyroben? hmotnos? bude pribli?ne 1 kilogram. Na ovl?danie sl??i k?blov? dia?kov? ovl?danie. Odhadovan? ?as mont??e so sk?senos?ami - cca 6-8 hod?n. Ak tam nie je, potom m??e zostavenie ramena manipul?tora trva? dni, t??dne a mo?no aj mesiace. S vlastn?mi rukami a s?m v tak?chto pr?padoch stoj? za to robi? s v?nimkou v??ho vlastn?ho z?ujmu. Na pohyb komponentov sa pou??vaj? kolektorov? motory. S dostato?n?m ?sil?m m??ete vyrobi? zariadenie, ktor? sa bude ot??a? o 360 stup?ov. Pre pohodlie pr?ce mus?te okrem ?tandardn?ch n?strojov, ako je sp?jkova?ka a sp?jka, z?sobi? aj:

1. Klie?te s dlh?m nosom.
2. Bo?n? no?nice.
3. Kr??ov? skrutkova?.
4. 4 D bat?rie.

Dia?kov? ovl?danie je mo?n? realizova? pomocou tla?idiel a mikrokontrol?ra. Ak chcete vyrobi? dia?kov? bezdr?tov? ovl?danie, budete potrebova? ak?n? ovl?dac? prvok v ramene manipul?tora. Ako doplnky bud? potrebn? iba zariadenia (kondenz?tory, odpory, tranzistory), ktor? umo?nia stabilizova? obvod a pren??a? n?m pr?d po?adovanej ve?kosti v spr?vnom ?ase.

Mal? ?asti

Na regul?ciu po?tu ot??ok m??ete pou?i? prechodov? kolieska. V?aka nim bude pohyb ramena manipul?tora plynul?.

Mus?te sa tie? uisti?, ?e dr?ty nekomplikuj? jeho pohyb. Optim?lne by bolo polo?i? ich vo vn?tri kon?trukcie. V?etko m??ete robi? zvonku, tento pr?stup u?etr? ?as, ale m??e potenci?lne vies? k ?a?kostiam pri pres?van? jednotliv?ch uzlov alebo cel?ho zariadenia. A teraz: ako vyrobi? manipul?tora?

Mont?? vo v?eobecnosti

Teraz prist?pime priamo k vytvoreniu ramena manipul?tora. Za??name od z?kladu. Je potrebn? zabezpe?i?, aby sa zariadenie dalo ot??a? vo v?etk?ch smeroch. Dobr?m rie?en?m by bolo umiestni? ho na diskov? platformu, ktor? je poh??an? jedin?m motorom. Aby sa mohol ot??a? v oboch smeroch, existuj? dve mo?nosti:

1. In?tal?cia dvoch motorov. Ka?d? z nich bude zodpovedn? za ot??anie sa konkr?tnym smerom. Ke? jeden pracuje, druh? odpo??va.
2. In?tal?cia jedn?ho motora s obvodom, ktor? dok??e rozto?i? v oboch smeroch.

Ktor? z navrhovan?ch mo?nost? si vyberiete, z?vis? len od v?s. Nasleduje hlavn? ?trukt?ra. Pre pohodlie pr?ce s? potrebn? dva "k?by". Pripevnen? k plo?ine mus? by? schopn? nakl??a? sa v r?znych smeroch, ?o je rie?en? pomocou motorov umiestnen?ch na jeho z?kladni. ?al?ia alebo dvojica by mala by? umiestnen? v ohybe lak?a tak, aby sa ?as? ch?padla mohla pohybova? pozd?? horizont?lnych a vertik?lnych l?ni? s?radnicov?ho syst?mu. ?alej, ak chcete z?ska? maximum pr?le?itost?, m??ete nain?talova? ?al?? motor na z?p?stie. ?alej to najnutnej?ie, bez ktor?ho si rameno manipul?tora nemo?no predstavi?. S vlastn?mi rukami mus?te urobi? samotn? sn?macie zariadenie. Tu je ve?a mo?nost? implement?cie. M??ete da? tip na dve najob??benej?ie:

1. Pou??vaj? sa iba dva prsty, ktor? s??asne stl??aj? a uvo??uj? predmet sn?mania. Ide o najjednoduch?iu implement?ciu, ktor? sa v?ak v???inou nem??e pochv?li? v?raznou nosnos?ou.
2. Vznik? prototyp ?udskej ruky. Tu je mo?n? pou?i? jeden motor pre v?etky prsty, pomocou ktor?ho sa vykon? ohyb / uvo?nenie. Dizajn v?ak m??ete skomplikova?. Ku ka?d?mu prstu teda m??ete pripoji? motor a ovl?da? ich samostatne.

