Za znanstveni sejem v letošnjem letu sem se počutil kot graditi nekaj, namesto da bi poskusil. Vse kar sem potreboval, je bilo pogledati okoli Instructables za projektno idejo. Navdihnila me je robotska roka njkl44, saj me toliko spominja na filme iz znanstvene fantastike. Moj cilj je bil ustvariti sistem haptičnih povratnih informacij od robotske roke, kot je ta. Sistem omogoča, da oseba, ki nadzoruje roko, "čuti" občutek robotske roke. Mislil sem, da je to odličen projekt, saj mi je dal nekaj za znanstveni sejem, in to mi je dalo platformo za nenehen razvoj. Z drugimi besedami, ne bom prenehal delati na tem. Vedno se bom poskušal vrniti k njej, tako da lahko naredim različne izboljšave ali jih preoblikujem.
robotska roka njkl44:
http://www.instructables.com/id/Arduino-Wireless-Animatronic-Hand/
Dobave:
1. korak: Materiali in orodja
Materiali:
Na prst:
A2-70 vijaki - 3 s poševno glavo in 4 s pravilno glavo za vsak prst
Navojne matice za vijake
4-40 x 1/2 "strojni vijak in ustrezna matica
2-56 Navojni kroglični člen (za priključitev prsta na servo)
Jumbo sponka (uporablja se za povezavo krogličnih členov)
(x28) # 4S podložke
Elektronika:
Arduino Mega
(x4) FSR
(x4) 4,5-palčni upor
(x4) Mini vibracijski motorji
(x10) Vijačni priključki PCB
(x4) 22k upori
(x4) 10k uporov
24AWG žica v zvitem paru (pari olajšata upravljanje žic)
(x4) Hobby Servos
Razno oprema za krojenje
6-voltni vir napajanja (uporabil sem držalo za baterije 4xAA)
Drugo:
5 mm akril
Lepilni trak
Golve
Toplotno skrčljive cevi
Nit
Orodja:
Laserski rezalnik
Dremel
Drill Press
Vroča pištola za lepilo
Spajkalnik
Varnostna očala
Igla
2. korak: Oblikovanje
Vsak od prstov uporablja dva kompleta s štirimi črtami. Pokazal vam bom, kako to deluje z dvema slikama spodnjega prsta.
Za dele sem lahko dobil laserski izrezek iz akrila na mojem lokalnem hekerju, HeatSync Labs. Akril je odličen material za manjše obremenitve in osnovno preskušanje, vendar če obstaja kakšna velika obremenitev s prstom, tvegate, da boste zlomili dele. Namesto akrila bi bilo bolje, če bi za večje obremenitve dobili dele iz kovine.
Na datotekah .dxf ni lestvice. Za prste morajo biti luknje 2,8 mm. Za dlan, pravokotniki so 20x40mm. Uporabil sem Hitec HS-322 HD servomotorje in se odlično prilegajo. Morali boste odstraniti servo in ga znova združiti v roko, saj je na njem majhna ustnica.
3. korak: Postavite prste skupaj
Prvotno so prsti uporabili 4-40 vijakov za vse luknje, a ker so metrični vijaki primernejši, sem zamenjal vse vijake.
Moral sem nagniti notranje luknje na delih, da bi se prirezani vijaki poravnali s površino akrila. V ta namen sem uporabil vrtalni stroj z vrtalnim svedrom enake velikosti kot pri nagnjenih glavah. Prav tako sem malo prerezal vijake, da jih ne bi ujel med prsti.
BOLTS OPOZORILNO NAVESTITE. To lahko povzroči težave, če se opravi brez varnostnih očal in rokavic. Prav tako ne pozabite na navadne matice pred rezanjem vijakov in jih nato odstranite. To bo preprečilo deformiranje navojev, ko boste namestili zaklepne matice.
Za združevanje prsta:
Najprej položite poševne vijake.
Potem drugi vijaki v poljubnem vrstnem redu.
Vsak vijak ima tudi svojo podložko in protimatico
4. korak: Zberite robotsko roko
Za pritrditev prstov, grobo do akrila, ki bo lepljen. To zagotavlja vroče lepilo z nekaj, kar lahko zgrabi na. Tudi prste postavite pod kotom, ki so podobni človeški roki. Prilagodite jih tako, da vijaki ne vplivajo na prste,
Za vsako FSR spajate upognjene žice. Za vsako FSR sem uporabil približno 2 metra žice. Zavijte FSR v lepilni trak, kot na spodnji sliki. To jim bo omogočilo, da se nalepijo na robotsko roko. Prepričajte se, da je nekaj trakov, ki držijo majhen del žic. Če se to ne zgodi, se lahko FSR preveč upogne tik nad spajkalnim spojem in zlomi.
