Yıldız haberleri
Servolar veya tersine mühendislik uArm üzerinde pleksiglastan yapılmış kendin yap masa üstü robotik kol. Arduino'da programlanabilen ucuz robotik kol: kendin yap robotik manipülatör Kendin yap endüstriyel robot manipülatörü
Analardan biri itici güçler modern üretimin otomasyonu endüstriyel robotik manipülatörlerdir. Bunların geliştirilmesi ve uygulanması, işletmelerin yeni bir bilimsel ve teknik görev performansı düzeyine ulaşmalarına, teknoloji ile insanlar arasındaki sorumlulukları yeniden dağıtmalarına ve üretkenliği artırmalarına olanak tanıdı. Yazımızda robotik asistan türlerinden, işlevselliklerinden ve fiyatlarından bahsedeceğiz.
Asistan No. 1 – robotik manipülatör
Sanayi dünyadaki çoğu ekonominin temelidir. Sadece bireysel üretimin değil aynı zamanda devlet bütçesinin geliri de sunulan malların kalitesine, hacimlerine ve fiyatlarına bağlıdır.
Otomatik hatların aktif olarak tanıtılması ve yaygın kullanımı ışığında akıllı teknoloji Tedarik edilen ürünlere yönelik gereksinimler artıyor. Günümüzde otomatik hatlar veya endüstriyel robotik manipülatörler kullanılmadan rekabete dayanmak neredeyse imkansızdır.
Endüstriyel robot nasıl çalışır?
Robotik kol, elektrikli bir kontrol sistemi tarafından kontrol edilen devasa bir otomatik “kol”a benziyor. Cihazların tasarımında pnömatik veya hidrolik yoktur; her şey elektromekanik üzerine inşa edilmiştir. Bu, robotların maliyetini azalttı ve dayanıklılıklarını arttırdı.
Endüstriyel robotlar 4 eksenli (döşeme ve paketleme için kullanılır) ve 6 eksenli (diğer iş türleri için) olabilir. Ek olarak, robotlar serbestlik derecesine göre farklılık gösterir: 2'den 6'ya kadar. Ne kadar yüksek olursa, manipülatör bir insan elinin hareketini o kadar doğru bir şekilde yeniden oluşturur: döndürme, hareket, sıkıştırma/bırakma, eğme vb.
Cihazın çalışma prensibi ona bağlıdır. yazılım ve ekipman ve gelişiminin başlangıcında asıl amaç işçileri zorlu ve tehlikeli işlerden kurtarmaktı, bugün gerçekleştirilen görevlerin kapsamı önemli ölçüde arttı.
Robotik asistanların kullanımı, aynı anda birkaç görevle başa çıkmanıza olanak tanır:
- çalışma alanının azaltılması ve uzmanların serbest bırakılması (deneyim ve bilgileri başka bir alanda kullanılabilir);
- üretim hacimlerinde artış;
- ürün kalitesinin iyileştirilmesi;
- Prosesin sürekliliği sayesinde üretim döngüsü kısalır.
Japonya, Çin, ABD ve Almanya'da işletmeler, sorumluluğu yalnızca manipülatörlerin çalışmasını ve üretilen ürünlerin kalitesini kontrol etmek olan minimum sayıda çalışanı istihdam etmektedir. şunu belirtmekte yarar var endüstriyel robot-manipülatör sadece makine mühendisliği veya kaynak alanında fonksiyonel bir yardımcı değildir. Otomatik cihazlar geniş bir yelpazede sunulmakta olup metalurji, hafif sanayi ve gıda endüstrisinde kullanılmaktadır. İşletmenin ihtiyaçlarına bağlı olarak eşleşen bir manipülatör seçebilirsiniz. fonksiyonel sorumluluklar ve bütçe.
Endüstriyel robotik manipülatör türleri
Bugün yaklaşık 30 çeşit robotik kol var: evrensel modeller son derece uzmanlaşmış asistanlara. Gerçekleştirilen işlevlere bağlı olarak manipülatörlerin mekanizmaları farklılık gösterebilir: örneğin kaynak işi malların kesilmesi, delinmesi, bükülmesi, tasnif edilmesi, istiflenmesi ve paketlenmesi.
Robot teknolojisinin yüksek maliyetine ilişkin mevcut klişenin aksine, herkes, hatta küçük bir işletme bile böyle bir mekanizmayı satın alabilecek. ABB ve FANUC'un küçük yük kapasitesine (5 kg'a kadar) sahip küçük evrensel robot manipülatörleri 2 ila 4 bin dolara mal olacak.
Cihazların kompaktlığına rağmen iş hızını ve ürün işleme kalitesini artırabiliyorlar. Her robot için, ünitenin çalışmasını tam olarak koordine eden benzersiz bir yazılım yazılacaktır.
Son derece uzmanlaşmış modeller
Robot kaynakçılar en büyük uygulamalarını makine mühendisliğinde buldular. Cihazların sadece düz parçaları kaynaklamakla kalmayıp aynı zamanda açılı kaynak işlerini de etkili bir şekilde gerçekleştirebilmesi nedeniyle, ulaşılması zor yerler tüm otomatik hatları kurun.
Her robotun belirli bir süre içerisinde işin üzerine düşen kısmını yaptığı bir konveyör sistemi başlatılır ve ardından hat bir sonraki aşamaya geçmeye başlar. Böyle bir sistemi insanlarla organize etmek oldukça zordur: İşçilerden hiçbirinin bir an bile ortalıkta olmaması gerekir, aksi takdirde tüm ekip üretim süreci veya bir evlilik ortaya çıkar.
Kaynakçılar
En yaygın seçenekler kaynak robotlarıdır. Performansları ve doğrulukları insanlardan 8 kat daha yüksektir. Bu tür modeller çeşitli kaynak türlerini gerçekleştirebilir: ark veya nokta (yazılıma bağlı olarak).
