Tele Operated Bionic Arm: 13 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

I denne instruksen vil vi lage en teleoperert bionisk arm, som er en robotarm som ligner på menneskelig hånd med seks frihetsgrader (fem for figurer og en for håndledd). Den styres med menneskehånd ved hjelp av en hanske som har fleksible sensorer festet for fingerfeedback og IMU for tilbakemelding på håndleddet.

Dette er håndens viktigste funksjoner:

1. En robothånd med 6 frihetsgrader: Fem for hver finger styrt av strenger festet til servo og håndleddsbevegelse igjen utført med servo. Siden alle frihetsgrader styres ved hjelp av en servo, trenger vi ikke ekstra sensorer for tilbakemelding.
2. Flex -sensorer: Fem flex -sensorer er festet til en hanske. Disse flex-sensorene gir tilbakemeldingen til mikrostyrt som brukes til å kontrollere den bioniske armen.
3. IMU: IMU brukes for å få håndleddsvinkelen på hånden.
4. To evive (Arduino-baserte mikrokontroller) brukes: En festet til hansken for å få håndleddsvinkel og bøyebevegelse og den andre er festet til den bioniske armen som styrer servoene.
5. Begge evive kommuniserer med hverandre ved hjelp av Bluetooth.
6. To ekstra frihetsgrader gis for å gi den bioniske armen X og Z planbevegelse, som videre kan programmeres til å utføre komplekse oppgaver som PICK AND PLACE ROBOTS.
7. De to ekstra bevegelsene styres med en joystick.

Som nå har du en kort idé om hva vi har gjort i denne bioniske armen, la oss gå gjennom hvert trinn i detalj.

Trinn 1: Hånd og forarm

Vi har ikke designet hele hånden og forarmen selv. Det er mange design for hånd og forarm lett tilgjengelig på internett. Vi har tatt ett av designet fra InMoov.

Vi har laget høyre hånd, så dette er delene som kreves for å skrive ut 3D:

• 1x tommel
• 1x indeks
• 1x Majeure
• 1x Auriculaire
• 1x Pinky
• 1x Bolt_entretoise
• 1x Håndleddsstørrelse
• 1x håndledd
• 1x toppflate
• 1x dekkfinger
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x rotawrist2
• 1x rotawrist1
• 1x rotawrist3
• 1x WristGears
• 1x Kabelholder Holder

Du kan få hele monteringsguiden her.

Trinn 2: Z Axis Design

Vi har designet en tilpasset del festet på enden av forarmen som har spor for lager og blyskrue. Lageret brukes til å lede armen i z -aksen, og aksens bevegelse styres ved hjelp av bly- og skruemekanisme. I blyskruemekanismen, når den skruelignende akselen roterer, konverterer mutteren på blyskruen denne roterende bevegelsen til lineær bevegelse, noe som resulterer i lineær bevegelse av armen.

Ledeskruen roteres ved hjelp av en trinnmotor som resulterer i nøyaktig bevegelse av robotarmen.

Stepper Motor, aksler og blyskrue er alle festet til en tilpasset 3D-trykt del mellom hvilken robotarmen beveger seg.

Trinn 3: X -aksebevegelse og ramme

Som nevnt i forrige trinn, ble en annen tilpasset del designet for å holde trinnmotoren og akslene. Den samme delen har også hullene for lager og mutter som brukes for blyskruemekanisme for bevegelse av X -aksen. Steppermotor og akselstøtte er montert på en aluminiumsramme laget med 20 mm x 20 mm t-spor aluminiumsprofiler.

Det mekaniske aspektet av prosjektet er gjort, nå kan vi se elektronikk.

Trinn 4: Kjøre trinnmotoren: A4988 sjåførkretsdiagram

Vi bruker evive som vår mikrokontroller for å kontrollere servoer og motorer. Dette er komponentene som kreves for å styre trinnmotoren ved hjelp av en joystick:

• XY -styrespak
• Jumper Wires
• A4988 motor driver
• Et batteri (12V)

Kretsdiagrammet er vist ovenfor.

Trinn 5: Stepper Motor Code

Vi bruker BasicStepperDriver -biblioteket til å kontrollere trinnmotor med evive. Koden er enkel:

• Hvis X-aksen potensiometeravlesning er større enn 800 (analog les 10-bits), flytt griperen opp.

• Hvis X-aksen potensiometeravlesning er mindre enn 200 (analog les 10-bits), flytt griperen nedover.

• Hvis potensiometeravlesningen på Y-aksen er større enn 800 (analog lesing 10-bits), flytt griperen mot venstre.
• Hvis potensiometeravlesningen på Y-aksen er mindre enn 200 (analog lesing 10-bits), flytt griperen mot høyre.

Koden er gitt nedenfor.

Trinn 6: Flex -sensorer

Denne flexsensoren er en variabel motstand. Motstanden til flexsensoren øker ettersom komponentens kropp bøyes. Vi har brukt fem 4,5 lange flex -sensorer for fingerbevegelse.

Den enkleste måten å inkorporere denne sensoren i vårt prosjekt var ved å bruke den som spenningsdeler. Denne kretsen krever en motstand. Vi bruker en 47kΩ motstand i dette eksemplet.

Flex-sensorene er festet til analog pin A0-A4 på evive.

Gitt ovenfor er en av de potensielle delerkretsene med evive.

Trinn 7: Kalibrering av flexsensor

"loading =" lat "sluttresultat var fantastisk. Vi var i stand til å kontrollere den bioniske armen ved hjelp av en hanske.

Evive er en one-stop elektronisk prototypeplattform for alle aldersgrupper for å hjelpe dem med å lære, bygge, feilsøke robotikk, innebygde og andre prosjekter. Med en Arduino Mega i hjertet, tilbyr evive et unikt menybasert visuelt grensesnitt som fjerner behovet for å omprogrammere Arduino gjentatte ganger. evive tilbyr verden av IoT, med strømforsyninger, sensorisk og aktuatorstøtte i en liten bærbar enhet.

Kort sagt, det hjelper deg å bygge prosjekter/prototyper raskt og enkelt.

For å utforske mer, besøk her.