Za servomotorje morate vzeti s seboj kovček in ga znova združiti na roko. Zaradi ustnic, kjer žice pridejo ven, ne morejo drseti. Med servo ohišje in akril položite malo vročega lepila. To jih bo ohranilo.
Izrežite jumbo sponke na pravo velikost in jih spajkate na kroglični člen. Lepa stvar pri povezavah s kroglo je, da jih je mogoče naknadno prilagoditi z vijačenjem povezav na malo ali malo manj.
Enotni 4-40 vijak gre na vrh prvega segmenta prsta in se pritrdi na kroglični člen.
5. korak: Zberite svojo roko
Šivajte vse dele na staro rokavico. Prepričajte se, da se ujema z robotsko roko (leva rokavica za levo robotsko roko in desna rokavica za desno robotsko roko). Stran jo lahko spremenite tako, da zamenjate nekaj žic.
Spajate prepleteno žico na motorje in upogibne upore. Spet sem uporabil približno 2 metra žice, toda koliko uporabljate je odvisno od tega, kako daleč stran od Arduina želite.
V svoji izvirni roki sem uporabil zvite pare iz Ethernet kabla. Barvno kodiranje je olajšalo vodenje žice, vendar so bile žice nekoliko trde. Okorelost ne vpliva na funkcionalnost roke, vendar pa se na rokavici počuti malo čudno, da jo nosimo. To je mogoče pritrditi z žico, ki je vpeta, namesto trdne žice.
6. korak: Elektronika
Vsak od senzorjev uporablja delilnik napetosti. FSR dobite 10k upor in uporov flex dobite 22k upor. Delektor napetosti deluje s spreminjajočim se uporom senzorjev. Ko je upor večji za spremenljivi upor, je večji padec napetosti na spremenljivem uporu. Napetostni delilniki so opremljeni z + 5V, padec v 5V pa je razdeljen med dva upora. Arduino meri napetost med upori in vrne vrednost med 0 in 1023 na podlagi odčitavanja napetosti (0 je 0V in 1023 je 5V).
7. korak: Programirajte roko
Imam kodo iz moje prve različice. Takrat sem uporabil dva navadna Arduinos, ker sem potreboval 8 analognih pinov. Prav tako je izoliral oba procesa, ki sta se odvijala: pozicioniranje prstov in merjenje pritiskov. Za mojo drugo različico (to različico) sem uporabil Arduino Mega, tako da sem lahko vstavil vse vhode na eni plošči. Kar zadeva kodo, sem precej kopirala in prilepila servo pozicioniranje v zanko za branje tlaka in spremenila oznake nalepk.
** Pomembno **
Za servo pozicioniranje je še vedno treba opraviti nekaj dela za omejitev vrtenja. Če se vrtijo predaleč, se lahko nekaj zlomi. Tako sem zlomil prst.
Kot sem rekel v uvodu, se bom vedno vrnil k temu projektu, da bi ga poskušal izboljšati malo po malo. Ker je to eden od mojih prvih programov Arduino, je najverjetneje v kodi nekaj neučinkovitosti. Prosto objavite morebitne spremembe.
Korak 8: Hook Everything Up
To je eden bolj zahtevnih delov. Preverite in preverite vse povezave.
Vsak senzor dobi svoj terminal. Ena žica gre v eno režo, druga pa v drugo režo. Ker so senzorji upori, smer, v katero gredo, ni pomembna.
Na terminalih gremo od leve proti desni:
(vsak upor z lastnim terminalom)
Upogibni upori (rokavice) - kazalec
sredinec
prstanec
pinky
(vsaka od štirih žic gre v svojo režo)
Motorno ozemlje - red ni pomemben; Ne pozabite, da se pozitivne žice pripnejo neposredno v Arduino
FSR (robotska roka) - kazalec
sredinec
prstanec
pinky
Servomotorji so priklopljeni na drugi strani mize.
Serijski zatiči:
Rdeče pozitivni vir energije
Črna zemlja
Belo / rumeno-signal (digitalni priključek na servo je priključen na Arduino)
Vse žične skakalnice segajo od deske do ustreznih zatiči na Arduinu. (senzor prožnosti 1 za analogno v 0, senzor prilagodljivosti 2 za analogno 2, itd.)
Korak 9: Uživajte!
Zabavajte se s tem projektom in vas prosimo, da zastavite vprašanja!
-zach
Finalist v
Robotski izziv