Kuka endüstriyel robotik manipülatörleri bu alanda lider olarak kabul edilmektedir. Maliyeti 5 ila 300 bin dolar (yük kapasitesine ve işlevlere bağlı olarak).
Toplayıcılar, taşıyıcılar ve paketleyiciler
Ağır ve zararlı insan vücudu emek, bu sektörde otomatik asistanların ortaya çıkmasına yol açtı. Paketleme robotları ürünleri birkaç dakika içinde sevkiyata hazırlar. Bu tür robotların maliyeti 4 bin dolara kadar çıkıyor.
ABB, KUKA ve Epson üreticileri, 1 tonun üzerindeki ağır yükleri kaldırmak ve bunları depodan yükleme alanına taşımak için cihazların kullanımını sunuyor.
Endüstriyel robot manipülatör üreticileri
Japonya ve Almanya bu endüstrinin tartışmasız liderleri olarak kabul ediliyor. Tüm robot teknolojisinin %50'sinden fazlasını oluşturuyorlar. Ancak devlerle rekabet etmek kolay değil ve BDT ülkelerinde yavaş yavaş kendi üreticileri ve girişimleri ortaya çıkıyor.
KNN Sistemleri. Ukraynalı şirket Alman Kuka'nın ortağıdır ve kaynak, frezeleme, robotizasyon için projeler geliştirmektedir. plazma kesme ve paletleme. Yazılımları sayesinde endüstriyel bir robot yeniden yapılandırılabilir. yeni tür görevleri yalnızca bir günde tamamlayabilirsiniz.
Rozum Robotics (Beyaz Rusya). Şirketin uzmanları, hafifliği ve kullanım kolaylığı ile öne çıkan PULSE endüstriyel robot manipülatörünü geliştirdi. Cihaz, parçaların montajı, paketlenmesi, yapıştırılması ve yeniden düzenlenmesi için uygundur. Robotun fiyatı 500 dolar civarında.
"ARKODIM-Pro" (Rusya). Plastik enjeksiyon kalıplamada kullanılan lineer robotik manipülatörlerin (doğrusal eksenler boyunca hareket eden) üretimi ile uğraşmaktadır. Ayrıca ARKODIM robotları bir konveyör sisteminin parçası olarak çalışabilir ve kaynakçı veya paketleyicinin işlevlerini yerine getirebilir.
Bu makale - giriş kılavuzu Arduino kullanılarak programlanan robotik kollar oluşturmaya yeni başlayanlar için. Konsept, robotik kol projesinin ucuz ve yapımının kolay olacağı yönünde. Optimize edilebilecek ve optimize edilmesi gereken kodlu basit bir prototip oluşturacağız; bu, robotik alanında sizin için mükemmel bir başlangıç olacaktır. Arduino robot kolu, saldırıya uğramış bir joystick tarafından kontrol edilir ve belirttiğiniz bir dizi eylemi tekrarlayacak şekilde programlanabilir. Programlama konusunda güçlü değilseniz projeyi donanım montajı eğitimi olarak üstlenebilir, kodumu içine yükleyebilir ve buna dayalı temel bilgileri edinebilirsiniz. Yine proje oldukça basit.
Videoda robotumun bir demosu gösteriliyor.
Adım 1: Malzeme Listesi
İhtiyacımız olacak:
- Arduino kartı. Uno kullandım, ancak herhangi bir çeşit proje için işi eşit derecede iyi yapacaktır.
- Bulabileceğiniz En Ucuz Servolardan 4'ü.
- Zevkinize uygun gövde malzemeleri. Ahşap, plastik, metal, karton uygundur. Projem eski bir not defterinden yapıldı.
- Eğer uğraşmak istemiyorsan baskılı devre kartı, o zaman bir devre tahtasına ihtiyacınız olacak. Uygun tahta küçük boy, atlama telleri ve güç kaynağı içeren seçenekleri arayın - oldukça ucuz olabilirler.
- Kol tabanı için bir şey - Kahve kutusu kullandım, en iyi seçenek değil ama dairede bulabildiğim tek şey bu.
- Kol mekanizması için ince bir iplik ve delik açmak için bir iğne.
- Her şeyi bir arada tutmak için yapıştırın ve bantlayın. Koli bandı ve sıcak tutkalla bir arada tutulamayacak hiçbir şey yoktur.
- Üç adet 10K direnç. Dirençleriniz yoksa kodda bu gibi durumlar için bir geçici çözüm vardır. en iyi seçenek direnç satın alacak.
2. Adım: Nasıl çalışır?
Ekteki şekil elin çalışma prensibini göstermektedir. Ayrıca her şeyi kelimelerle açıklayacağım. Elin iki kısmı birbirine bağlı İnce iplik. İpliğin ortası kol servosuna bağlanır. Servo ipliği çektiğinde el kasılır. Kolu tükenmez kalem yayı ile donattım ama daha esnek bir malzemeniz varsa onu kullanabilirsiniz.
3. Adım: Kumanda Kolunu Değiştirme
Kol mekanizmasının montajını zaten tamamladığınızı varsayarak joystick kısmına geçeceğim.
Bu proje için eski bir kumanda kolu kullanıldı, ancak prensip olarak düğmeli herhangi bir cihaz işe yarayacaktır. Analog düğmeler (mantarlar), aslında sadece potansiyometre olduklarından servoları kontrol etmek için kullanılır. Bir joystick'iniz yoksa üç normal potansiyometre kullanabilirsiniz, ancak siz de benim gibiyseniz ve eski bir joystick'i kendiniz yapıyorsanız yapmanız gerekenler burada.
Potansiyometreleri bağladım ekmek tahtası her birinin üç terminali vardır. Bunlardan birinin GND'ye, ikincisinin Arduino üzerindeki +5V'a, ortadakinin ise daha sonra tanımlayacağımız girişe bağlanması gerekiyor. Sol potansiyometrede Y eksenini kullanmayacağız, bu yüzden sadece joystick'in üzerindeki potansiyometreye ihtiyacımız var.
