Kako izraditi bežičnu robotsku ruku koristeći Arduino

Ovaj sklop robotske ruke koji se također može implementirati poput robotske dizalice, radi pomoću 6 servo motora i njime se može upravljati putem daljinski upravljač mikrokontrolera , koristeći komunikacijsku vezu zasnovanu na Arduinu od 2,4 GHz.

Glavne značajke

Kada gradite nešto tako sofisticirano poput robotske ruke, ono mora izgledati moderno i mora sadržavati brojne napredne značajke, a ne samo puke funkcije poput igračaka.

Predloženi punopravni dizajn relativno je jednostavan za izradu, no pripisuju mu se neke napredne funkcije manevriranja, kojima se može precizno upravljati putem bežičnih ili daljinski upravljanih naredbi. Dizajn je čak kompatibilan za industrijsku uporabu ako se motori odgovarajuće nadograde.

Glavne značajke ove mehaničke dizalice poput robotske ruke su:

• Kontinuirano podesiva 'ruka' preko vertikalne osi od 180 stupnjeva.
• Neprekidno podesivi 'lakat' preko vertikalne osi od 180 stupnjeva.
• Kontinuirano podesivi 'prstiju' ili Grip preko okomite osi od 90 stupnjeva.
• Kontinuirano podesiva 'ruka' preko vodoravne ravnine od 180 stupnjeva.
• Čitav robotski sustav ili kranska dizalica pomičan je i upravljiv poput daljinski upravljani automobil .

Gruba simulacija rada

Nekoliko gore opisanih značajki može se pogledati i razumjeti uz pomoć sljedeće GIF simulacije:

Položaji mehanizma motora

Sljedeća slika daje nam jasnu sliku u vezi s različitim položajima motora i pripadajućim zupčanicima koji moraju biti instalirani za provedbu projekta:

U ovom dizajnu vodimo računa da stvari budu što jednostavnije, tako da čak i laik može razumjeti uključene mehanizme motora / zupčanika. i ništa ne ostaje skriveno iza složenih mehanizama.

Rad ili funkcija svakog motora mogu se razumjeti uz pomoć sljedećih točaka:

1. Motor # 1 kontrolira 'prstohvat prsta' ili sustav držanja robota. Pokretni element izravno je spojen s osovinom motora za pokrete.
2. Motor # 2 upravlja lakatnim mehanizmom sustava. Konfiguriran je s jednostavnim rubnim sustavom za izvođenje pokreta podizanja.
3. Motor # 3 odgovoran je za podizanje cijelog robotskog sustava ruku vertikalno, stoga ovaj motor mora biti snažniji od gore navedena dva. Ovaj je motor također integriran pomoću mehanizma zupčanika za izvođenje potrebnih radnji.
4. Motor # 4 kontrolira čitav mehanizam dizalice u punoj vodoravnoj ravnini od 360 stupnjeva, tako da ruka može odabrati ili podići bilo koji objekt unutar cijele u smjeru kazaljke na satu ili u smjeru suprotnom od kazaljke na satu radijalni raspon.
5. Motori br. 5 i 6 djeluju poput kotača za platformu koja nosi cijeli sustav. Ovim se motorima može upravljati pomicanjem sustava s jednog mjesta na drugo bez napora, a također olakšava kretanje sustava istok / zapad, sjever / jug jednostavnim podešavanjem brzina lijevog / desnog motora. To se jednostavno postiže smanjenjem ili zaustavljanjem jednog od dva motora, na primjer za pokretanje zavoja udesno, desni se motor može zaustaviti ili zaustaviti sve dok zaokret ne bude izveden u potpunosti ili do željenog kuta. Slično tome, za pokretanje zavoja ulijevo učinite isto s lijevim motorom.

Sa stražnjim kotačem nije povezan nijedan motor, on se šarkirano kreće slobodno po svojoj središnjoj osi i prati manevre prednjih kotača.

Krug bežičnog prijamnika

Budući da je cijeli sustav dizajniran za rad s daljinskim upravljačem, bežični prijamnik mora biti konfiguriran s gore objašnjenim motorima. A to se može učiniti pomoću sljedećeg sklopa temeljenog na Arduinu.

Kao što vidite, na Arduino izlaze priključeno je 6 servo motora i svaki od njih kontrolira se putem daljinski upravljanih signala zabilježenih priključenim senzorom NRF24L01.

Ovaj senzor obrađuje signale i šalje ih Arduinu koji isporučuje obradu relevantnom motoru za predviđene radnje regulacije brzine.

Signali se šalju iz kruga odašiljača koji ima potenciometre. Regulator na ovom potenciometru kontrolira razinu brzine na odgovarajućim motorima pričvršćenima s gore objašnjenim krugom prijamnika.

Sada da vidimo kako izgleda sklop odašiljača:

Modul odašiljača

Dizajn odašiljača može se vidjeti s 6 potenciometra priključenim na njegovu Arduino ploču, a također i s drugim uređajem za komunikacijsku vezu od 2,4 GHz.

Svaki od lonaca je programiran za upravljanje odgovarajućim motorom povezan s krugom prijamnika. Stoga, kada korisnik okreće osovinu odabranog potenciometra odašiljača, odgovarajući motor robotske ruke počinje se kretati i provoditi radnje ovisno o njegovom specifičnom položaju na sustavu.

Upravljanje preopterećenjem motora

Možete se zapitati kako motori ograničavaju svoje kretanje u svojim pokretnim rasponima, budući da sustav nema ograničenje za sprječavanje preopterećenja motora kada dotični pokreti mehanizma dosegnu svoje ciljne točke?

Znači, na primjer, što se događa ako se motor ne zaustavi čak i nakon što je 'stisak' čvrsto držao predmet?

Najlakše rješenje za to je dodavanje pojedinaca trenutni upravljački moduli sa svakim motorom, tako da u takvim situacijama motor ostaje UKLJUČEN i zaključan bez gorenja ili preopterećenja.

Zbog aktivne regulacije struje, motori ne prolaze kroz preopterećenje ili prekomjerne struje i oni nastavljaju raditi unutar određenog sigurnog raspona.

Kompletni programski kod možete pronaći u ovom članku