Cánh tay Bionic vận hành bằng điện thoại: 13 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Trong Có thể hướng dẫn này, chúng tôi sẽ tạo ra một cánh tay sinh học điều khiển từ xa, là một cánh tay robot tương tự như bàn tay con người với sáu bậc tự do (năm bậc cho hình người và một bậc cho cổ tay). Nó được điều khiển bằng bàn tay của con người bằng cách sử dụng một chiếc găng tay có gắn cảm biến linh hoạt để phản hồi ngón tay và IMU để phản hồi góc cổ tay.

Đây là những đặc điểm chính của bàn tay:

1. Bàn tay robot có 6 bậc tự do: Năm bậc cho mỗi ngón tay được điều khiển bằng dây gắn với servo và chuyển động của cổ tay lại được thực hiện bằng cách sử dụng servo.
2. Cảm biến flex: Năm cảm biến flex được gắn vào một chiếc găng tay. Các cảm biến flex này cung cấp phản hồi đến được điều khiển vi mô được sử dụng để điều khiển cánh tay sinh học.
3. IMU: IMU được sử dụng để lấy góc cổ tay của bàn tay.
4. Hai evive (bộ điều khiển vi mô dựa trên Arduino) được sử dụng: Một cái gắn vào găng tay để tạo góc cổ tay và cử động linh hoạt và cái kia được gắn vào cánh tay bionic điều khiển servo.
5. Cả hai đều giao tiếp với nhau bằng Bluetooth.
6. Hai bậc tự do bổ sung được cung cấp để cung cấp cho cánh tay bionic chuyển động mặt phẳng X và Z, có thể được lập trình thêm để hoàn thành nhiệm vụ phức tạp như PICK VÀ PLACE ROBOTS.
7. Hai chuyển động phụ được điều khiển bằng cần điều khiển.

Như bây giờ bạn đã có một ý tưởng ngắn gọn về những gì chúng tôi đã làm trong cánh tay sinh học này, hãy đi qua từng bước chi tiết.

Bước 1: Tay và Forarm

Chúng tôi đã không thiết kế toàn bộ bàn tay và gia công của chính mình. Có rất nhiều thiết kế cho tay và forarm có sẵn trên internet. Chúng tôi đã lấy một trong những thiết kế từ InMoov.

Chúng tôi đã làm bằng tay phải, vì vậy đây là những phần bắt buộc phải in 3D:

• 1x Ngón tay cái
• 1x Chỉ số
• 1x Bất khả kháng
• 1x Auriculaire
• 1x Pinky
• 1x Bolt_entretoise
• 1x Vòng đeo tay
• 1x Wristmall
• 1x bề mặt
• 1x coverfinger
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x rotawrist2
• 1x rotawrist1
• 1x máy quay 3
• 1x Vòng tay
• 1x CápHolderWrist

Bạn có thể lấy toàn bộ hướng dẫn lắp ráp ở đây.

Bước 2: Thiết kế trục Z

Chúng tôi đã thiết kế một bộ phận tùy chỉnh được gắn ở phần cuối của forarm có các khe để chịu lực và vít chì. Vòng bi được sử dụng để dẫn hướng cánh tay theo trục z và chuyển động của trục được điều khiển bằng cách sử dụng cơ cấu dẫn và vít. Trong cơ cấu trục vít bị dẫn, khi trục vít giống như trục quay, đai ốc của vít bị dẫn chuyển chuyển động quay này thành chuyển động thẳng, dẫn đến chuyển động thẳng của cánh tay.

Vít chì được quay bằng động cơ bước dẫn đến chuyển động chính xác của cánh tay robot.

Động cơ bước, trục và trục vít đều được gắn vào một bộ phận được in 3D tùy chỉnh mà ở đó cánh tay robot di chuyển.

Bước 3: Chuyển động trục X và khung

Như đã đề cập ở bước trước, một bộ phận tùy chỉnh thứ hai được thiết kế để giữ động cơ bước và trục. Phần tương tự cũng có các lỗ để ổ trục và đai ốc dùng cho cơ cấu trục vít dẫn chuyển động của trục X. Động cơ bước và giá đỡ trục được gắn trên khung nhôm được làm bằng nhôm định hình rãnh chữ t 20mm x 20mm.

Phần cơ khí của dự án đã xong, bây giờ chúng ta hãy nhìn vào phần điện tử.

Bước 4: Chạy động cơ bước: Sơ đồ mạch trình điều khiển A4988

Chúng tôi đang sử dụng evive làm bộ điều khiển vi mô để điều khiển các servo và động cơ của chúng tôi. Đây là những thành phần cần thiết để điều khiển động cơ bước bằng cần điều khiển:

• Cần điều khiển XY
• Dây nhảy
• Trình điều khiển động cơ A4988
• Ắc quy (12V)

Hình trên là sơ đồ mạch.

Bước 5: Mã động cơ bước

Chúng tôi đang sử dụng thư viện BasicStepperDriver để điều khiển động cơ bước với evive. Mã rất đơn giản:

• Nếu số đọc của chiết áp trục X lớn hơn 800 (đọc tương tự 10 bit), hãy di chuyển bộ kẹp lên trên.

• Nếu chỉ số chiết áp trục X nhỏ hơn 200 (đọc tương tự 10 bit), hãy di chuyển bộ kẹp xuống.

• Nếu số đọc của chiết áp trục Y lớn hơn 800 (đọc tương tự 10 bit), hãy di chuyển bộ kẹp về phía trái.
• Nếu chỉ số chiết áp trục Y nhỏ hơn 200 (đọc tương tự 10 bit), hãy di chuyển bộ kẹp về phía bên phải.

Mã được đưa ra dưới đây.

Bước 6: Cảm biến Flex

Cảm biến flex này là một biến trở. Điện trở của cảm biến uốn tăng lên khi phần thân của linh kiện uốn cong. Chúng tôi đã sử dụng năm cảm biến linh hoạt dài 4,5 để di chuyển ngón tay.

Cách đơn giản nhất để kết hợp cảm biến này vào dự án của chúng tôi là sử dụng nó làm bộ chia điện áp. Mạch này yêu cầu một điện trở. Chúng tôi sẽ sử dụng điện trở 47kΩ trong ví dụ này.

Các cảm biến flex được gắn vào chân analog A0-A4 trên evive.

Cho ở trên là một trong những mạch chia tiềm năng với evive.

Bước 7: Hiệu chỉnh Cảm biến Flex

Kết quả cuối cùng của "loading =" lazy "thật tuyệt vời. Chúng tôi có thể điều khiển cánh tay bionic bằng cách sử dụng một chiếc găng tay.

Evive là gì? Evive là một nền tảng tạo mẫu thiết bị điện tử một cửa dành cho mọi nhóm tuổi để giúp họ tìm hiểu, xây dựng, gỡ lỗi các dự án robot, nhúng và các dự án khác. Với Arduino Mega làm trọng tâm, evive cung cấp giao diện trực quan dựa trên menu độc đáo giúp loại bỏ nhu cầu lập trình lại Arduino nhiều lần. evive cung cấp thế giới IoT, với sự hỗ trợ của nguồn điện, cảm biến và thiết bị truyền động trong một thiết bị di động nhỏ.

Nói tóm lại, nó giúp bạn xây dựng các dự án / nguyên mẫu một cách nhanh chóng và dễ dàng.

Để khám phá thêm, hãy truy cập vào đây.