Anahtarların bir ucuna +5V, diğer ucuna ise diğer Arduino girişine giden kabloyu bağlayın. Joystick'imin tüm anahtarlar için ortak bir +5V hattı var. Sadece 2 düğme bağladım ama sonra ihtiyaç duyulduğu için bir tane daha bağladım.
Çipe giden kabloları (joystick'teki siyah daire) kesmek de önemlidir. Yukarıdakilerin hepsini tamamladıktan sonra kablolamaya başlayabilirsiniz.
Adım 4: Cihazımızı kablolama
Fotoğraf cihazın elektrik kablolarını göstermektedir. Potansiyometreler joystick üzerindeki kollardır. Dirsek sağ Y ekseni, Taban sağ X ekseni, Omuz sol X eksenidir. Servoların yönünü değiştirmek istiyorsanız ilgili potansiyometre üzerinde +5V ve GND kablolarının konumunu değiştirmeniz yeterlidir.
Adım 5: Kodu Yükleyin
Bu noktada ekteki kodu bilgisayarınıza indirip daha sonra Arduino’ya yüklememiz gerekiyor.
Not: Daha önce Arduino'ya kod yüklediyseniz bu adımı atlayın; yeni bir şey öğrenmeyeceksiniz.
- Arduino IDE'yi açın ve kodu içine yapıştırın
- Araçlar/Pano'da panonuzu seçin
- Araçlar/Seri Bağlantı Noktasında anakartınızın bağlı olduğu bağlantı noktasını seçin. Büyük olasılıkla seçim tek bir öğeden oluşacaktır.
- Yükle düğmesini tıklayın.
Servoların çalışma aralığını değiştirebilirsiniz, bunun nasıl yapılacağına dair kodda notlar bıraktım. Büyük olasılıkla kod sorunsuz çalışacaktır, yalnızca arm servo parametresini değiştirmeniz gerekecektir. Bu ayar filamanınızın nasıl kurulduğuna bağlıdır, bu yüzden tam olarak doğru şekilde ayarlamanızı öneririm.
Direnç kullanmıyorsanız, bu konuda not bıraktığım kodu değiştirmeniz gerekecektir.
Dosyalar
Adım 6: Projeyi Başlatma
Robot, joystick üzerindeki hareketlerle kontrol edilir, el düğmesi kullanılarak el sıkıştırılır ve açılır. Video, gerçek hayatta her şeyin nasıl çalıştığını gösteriyor.
İşte eli programlamanın bir yolu:
- Arduino IDE'de Seri Monitörü açın, bu işlemi izlemeyi kolaylaştıracaktır.
- Kaydet'i tıklatarak başlangıç konumunu kaydedin.
- Aynı anda yalnızca bir servoyu hareket ettirin (örneğin, Omuz Yukarı) ve kaydet tuşuna basın.
- İbreyi yalnızca adım sırasında da etkinleştirin ve ardından kaydet tuşuna basarak kaydedin. Devre dışı bırakma işlemi de ayrı bir adımda gerçekleştirilir ve ardından kaydet tuşuna basılır.
- Komut dizisini tamamladığınızda oynat düğmesine basın, robot başlangıç pozisyonuna gidecek ve ardından hareket etmeye başlayacaktır.
- Durdurmak istiyorsanız kabloyu çıkarın veya Arduino kartındaki sıfırlama düğmesine basın.
Her şeyi doğru yaptıysanız sonuç buna benzer olacaktır!
Umarım ders sizin için yararlı olmuştur!
Uzaklık ölçer kullanarak ve arkadan aydınlatma uygulayan robotik bir manipülatör yaratıyoruz.
Tabanı akrilikten keseceğiz. Motor olarak servo sürücüleri kullanıyoruz.
Robotik manipülatör projesinin genel açıklaması
Projede 6 adet servo motor kullanılıyor. Mekanik kısım için 2 mm kalınlığında akrilik kullanılmıştır. Disko topunun tabanı bir tripod olarak kullanışlı oldu (motorlardan biri içeriye monte edilmiştir). Ultrasonik mesafe sensörü ve 10 mm LED de kullanılmaktadır.
Robotu kontrol etmek için Arduino güç kartı kullanıldı. Güç kaynağının kendisi bilgisayarın güç kaynağıdır.
Proje, robotik bir kolun geliştirilmesine yönelik kapsamlı açıklamalar sunuyor. Geliştirilen tasarımın güç kaynağı konuları ayrı ayrı ele alınmaktadır.
Manipülatör projesinin ana bileşenleri
Geliştirmeye başlayalım. İhtiyacın olacak:
- 6 servo motor (2 model mg946, 2 mg995, 2 futuba s3003 kullandım (mg995/mg946, futuba s3003'ten daha iyi özelliklere sahiptir, ancak ikincisi çok daha ucuzdur);
- 2 milimetre kalınlığında akrilik (ve 4 mm kalınlığında küçük bir parça);
- ultrasonik mesafe sensörü hc-sr04;
- LED'ler 10 mm (renk - sizin takdirinize bağlı olarak);
- tripod (taban olarak kullanılır);
- alüminyum kavrama (yaklaşık 10-15 dolara mal olur).
Sürüş için:
- Arduino Uno kartı (proje, Arduino'ya tamamen benzeyen ev yapımı bir kart kullanıyor);
- elektrik panosu (bunu kendiniz yapmanız gerekecek, bu konuya daha sonra döneceğiz, özel dikkat gerektirir);
- güç kaynağı (içinde bu durumda bilgisayar güç kaynağı kullanıldığında);
- manipülatörünüzü programlamak için bir bilgisayar (programlama için Arduino kullanıyorsanız, ardından Arduino IDE)
Elbette kablolara ve tornavida ve benzeri bazı temel aletlere ihtiyacınız olacak. Artık tasarıma geçebiliriz.