?alej zost?va vyrobi? dia?kov? ovl?danie, pomocou ktor?ho sa bud? ovplyv?ova? jednotliv? motory a tempo ich pr?ce. A m??ete za?a? experimentova? pomocou robotick?ho ramena pre dom?cich majstrov.

Mo?n? schematick? zn?zornenia v?sledku

Poskytuje dostatok pr?le?itost? na kreat?vne myslenie. Preto je pre va?u pozornos? poskytnut?ch nieko?ko implement?ci?, ktor? mo?no bra? ako z?klad pre vytvorenie vlastn?ho zariadenia na tento ??el.

Ak?ko?vek prezentovan? sch?ma manipul?tora m??e by? vylep?en?.

Z?ver

V robotike je d?le?it?, ?e funk?n?mu zlep?ovaniu sa prakticky neklad? ?iadne hranice. Preto, ak chcete vytvori? skuto?n? umeleck? dielo, nie je ?a?k?. Ke? u? hovor?me o mo?n?ch sp?soboch ?al?ieho zlep?enia, treba poznamena? ?eriav-manipul?tor. Nebude ?a?k? vyrobi? tak?to zariadenie vlastn?mi rukami, z?rove? v?m umo?n? zvykn?? deti na tvoriv? pr?cu, vedu a dizajn. A to zase m??e pozit?vne ovplyvni? ich bud?ci ?ivot. Bude ?a?k? vyrobi? ?eriavov? manipul?tor vlastn?mi rukami? Nie je to tak? problematick?, ako by sa na prv? poh?ad mohlo zda?. Stoj? za to postara? sa o pr?tomnos? ?al??ch mal?ch detailov, ako je k?bel a koles?, na ktor?ch sa bude to?i?.

Mestsk? rozpo?tov? in?tit?cia

doplnkov? vzdel?vanie "Stanica mlad?ch technikov"

mesto Kamensk Shakhtinsky

Mestsk? etapa region?lnej rely-s??a?e

"Mlad? dizajn?ri Donu - do tretieho tis?cro?ia"

Sekcia "Robotika"

« Arm-manipulator na Arduino»

u?ite? doplnkov?ho vzdel?vania

MB? DO "SUT"

?vod 3

V?skum a anal?za 4

Etapy v?roby jednotiek a mont??e manipul?tora 6

1. Materi?ly a n?stroje 6

   Mechanick? plnenie manipul?tora 7

   Elektronick? plnenie manipul?tora 9

Z?ver 11

Zdroje inform?ci? 12

Dodatok 13

?vod

Robot – manipul?tor je trojrozmern? stroj, ktor? m? tri rozmery zodpovedaj?ce priestoru ?ivej bytosti. V ?ir?om zmysle mo?no manipul?tor definova? ako technick? syst?m, ktor? m??e nahradi? ?loveka alebo mu pom?c? pri plnen? r?znych ?loh.

V s??asnosti v?voj robotiky nejde, ale be??, v predstihu. Len za prv?ch 10 rokov 21. storo?ia bolo vyn?jden?ch a implementovan?ch viac ako 1 mili?n robotov. Najzauj?mavej?ie v?ak je, ?e v?voj v tejto oblasti m??u realizova? nielen t?my ve?k?ch korpor?ci?, skupiny vedcov a profesion?lnych in?inierov, ale aj be?n? ?kol?ci po celom svete.

Pre ?t?dium robotiky na ?kole bolo vyvinut?ch nieko?ko komplexov. Najzn?mej?ie z nich s?:

Robotis Bioloid;

LEGO Mindstorms;

• Arduino.

Kon?trukt?ri Arduina sa ve?mi zauj?maj? o kon?trukt?rov robotov. Dosky Arduino s? r?dio-kon?truktor, ve?mi jednoduch?, ale dostato?ne funk?n? na ve?mi r?chle programovanie v jazyku Wiring (v skuto?nosti C++) a implement?ciu technick?ch n?padov.

