Cánh tay robot được điều khiển bằng găng tay: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Mục đích: Tích lũy kinh nghiệm và kỹ năng giải quyết vấn đề bằng cách tạo một dự án để hoàn thành

Phác thảo- Sử dụng găng tay kết nối qua arduino để điều khiển "cánh tay" rô bốt in 3-D. Mỗi khớp nối trên cánh tay in 3-D có một servo kết nối với cảm biến uốn trên găng tay và di chuyển tương ứng với mức độ uốn của ngón tay.

Bước 1: Danh sách vật liệu

3 - 10k điện trở

3- điện trở cảm biến flex

3- Servos

Breadboard

Arduino Uno

Dây điện

Zip-quan hệ

4-miếng in 3-D

Tôi đã đính kèm một liên kết đến các tài liệu chính xác mà tôi đã sử dụng để có thể dễ dàng tra cứu ngay cả khi bạn không đặt hàng từ các liên kết chính xác này

Điện trở 3 - 10k

3 điện trở cảm biến flex

3- servos

Bước 2: Đấu dây

Hình ảnh của hệ thống dây điện chính xác như tôi đã thiết lập nằm trong tệp tin. Hệ thống dây điện có thể được xem xét tốt nhất ở hai phần khác nhau. 1) Kết nối từ breadboard và arduino đến “cánh tay” in 3-D 2) Kết nối từ breadboard và arduino đến găng tay.

Kết nối cánh tay in 3-D Các dây nối với chân 11, 10, 9 cũng như các vùng dương và âm được kết nối với 3 servo khác nhau. Các dây màu đen trên servo kết nối với các vùng âm, cụ thể là cột âm trên breadboard. Các dây màu đỏ trên servo kết nối với các vùng tích cực, cụ thể là cột dương trên bảng mạch. Cuối cùng là các dây tín hiệu màu vàng kết nối với arduino.

Trong thiết lập của tôi, chân 9 kết nối với servo cơ sở và được điều khiển bằng ngón tay cái Trong thiết lập của tôi, chân 10 kết nối với servo trên cùng và được điều khiển bởi ngón giữa Trong thiết lập của tôi, chân 11 kết nối với servo giữa và được điều khiển bởi ngón tay trỏ

2) Kết nối găng tay Có hai kết nối có sẵn trên các cảm biến flex, ở mặt bên có đường kẻ mỏng chạy kết nối với cả tín hiệu và cực âm. Mặt có hoa văn dày hơn bên là kết nối với cực dương. Bên em nối dây tín hiệu và dây âm có gắn cả điện trở 22k và dây thứ cấp. Dây điện chạy thẳng đến cực âm qua bảng mạch. Điện trở kết nối với một đầu với cảm biến flex và đầu kia kết nối với dây dẫn chạy tới breadboard trước khi kết nối với các chân cắm tương tự arduino. Ba chân analog tôi sử dụng là A0, A1, A2. Sau đó, kết nối cảm biến flex khác chạy đến breadboard và kết nối với cột dương trên breadboard. Trên tệp fritzing có một bản phác thảo thứ cấp rõ ràng hơn cho thấy các kết nối tích cực, tiêu cực và tín hiệu.

(Lưu ý- Hầu hết các kết nối vật lý của dây không có trong breadboard đã được hàn và bọc co lại được sử dụng để bảo vệ các kết nối)

Các thành phần cuối cùng để đi dây là các kết nối từ nguồn 5V trên arduino đến cột dương và nối đất (GND) với cột âm. Ngoài ra còn có các thanh chạy ngang qua bảng mạch ghi kết nối các cột âm với nhau ở hai đầu bảng và các cột dương với nhau ở hai đầu bảng.

Lưu ý bổ sung - dây dài hơn có thể được sử dụng để kéo dài khoảng trống có sẵn giữa breadboard và găng tay hoặc breadboard và tay in 3-D nếu cần

Bước 3: Đấu dây và giải thích mã

Cơ sở của chương trình tương tự như chương trình xoay núm trong arduino, và hoạt động tổng thể như một chiết áp. Các cảm biến flex trên găng tay gửi tín hiệu dựa trên sự thay đổi vị trí, khi các ngón tay trên găng tay di chuyển, sự thay đổi vị trí sẽ gửi tín hiệu đến arduino, sau đó gọi “bàn tay” in 3-D thay đổi theo cùng một tỷ lệ.

Trong mã, 3 servo được xác định dưới các chân 9, 10, 11 Các chân tương tự A0, A1, A2 kết nối chiết áp

Trong thiết lập void, các Servos được gắn vào các chân

Sau đó, vòng lặp void bao gồm sử dụng 3 chức năng analogRead, map, write và delay

analogRead- đọc giá trị từ các chân tương tự (những chân giao tiếp với chiết áp) và đưa ra giá trị từ 0 đến 1023

Map- (value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh) chức năng bản đồ thay đổi phạm vi giá trị từ giá trị đọc tương tự từ 500, 1000 thành 0, 180 vì 0-180 là phạm vi giá trị mà servo có thể đọc và tên giá trị mới dưới giá trị đầu tiên trong danh sách

servoWrite- arduino ghi một giá trị vào servo và di chuyển vị trí của nó tương ứng

Độ trễ- Độ trễ sau đó khiến chương trình đợi trước khi lặp lại

Bước 4: Cấu trúc cơ khí của các bộ phận in 3-D

Có bốn tệp STL được đính kèm cũng như hình ảnh và video của từng bộ phận. Không có hình ảnh của tập hợp các tệp nhưng có hình ảnh của phiên bản in 3-D. Bốn phần khác nhau được kết nối thông qua 3 servo ở mỗi khớp. Phần cơ sở kết nối với vai thông qua servos, sau đó được gắn vào tệp nhánh thứ nhất, và cuối cùng là tệp nhánh thứ hai.

Bước 5: Cấu tạo cơ khí của găng tay

Cấu tạo của chiếc găng tay khá đơn giản, các cảm biến flex được dán nóng vào ba ngón tay trên găng tay và các dây buộc zip được sử dụng để giữ dây cố định.

Lưu ý- Người ta nhận thấy rằng nếu các cảm biến flex cụ thể này được sử dụng trở nên quá bẩn, nó có thể bắt đầu ảnh hưởng đến cách hoạt động của các cảm biến flex, vì vậy các miếng băng được đặt trên các cảm biến để giữ cho chúng sạch sẽ

Lưu ý bổ sung- Chuyển động của cánh tay 3-D có thể hơi giật khi chỉ sử dụng dây usb chạy đến arduino để cấp nguồn cho nó, có thể cải thiện bằng cách kết nối thêm nguồn điện qua pin và kết nối các cực dương và cực âm đến các cột âm và dương trên breadboard