Mekanik montaj
Manipülatörün mekanik kısmını geliştirmeye başlamadan önce çizimlerimin olmadığını belirtmekte fayda var. Tüm düğümler “diz üzerinde” yapıldı. Ancak prensip çok basittir. Aralarına servo motor takmanız gereken iki akrilik bağlantınız var. Ve diğer iki bağlantı. Ayrıca motorların kurulumu için. Peki, kapmanın kendisi. Böyle bir kavrama satın almanın en kolay yolu internettir. Hemen hemen her şey vidalarla monte edilir.
İlk kısmın uzunluğu yaklaşık 19 cm'dir; ikincisi - yaklaşık 17,5; Ön bakla uzunluğu yaklaşık 5,5 cm'dir. Kalan ölçüleri projenizin ölçülerine göre seçiniz. Prensip olarak geri kalan düğümlerin boyutları o kadar önemli değildir.
Mekanik kol tabanda 180 derecelik bir dönüş açısı sağlamalıdır. Bu yüzden alt tarafa bir servo motor takmamız gerekiyor. Bu durumda aynı disko topuna kurulur. Sizin durumunuzda bu herhangi bir uygun kutu olabilir. Robot bu servo motor üzerine monte edilmiştir. Şekilde gösterildiği gibi ilave bir metal flanş halkası takabilirsiniz. Onsuz da yapabilirsin.
Kurulum için ultrasonik sensör 2 mm kalınlığında akrilik kullanılmaktadır. Hemen altına bir LED takabilirsiniz.
Böyle bir manipülatörün nasıl inşa edileceğini tam olarak ayrıntılı olarak açıklamak zordur. Çoğu, stokta bulunan veya satın aldığınız bileşenlere ve parçalara bağlıdır. Örneğin servolarınızın boyutları farklı ise akrilik armatür bağlantıları da değişecektir. Boyutlar değişirse manipülatörün kalibrasyonu da farklı olacaktır.
Manipülatörün mekanik kısmının geliştirilmesini tamamladıktan sonra mutlaka servo motor kablolarını uzatmanız gerekecektir. Bu amaçlar için, bu proje bir İnternet kablosundan gelen kabloları kullandı. Tüm bunların böyle görünmesi için tembel olmayın ve Arduino kartınızın, blendajınızın veya güç kaynağınızın çıkışlarına bağlı olarak uzatılmış kabloların (dişi veya erkek) serbest uçlarına adaptörler takın.
Mekanik kısmı monte ettikten sonra manipülatörümüzün “beyinlerine” geçebiliriz.
Manipülatör kavraması
Tutamağı takmak için bir servo motora ve bazı vidalara ihtiyacınız olacaktır.
Peki tam olarak ne yapılması gerekiyor.
Külbütörü servodan alın ve kavramanıza uyacak şekilde kısaltın. Bundan sonra iki küçük vidayı sıkın.
Servoyu taktıktan sonra en sol konuma çevirin ve tutucu çeneleri sıkın.
Artık servoyu 4 cıvatayla monte edebilirsiniz. Aynı zamanda motorun hala en sol konumda olduğundan ve tutucu çenelerin kapalı olduğundan emin olun.
Servo sürücüyü Arduino kartına bağlayabilir ve tutucunun işlevselliğini kontrol edebilirsiniz.
Cıvataların/vidaların çok sıkı olması durumunda tutucunun çalışmasında sorunlar olabileceğini lütfen unutmayın.
İşaretleme aygıtına aydınlatma ekleme
Projenize aydınlatma ekleyerek aydınlatabilirsiniz. Bunun için LED'ler kullanıldı. Yapması kolay ve karanlıkta çok etkileyici görünüyor.
LED'lerin takılacağı yerler yaratıcılığınıza ve hayal gücünüze bağlıdır.
Elektrik şeması
Parlaklığı manuel olarak ayarlamak için R1 direnci yerine 100 kOhm'luk bir potansiyometre kullanabilirsiniz. R2 direnci olarak 118 Ohm dirençler kullanıldı.
Kullanılan ana bileşenlerin listesi:
- R1 - 100 kOhm direnç
- R2 - 118 Ohm direnç
- Transistör bc547
- Fotodirenç
- 7 LED
- Anahtar
- Arduino kartına bağlantı
Mikrodenetleyici olarak Arduino kartı kullanıldı. Güç kaynağı olarak kişisel bilgisayardaki güç kaynağı kullanıldı. Multimetreyi kırmızı ve siyah kablolara bağladığınızda 5 volt göreceksiniz (bu da servo motorlar ve ultrasonik mesafe sensörü için kullanılır). Sarı ve siyah size 12 volt verecektir (Arduino için). Servo motorlar için 5 adet konnektör yapıyoruz, paralel olarak pozitif olanları 5 V'a, negatif olanları ise toprağa bağlıyoruz. Mesafe sensörüyle aynı.
Bundan sonra kalan konnektörleri (her servodan bir tane ve telemetreden iki tane) lehimlediğimiz karta ve Arduino'ya bağlayın. Aynı zamanda programda kullandığınız pinleri ilerleyen zamanlarda doğru şekilde belirtmeyi unutmayın.
Ayrıca güç kartına bir güç LED göstergesi takıldı. Bunun uygulanması kolaydır. Ayrıca 5V ile toprak arasında 100 ohm'luk bir direnç kullanıldı.
Robotun üzerindeki 10mm LED de Arduino’ya bağlanıyor. 100 ohm'luk bir direnç pin 13'ten LED'in pozitif bacağına gider. Negatif - yere. Programdan devre dışı bırakabilirsiniz.
Aşağıdaki 2 servo motor aynı kontrol sinyalini kullandığından 6 servo motor için 6 konnektör kullanılır. İlgili iletkenler bir pime bağlanır ve bağlanır.