Ako v?ak ukazuje prax, je to pr?ca mlad?ch odborn?kov novej gener?cie, ktor? z?skava ?oraz v???? praktick? v?znam.

V?u?ba programovania det? bude v?dy d?le?it?, preto?e r?chly rozvoj robotiky je spojen? predov?etk?m s rozvojom informa?n?ch technol?gi? a komunika?n?ch n?strojov.

Cie?om projektu je vytvori? eduka?n? r?diokon?truktor zalo?en? na ruke manipul?tora, ktor? deti hravou formou nau?? programova? v prostred? Arduina. Da? mo?nos? ?o najv???iemu po?tu det? zozn?mi? sa s dizajn?rskou ?innos?ou v robotike.

Ciele projektu:

rozv?ja? a budova? tr?ningov? ruku - manipul?tor s minim?lnymi n?kladmi, ktor? nie je hor?? ako zahrani?n? anal?gy;

pou??va? servopohony ako manipula?n? mechanizmy;

ovl?da? mechanizmy manipul?tora pomocou r?diokon?truktora Arduino UNO R 3;

vyvin?? program v programovacom prostred? Arduino na proporcion?lne riadenie serv.

Na dosiahnutie cie?a a cie?ov n??ho projektu je potrebn? na?tudova? si typy existuj?cich manipul?torov, technick? literat?ru na t?to t?mu a hardv?rov? a v?po?tov? platformu Arduino.

V?skum a anal?za

?t?dium.

Priemyseln? manipul?tor - ur?en? na vykon?vanie motorick?ch a riadiacich funkci? vo v?robnom procese, t.j. automatick? zariadenie pozost?vaj?ce z manipul?tora a preprogramovate?n?ho riadiaceho zariadenia, ktor? generuje riadiace ?kony nastavuj?ce po?adovan? pohyby v?konn?ch org?nov manipul?tora. Sl??i na pres?vanie predmetov v?roby a vykon?vanie r?znych technologick?ch oper?ci?.

O
bur?caj?ci kon?trukt?r - manipul?tor je vybaven? robotick?m ramenom, ktor? sa stl??a a uvo??uje. S n?m m??ete hra? ?ach na dia?kov? ovl?danie. Vizitky m??ete rozd?va? aj pomocou robo ruky. Pohyby zah??aj?: z?p?stie 120°, lake? 300°, z?kladn? rot?cia 270°, z?kladn? pohyby 180°. Hra?ka je ve?mi dobr? a u?ito?n?, ale jej cena je asi 17 200 rub?ov.

V?aka projektu uArm si ka?d? m??e zostavi? svojho stoln?ho minirobota. "uArm" je 4-osov? manipul?tor, miniat?rna verzia priemyseln?ho robota ABB PalletPack IRB460. Manipul?tor je vybaven? mikroprocesorom Atmel a sadou servomotorov, celkov? n?klady na potrebn? diely s? 12959 rub?ov. Projekt uArm vy?aduje aspo? z?kladn? znalosti programovania a sk?senosti so stavan?m Lega. Mini-robota mo?no naprogramova? na mnoho funkci?: od hrania na hudobn? n?stroj a? po s?ahovanie nejak?ho zlo?it?ho programu. V s??asnosti sa vyv?jaj? aplik?cie pre iOS a Android, ktor? v?m umo?nia ovl?da? „uArm“ zo smartf?nu.

Manipul?tory "uArm"

V???ina existuj?cich manipul?torov predpoklad? umiestnenie motorov priamo v k?boch. To je kon?truk?ne jednoduch?ie, no ukazuje sa, ?e motory musia zdvihn?? nielen u?ito?n? za?a?enie, ale aj ostatn? motory.

Anal?za.

Za z?klad si zobrali manipul?tor prezentovan? na str?nke Kickstarter, ktor? sa volal „uArm“. V?hodou tejto kon?trukcie je, ?e plo?ina na umiestnenie ch?padla je v?dy rovnobe?n? s pracovnou plochou. ?a?k? motory s? umiestnen? na z?kladni, sily sa pren??aj? cez ?ah. V?sledkom je, ?e manipul?tor m? tri serv? (tri stupne vo?nosti), ktor? mu umo??uj? pohybova? n?strojom pozd?? v?etk?ch troch os? o 90 stup?ov.