Kişisel bilgisayardaki güç kaynağının güç kaynağı olarak kullanıldığını tekrar ediyorum. Veya elbette ayrı bir güç kaynağı satın alabilirsiniz. Ancak her biri yaklaşık 2 A tüketebilen 6 sürücümüz olduğu göz önüne alındığında, bu kadar güçlü bir güç kaynağı ucuz olmayacaktır.
Servolardan gelen konektörlerin Arduino'nun PWM çıkışlarına bağlı olduğunu lütfen unutmayın. Tahtadaki bu tür pinlerin her birinin yanında sembol~. 6, 7 numaralı pinlere ultrasonik mesafe sensörü bağlanabilir. 13 numaralı pin ve toprağa bir LED bağlanabilir. İhtiyacımız olan tüm pinler bunlar.
Artık Arduino programlamaya geçebiliriz.
Kartı USB yoluyla bilgisayarınıza bağlamadan önce gücü kapattığınızdan emin olun. Programı test ederken robotik kolunuza giden gücü de kapatın. Eğer güç kapatılmazsa Arduino usb'den 5 volt, güç kaynağından ise 12 volt alacaktır. Buna göre usb'den gelen güç, güç kaynağına aktarılacak ve biraz "sarkacaktır".
Bağlantı şeması servoları kontrol etmek için potansiyometrelerin eklendiğini göstermektedir. Potansiyometreler isteğe bağlıdır ancak yukarıdaki kod onlar olmadan çalışmayacaktır. Potansiyometreler 0,1,2,3 ve 4 numaralı pinlere bağlanabilir.
Programlama ve ilk başlatma
Kontrol için 5 potansiyometre kullanılır (bunu tamamen 1 potansiyometre ve iki joystick ile değiştirebilirsiniz). Potansiyometrelerle bağlantı şeması önceki bölümde gösterilmiştir. Arduino taslağı burada.
Aşağıda robotik kolun çalışmasını gösteren birkaç video bulunmaktadır. Umarım eğlenirsiniz.
Yukarıdaki video silahlanmadaki en son değişiklikleri göstermektedir. Tasarımı biraz değiştirmek ve birkaç parçayı değiştirmek zorunda kaldım. Futuba s3003 servolarının oldukça zayıf olduğu ortaya çıktı. Yalnızca eli kavramak veya döndürmek için kullanıldıkları ortaya çıktı. Böylece mg995'i kurdular. Peki, mg946 genellikle mükemmel bir seçenek olacaktır.
Kontrol programı ve bununla ilgili açıklamalar
// sürücüler değişken dirençler - potansiyometreler kullanılarak kontrol edilir.
int potpin = 0; // potansiyometreyi bağlamak için analog pin
int değer; // analog pinden veri okumaya yarayan değişken
myservo1.attach(3);
myservo2.attach(5);
myservo3.attach(9);
myservo4.attach(10);
myservo5.attach(11);
pinMode(led, ÇIKIŞ);
( //servo 1 analog pin 0
val = analogRead(potpin); // potansiyometre değerini okur (0 ile 1023 arasındaki değer)
// elde edilen değeri servolarla kullanmak üzere ölçeklendirir (0 ila 180 aralığında bir değer alır)
myservo1.write(val); //servoyu hesaplanan değere uygun pozisyona getiriyoruz
gecikme(15); // servo motorun belirtilen konuma ulaşmasını bekler
val = analogRead(potpin1); // analog pin 1'de servo 2
val = harita(val, 0, 1023, 0, 179);
myservo2.write(val);
val = analogRead(potpin2); // analog pin 2'de servo 3
val = harita(val, 0, 1023, 0, 179);
myservo3.write(val);
val = analogRead(potpin3); // analog pin 3'te servo 4
val = harita(val, 0, 1023, 0, 179);
myservo4.write(val);
val = analogRead(potpin4); //analog pin 4'te servo 5
val = harita(val, 0, 1023, 0, 179);
myservo5.write(val);
Ultrasonik mesafe sensörü kullanarak çizim yapın
Bu muhtemelen projenin en etkileyici kısımlarından biridir. Manipülatöre, etrafındaki engellere tepki veren bir mesafe sensörü takılmıştır.
Kodun temel açıklamaları aşağıda sunulmuştur
#define trigPin 7
Aşağıdaki kod parçası:
5 sinyalin tümüne adlar atadık (6 sürücü için) (herhangi bir şey olabilir)
Takip etme:
Seri.begin(9600);
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
pinMode(led, ÇIKIŞ);
myservo1.attach(3);
myservo2.attach(5);
myservo3.attach(9);
myservo4.attach(10);
myservo5.attach(11);
Arduino kartına LED'lerin, servo motorların ve mesafe sensörünün hangi pinlere bağlı olduğunu söylüyoruz. Burada hiçbir şeyi değiştirmeye gerek yok.
geçersiz konum1())(
digitalWrite(led, YÜKSEK);
myservo2.writeMicroseconds(1300);
myservo4.writeMicroseconds(800);
myservo5.writeMicroseconds(1000);
Burada değiştirebileceğiniz bazı şeyler var. Bir pozisyon belirledim ve buna pozisyon1 adını verdim. Gelecek programda kullanılacaktır. Farklı hareket sağlamak istiyorsanız parantez içindeki değerleri 0'dan 3000'e değiştirin.
Daha sonrasında:
geçersiz konum2())(
digitalWrite(led, DÜŞÜK);
myservo2.writeMicroseconds(1200);
myservo3.writeMicroseconds(1300);
myservo4.writeMicroseconds(1400);
myservo5.writeMicroseconds(2200);
Önceki parçaya benzer şekilde, yalnızca bu durumda konum2'dir. Aynı prensibi kullanarak hareket için yeni konumlar ekleyebilirsiniz.
uzun süre, mesafe;
digitalWrite(trigPin, DÜŞÜK);
gecikmeMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, YÜKSEK);
gecikmeMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, DÜŞÜK);
süre = darbeIn(echoPin, YÜKSEK);
mesafe = (süre/2) / 29,1;
Artık programın ana kodu çalışmaya başlıyor. Değiştirmemelisin. Yukarıdaki satırların asıl görevi mesafe sensörünü yapılandırmaktır.
Daha sonrasında:
eğer (mesafe<= 30) {
eğer (mesafe< 10) {
myservo5.writeMicroseconds(2200); // yakalayıcıyı aç
myservo5.writeMicroseconds(1000); //tutucuyu kapat
Artık ultrasonik sensörün ölçtüğü mesafeye göre yeni hareketler ekleyebilirsiniz.
eğer(mesafe<=30){ // данная строка обеспечивает переход в position1, если расстояние меньше 30 см.
pozisyon1(); //aslında kol, parantezlerin ( ) arasında belirttiğiniz her şeyi yerine getirecektir.
else( // mesafe 30 cm'den büyükse konum2'ye gidin
konum()2 // önceki satıra benzer
Koddaki mesafeyi değiştirip dilediğinizi yapabilirsiniz.
Kodun son satırları
if (mesafe > 30 || mesafe<= 0){
Serial.println("Aralık dışında"); //seri monitöre belirtilen aralığın dışına çıktığımızı bildiren bir mesaj çıktısı alıyoruz
Seri.print(mesafe);
Seri.println("cm"); //santimetre cinsinden mesafe
gecikme(500); //0,5 saniye gecikme
Elbette buradaki her şeyi milimetreye, metreye dönüştürebilir, görüntülenen mesajı vb. değiştirebilirsiniz. Gecikmeyle biraz oynayabilirsiniz.
Bu kadar. Keyfini çıkarın, kendi manipülatörlerinizi yükseltin, fikirlerinizi ve sonuçlarınızı paylaşın!
Öncelikle genel konular tartışılacak, ardından sonucun teknik özellikleri, ayrıntılar ve son olarak montaj sürecinin kendisi tartışılacak.
Genel olarak ve genel olarak
Bu cihazı bir bütün olarak oluşturmak herhangi bir zorluğa neden olmamalıdır. Manipülasyon yapan kolun kendisine verilen görevleri yerine getirebilmesi için, fiziksel açıdan uygulanması oldukça zor olacak olasılıkları iyice düşünmek gerekecektir.
Sonucun teknik özellikleri
Uzunluk/yükseklik/genişlik parametreleri sırasıyla 228/380/160 milimetre olan bir numune dikkate alınacaktır. Bitmiş ürünün ağırlığı yaklaşık 1 kilogram olacaktır. Kontrol için kablolu uzaktan kumanda kullanılır. Tecrübeniz varsa tahmini montaj süresi 6-8 saattir. Eğer orada değilse, manipülatör kolunun bir araya getirilmesi günler, haftalar ve göz yummayla aylar sürebilir. Bu gibi durumlarda bunu yalnızca kendi çıkarlarınız için kendi ellerinizle yapmalısınız. Bileşenleri hareket ettirmek için komütatör motorlar kullanılır. Yeterli çabayla 360 derece dönecek bir cihaz yapabilirsiniz. Ayrıca, çalışma kolaylığı için havya ve lehim gibi standart aletlere ek olarak aşağıdakileri stoklamanız gerekir:
- Uzun burun pensesi.
- Yan kesiciler.
- Yıldız tornavida.
- 4 D tipi pil.
Uzaktan kumanda, düğmeler ve bir mikro denetleyici kullanılarak uygulanabilir. Uzaktan kablosuz kontrol yapmak istiyorsanız manipülatör elinde bir aksiyon kontrol elemanına da ihtiyacınız olacaktır. Ek olarak, yalnızca devrenin stabilize edilmesine ve gerekli büyüklükte bir akımın doğru zamanlarda iletilmesine olanak sağlayacak cihazlara (kapasitörler, dirençler, transistörler) ihtiyaç duyulacaktır.
Küçük parçalar
Devir sayısını düzenlemek için adaptör tekerleklerini kullanabilirsiniz. Manipülatörün elinin hareketini pürüzsüz hale getirecekler.
Ayrıca tellerin hareketlerini zorlaştırmamasını sağlamak da gereklidir. Bunları yapının içine yerleştirmek en uygunudur. Her şeyi dışarıdan yapabilirsiniz; bu yaklaşım zamandan tasarruf etmenizi sağlar ancak tek tek bileşenlerin veya cihazın tamamının taşınmasında zorluklara yol açabilir. Ve şimdi: manipülatör nasıl yapılır?
Genel olarak montaj
Şimdi doğrudan manipülatör kolunu oluşturmaya geçelim. Temelden başlayalım. Cihazın her yöne döndürülebilmesini sağlamak gerekir. Tek bir motorla çalıştırılan bir disk platformuna yerleştirmek iyi bir çözüm olacaktır. Her iki yönde de dönebilmesi için iki seçenek vardır:
- İki motorun montajı. Her biri belirli bir yöne dönmekten sorumlu olacak. Biri çalışırken diğeri dinleniyor.
- Bir motoru her iki yönde de dönmesini sağlayacak bir devreyle kurmak.
Önerilen seçeneklerden hangisini seçeceğiniz tamamen size bağlıdır. Daha sonra ana yapı yapılır. Rahat çalışma için iki "eklem" gereklidir. Platforma bağlandığında, tabanında bulunan motorların yardımıyla farklı yönlere eğilebilmelidir. Başka bir veya bir çift, tutacağın bir kısmının koordinat sisteminin yatay ve dikey çizgileri boyunca hareket ettirilebilmesi için dirsek kıvrımına yerleştirilmelidir. Ayrıca maksimum yetenek elde etmek istiyorsanız bileğe başka bir motor takabilirsiniz. Sonraki en gerekli olanıdır, onsuz manipüle edici bir el imkansızdır. Yakalama cihazını kendi ellerinizle yapmanız gerekecek. Burada birçok uygulama seçeneği var. En popüler iki tanesi hakkında ipucu verebilirsiniz:
- Tutulacak nesneyi aynı anda sıkıştıran ve açan yalnızca iki parmak kullanılır. Bu en basit uygulamadır ancak genellikle önemli bir yük taşıma kapasitesine sahip olamaz.