Bolo rozhodnut? o in?tal?cii lo??sk do pohybliv?ch ?ast? manipul?tora. T?to kon?trukcia manipul?tora m? oproti mnoh?m modelom, ktor? s? teraz v predaji, mno?stvo v?hod: Celkovo je v manipul?tore pou?it?ch 11 lo??sk: 10 kusov pre hriade? 3 mm a jedno pre hriade? 30 mm.

Vlastnosti ramena manipul?tora:

V??ka: 300 mm.

Pracovn? plocha (s ?plne vysunut?m ramenom): 140 mm a? 300 mm okolo z?kladne

Maxim?lna nosnos? na d??ku pa?e: 200 g

Spotrebovan? pr?d nie viac ako: 1A

Jednoduch? mont??. Ve?k? pozornos? bola venovan? tomu, aby existovala tak? postupnos? mont??e manipul?tora, v ktorej je mimoriadne pohodln? skrutkova? v?etky detaily. Bolo to obzvl??? ?a?k? urobi? pre v?konn? servo uzly na z?kladni.

Riadenie je realizovan? pomocou variabiln?ch odporov, proporcion?lne riadenie. Je mo?n? navrhn?? ovl?danie typu pantograf, ak? maj? nukle?rni vedci a hrdina vo ve?kom robotovi z filmu Avatar, d? sa ovl?da? aj my?ou a pomocou pr?kladov k?du si m??ete vytv?ra? vlastn? pohybov? algoritmy.

Otvorenos? projektu. Ka?d? si m??e vyrobi? vlastn? n?stroje (pr?savku alebo sponu na ceruzku) a nahra? program (n??rt) potrebn? na splnenie ?lohy do ovl?da?a.

Etapy v?roby jednotiek a mont??e manipul?tora

Materi?ly a n?stroje

Na v?robu ramena manipul?tora bol pou?it? kompozitn? panel s hr?bkou 3 mm a 5 mm. Tento materi?l, ktor? pozost?va z dvoch hlin?kov?ch plechov s hr?bkou 0,21 mm, spojen?ch vrstvou termoplastick?ho polym?ru, m? dobr? tuhos?, je ?ahk? a dobre sa spracov?va. Stiahnut? fotografie manipul?tora na internete boli spracovan? po??ta?ov?m programom Inkscape (vektorov? grafick? editor). V programe AutoCAD (trojrozmern? po??ta?om podporovan? syst?m navrhovania a kreslenia) boli nakreslen? v?kresy ramena manipul?tora.

Hotov? diely pre manipul?tor.

Hotov? ?asti z?kladne manipul?tora.

Mechanick? plnenie manipul?tora

Na z?klad?u manipul?tora boli pou?it? servopohony MG-995. Ide o digit?lne serv? s kovov?mi prevodmi a gu???kov?mi lo?iskami, poskytuj? silu 4,8 kg/cm, presn? polohovanie a prijate?n? r?chlos?. Jedno servo v??i 55,0 gramov s rozmermi 40,7 x 19,7 x 42,9 mm, nap?jacie nap?tie je od 4,8 do 7,2 voltov.

Na zachytenie a oto?enie ruky boli pou?it? serv? MG-90S. S? to tie? digit?lne serv? s kovov?mi prevodmi a gu???kov?m lo?iskom na v?stupnom hriadeli, poskytuj? silu 1,8 kg/cm a presn? polohovanie. Jedno servo v??i 13,4 gramov s rozmermi 22,8 x 12,2 x 28,5 mm, nap?jacie nap?tie je od 4,8 do 6,0 voltov.

Servo MG-995 Servo MG90S

Ve?kos? lo?iska 30x55x13 sl??i na u?ah?enie ot??ania z?kladne ramena - manipul?tora s bremenom.

Mont?? lo??sk. Rota?n? zostava.

Z?klad ramena - zostava manipul?tora.

Diely na zostavenie gripu. Zhroma?den? ?chop.