- İnsan elinin prototipi yaratıldı. Burada tüm parmaklar için tek bir motor kullanılabiliyor ve bu motor yardımıyla bükme/uzatma gerçekleştirilebiliyor. Ancak tasarım daha karmaşık hale getirilebilir. Böylece her parmağınıza bir motor bağlayıp ayrı ayrı kontrol edebilirsiniz.
Daha sonra, bireysel motorların ve çalışma hızlarının etkileneceği uzaktan kumandayı yapmaya devam ediyor. Ve kendi yaptığınız robotik manipülatörü kullanarak denemelere başlayabilirsiniz.
Sonucun olası şematik gösterimleri
Yaratıcı buluşlar için geniş fırsatlar sağlar. Bu nedenle benzer bir amaç için kendi cihazınızı oluştururken temel alabileceğiniz çeşitli uygulamaları dikkatinize sunuyoruz.
Sunulan herhangi bir manipülatör devresi geliştirilebilir.
Çözüm
Robotikle ilgili önemli olan şey, işlevsel iyileştirmenin neredeyse hiçbir sınırının olmamasıdır. Bu nedenle dilerseniz gerçek bir sanat eseri yaratmak zor olmayacaktır. Daha fazla iyileştirmenin olası yollarından bahsetmişken, vinçten bahsetmeye değer. Böyle bir cihazı kendi elinizle yapmak zor olmayacak, aynı zamanda çocuklara yaratıcı çalışmayı, bilimi ve tasarımı öğretecek. Ve bunun da gelecekteki yaşamları üzerinde olumlu bir etkisi olabilir. Kendi ellerinizle vinç yapmak zor olacak mı? Bu ilk bakışta göründüğü kadar sorunlu değil. Üzerinde döneceği kablo ve tekerlekler gibi ek küçük parçaların varlığına dikkat etmeye değmediği sürece.
Merhaba Giktimes!
uFactory'nin uArm projesi iki yıldan fazla bir süre önce Kickstarter'da fon topladı. En başından beri bunun açık bir proje olacağını söylediler ancak şirketin bitiminden hemen sonra kaynak kodunu yayınlamak için acele etmediler. Pleksiglas'ı sadece çizimlerine göre kesmek istedim ve bu kadar, ancak kaynak malzeme olmadığından ve öngörülebilir gelecekte buna dair bir işaret olmadığından, tasarımı fotoğraflardan tekrarlamaya başladım.
Artık robot kolum şuna benziyor:
İki yıl içinde yavaş yavaş çalışarak dört versiyonunu yapmayı başardım ve oldukça fazla deneyim kazandım. Projenin açıklamasını, geçmişini ve tüm proje dosyalarını kesim altında bulabilirsiniz.
Deneme ve hata
Çizimler üzerinde çalışmaya başladığımda sadece uArm'ı tekrarlamak değil, onu geliştirmek istedim. Bana öyle geliyordu ki benim koşullarımda dayanaksız yapmak oldukça mümkündü. Ayrıca elektroniğin manipülatörün tamamıyla birlikte dönmesi hoşuma gitmedi ve menteşenin alt kısmının tasarımını basitleştirmek istedim. Ayrıca onu hemen biraz daha küçük çizmeye başladım.Bu giriş parametreleriyle ilk versiyonu çizdim. Maalesef manipülatörün (sarı renkte yapılmış) bu versiyonunun fotoğrafı yok. İçindeki hatalar epikti. İlk olarak, montajı neredeyse imkansızdı. Kural olarak manipülatörden önce çizdiğim mekanikler oldukça basitti ve montaj sürecini düşünmeme gerek kalmıyordu. Ama yine de onu monte ettim ve çalıştırmayı denedim ve elim neredeyse hiç hareket etmedi! Tüm parçalar vidaların etrafında dönüyordu ve daha az boşluk olacak şekilde onları sıktığımda hareket edemiyordu. Hareket edebilmesi için gevşetirsem inanılmaz bir oyun ortaya çıktı. Sonuç olarak konsept üç gün bile ayakta kalamadı. Ve manipülatörün ikinci versiyonu üzerinde çalışmaya başladı.
Kırmızı zaten iş için oldukça uygundu. Normal bir şekilde monte edildi ve yağlamayla hareket edebiliyordu. Üzerindeki yazılımı test edebildim ama yine de yatakların olmayışı ve farklı itme kuvvetlerinde büyük kayıplar onu çok zayıf kılıyordu.
Daha sonra proje üzerinde çalışmayı bir süreliğine bıraktım ama kısa süre sonra projeyi hayata geçirmeye karar verdim. Daha güçlü ve popüler servolar kullanmaya, boyutları büyütmeye ve rulmanlar eklemeye karar verdim. Üstelik her şeyi aynı anda mükemmel yapmaya çalışmamaya karar verdim. Çizimlerin taslağını güzel bağlantılar çizmeden aceleyle çizdim ve şeffaf pleksiglastan kesme emri verdim. Ortaya çıkan manipülatörü kullanarak montaj sürecindeki hataları ayıklayabildim, ilave güçlendirme gerektiren alanları belirledim ve rulmanların nasıl kullanılacağını öğrendim.
Şeffaf manipülatörle çok eğlendikten sonra son beyaz versiyonu çizmeye başladım. Yani artık tüm mekaniklerin hataları tamamen ayıklandı, bana uyuyorlar ve bu tasarımda başka hiçbir şeyi değiştirmek istemediğimi söylemeye hazırım:
uArm projesine temelde yeni bir şey getirememek beni üzüyor. Son versiyonu çizmeye başladığımda, 3D modelleri zaten GrabCad'de kullanıma sunmuşlardı. Sonuç olarak pençeyi biraz basitleştirdim, dosyaları uygun formatta hazırladım ve çok basit ve standart bileşenler kullandım.