Elektronick? plnenie manipul?tora

Existuje open source projekt s n?zvom Arduino. Z?kladom tohto projektu je z?kladn? hardv?rov? modul a program, v ktorom je mo?n? nap?sa? k?d pre regul?tor v ?pecializovanom jazyku a ktor? umo??uje tento modul pripoji? a naprogramova?.

Na pr?cu s manipul?torom sme pou?ili dosku Arduino UNO R 3 a kompatibiln? roz?iruj?cu dosku na pripojenie serv. M? 5V stabiliz?tor pre nap?janie serv, PLS kontakty pre pripojenie serv a konektor pre pripojenie premenn?ch rezistorov. Nap?janie je nap?jan? z bloku 9V, 3A.

Riadiaca doska Arduino OSN R 3.

Sch?ma roz?iruj?cej dosky pre ovl?da? Arduino OSN R 3 vypracovan? pod?a zadan?ch ?loh.

Sch?ma roz?iruj?cej dosky pre regul?tor.

Roz?iruj?ca doska ovl?da?a.

Dosku Arduino UNO R 3 pripoj?me USB A-B k?blom k po??ta?u, nastav?me potrebn? nastavenia v programovacom prostred?, zostav?me program (n??rt) pre obsluhu serv pomocou kni?n?c Arduino. Zostav?me (skontrolujeme) n??rt a potom ho nahr?me do ovl?da?a. Podrobn? inform?cie o pr?ci v prostred? Arduino n?jdete na str?nke http://edurobots.ru/category/uroki/ (Arduino pre za?iato?n?kov. Lekcie).

Okno programu s n??rtom.

Z?ver

Tento model manipul?tora sa l??i n?zkou cenou, napr?klad jednoduch?m kon?trukt?rom "Duckrobot", ktor? vykon?va 2 pohyby a stoj? 1102 rub?ov, alebo Lego - kon?trukt?rom "Policajn? stanica" v hodnote 8429 rub?ov. N?? dizajn?r vykon?va 5 pohybov a stoj? 2384 rub?ov.

	Pr?slu?enstvo a materi?l	Mno?stvo
	Servo MG-995
	Servo MG90S
	Lo?isko 30x55x13
	Lo?isko 3x8x3
	М3x27 stojan z mosadze samica-samica
	Skrutka M3x10 pod v/v
	Ve?kos? kompozitn?ho panelu 0,6 m 2
	Riadiaca doska Arduino UNO R 3
	Variabiln? odpory 100k.

N?zka cena prispela k v?voju technick?ho kon?trukt?ra ruky - manipul?tora, na pr?klade ktor?ho bol n?zorne demon?trovan? princ?p fungovania manipul?tora, plnenie ?loh hravou formou.

Princ?p fungovania v programovacom prostred? Arduino sa v testoch osved?il. Tento sp?sob riadenia a v?u?by programovania hravou formou je nielen mo?n?, ale aj efekt?vny.

Po?iato?n? s?bor n??rtu, prevzat? z ofici?lnej webovej str?nky Arduino a odladen? v programovacom prostred?, zais?uje spr?vnu a spo?ahliv? prev?dzku manipul?tora.

V bud?cnosti chcem opusti? drah? serv? a pou??va? krokov? motory, tak?e sa to bude pohybova? celkom presne a hladko.

Manipul?tor je ovl?dan? pomocou pantografu cez r?diov? kan?l Bluetooth.

Zdroje inform?ci?

Gololobov N.V. O projekte Arduino pre ?kol?kov. Moskva. 2011.

Kurt E. D. ?vod do mikrokontrol?rov s prekladom do ru?tiny od T. Volkovej. 2012.

Belov A. V. Samoin?trukt??ny manu?l pre v?voj?rov zariaden? zalo?en?ch na mikrokontrol?roch AVR. Veda a technika, Petrohrad, 2008.

http://www.customelectronics.ru/robo-ruka-sborka-mehaniki/ h?senicov? manipul?tor.

http://robocraft.ru/blog/electronics/660.html manipul?tor cez Bluetooth.

http://robocraft.ru/blog/mechanics/583.html odkaz na ?l?nok a video.

http://edurobots.ru/category/uroki/ Arduino pre za?iato?n?kov.

Aplik?cia

N?kres z?kladne manipul?tora

V?kres v?lo?n?ka a uchopenia manipul?tora.