Manipülatörün özellikleri
uArm'ın ortaya çıkışından önce, bu sınıfın masaüstü manipülatörleri oldukça sıkıcı görünüyordu. Ya hiç elektronikleri yoktu ya da dirençlerle bir tür kontrolleri vardı ya da kendi özel yazılımları vardı. İkincisi, genellikle paralel menteşelerden oluşan bir sisteme sahip değillerdi ve çalışma sırasında tutacağın kendisi konumunu değiştirdi. Manipülatörümün tüm avantajlarını toplarsanız oldukça uzun bir liste elde edersiniz:- Güçlü ve ağır motorların manipülatörün tabanına yerleştirilmesine ve tutucunun tabana paralel veya dik tutulmasına olanak tanıyan bir çubuk sistemi
- Pleksiglastan satın alınması veya kesilmesi kolay basit bir bileşen seti
- Manipülatörün neredeyse tüm bileşenlerindeki rulmanlar
- Montajı kolaydır. Bunun gerçekten zor bir görev olduğu ortaya çıktı. Tabanın montajı sürecini düşünmek özellikle zordu
- Kavrama konumu 90 derece değiştirilebilir
- Açık kaynak ve belgeler. Her şey erişilebilir formatlarda hazırlanmıştır. 3D modeller, kesim dosyaları, malzeme listesi, elektronik ve yazılım için indirme bağlantıları sağlayacağım
- Arduino uyumludur. Arduino'yu eleştiren birçok kişi var ama bunun kitleyi genişletmek için bir fırsat olduğuna inanıyorum. Profesyoneller yazılımlarını kolayca C dilinde yazabilirler - bu, Atmel'in sıradan bir denetleyicisidir!
Mekanik
Montaj için 5 mm kalınlığındaki pleksiglastan parçaları kesmeniz gerekir:
Bütün bu parçaları kesmem için benden yaklaşık 10 dolar ücret aldılar.
Taban büyük bir yatağa monte edilmiştir:
Montaj süreci açısından temel olarak düşünmek özellikle zordu, ancak uArm'daki mühendislere göz kulak oldum. Külbütörler 6 mm çapında bir pimin üzerine oturur. Benim dirsek çubuğumun U şeklinde bir tutucu üzerinde tutulduğuna, uFactory'ninkinin ise L şeklinde bir tutucu üzerinde tutulduğuna dikkat edilmelidir. Farkın ne olduğunu açıklamak zor ama sanırım daha iyisini yaptım.
Kavrama ayrı olarak monte edilir. Kendi ekseni etrafında dönebilmektedir. Pençenin kendisi doğrudan motor miline oturur:
Makalenin sonunda fotoğraflarda süper ayrıntılı montaj talimatlarına bir bağlantı vereceğim. İhtiyacınız olan her şey elinizin altındaysa, birkaç saat içinde hepsini güvenle bir araya getirebilirsiniz. Ayrıca ücretsiz SketchUp programında 3 boyutlu model hazırladım. İndirebilir, oynayabilir ve neyin ve nasıl birleştirildiğini görebilirsiniz.
Elektronik
El işini yapmak için tek yapmanız gereken beş servoyu Arduino'ya bağlamak ve onlara iyi bir kaynaktan güç sağlamaktır. uArm bir çeşit geri besleme motoru kullanır. Tutucuyu kontrol etmek için üç normal MG995 motor ve iki küçük metal dişli motor kurdum.Burada anlatımım önceki projelerle yakından iç içe geçmiş durumda. Bir süre önce Arduino programlamayı öğretmeye başladım ve hatta bu amaçlar için kendi Arduino uyumlu kartımı bile hazırladım. Öte yandan bir gün ucuza pano yapma fırsatı buldum (bunun hakkında da yazdım). Sonunda her şey benim kendi Arduino uyumlu kartımı ve manipülatörü kontrol etmek için özel bir kalkan kullanmamla sona erdi.
Bu kalkan aslında çok basittir. Dört değişken direnci, iki butonu, beş servo konnektörü ve bir güç konnektörü vardır. Bu, hata ayıklama açısından çok uygundur. Bir test taslağı yükleyebilir ve kontrol için bazı makrolar veya buna benzer şeyler kaydedebilirsiniz. Yazının sonunda board dosyasını indirmeniz için link de vereceğim ancak metalize delikli imalata uygun olduğundan ev üretimi için pek kullanışlı değildir.
Programlama
En ilginç şey manipülatörü bir bilgisayardan kontrol etmektir. uArm, manipülatörü kontrol etmek için kullanışlı bir uygulamaya ve onunla çalışmak için bir protokole sahiptir. Bilgisayar COM bağlantı noktasına 11 bayt gönderir. Birincisi her zaman 0xFF, ikincisi 0xAA ve geri kalanlardan bazıları servolara yönelik sinyallerdir. Daha sonra bu veriler normalleştirilir ve işlenmek üzere motorlara gönderilir. Servolarım 9-12 numaralı dijital giriş/çıkışlara bağlı, ancak bu kolayca değiştirilebilir.uArm'ın terminal programı, fareyi kontrol ederken beş parametreyi değiştirmenize olanak sağlar. Fare yüzey boyunca hareket ettikçe manipülatörün XY düzlemindeki konumu değişir. Tekerleğin döndürülmesi yüksekliği değiştirir. LMB/RMB - pençeyi sıkıştırın/sıkıştırmayı açın. RMB + tekerlek - kolu döndürün. Aslında çok uygun. Dilerseniz manipülatörle aynı protokolü kullanarak haberleşecek herhangi bir terminal yazılımını da yazabilirsiniz.
Burada eskizler vermeyeceğim - bunları makalenin sonunda indirebilirsiniz.
