Tele Operated Bionic Arm: 13 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

I denna instruktör kommer vi att göra en teleopererad bionisk arm, som är en robotarm som liknar mänsklig hand med sex frihetsgrader (fem för figurer och en för handleden). Den styrs med människohand med hjälp av en handske som har flexsensorer anslutna för fingeråterkoppling och IMU för återkoppling från handleden.

Dessa är de viktigaste funktionerna i handen:

1. En robothand med 6 frihetsgrader: Fem för varje finger som styrs av strängar som är fästa vid servo och handledens rörelser görs igen med en servo. Eftersom alla frihetsgrader styrs med hjälp av en servo behöver vi inte extra sensorer för feedback.
2. Flex -sensorer: Fem flex -sensorer är fästa på en handske. Dessa flexsensorer ger feedback till mikrostyrd som används för att styra den bioniska armen.
3. IMU: IMU används för att få handledens vinkel på handen.
4. Två evive (Arduino-baserade mikrokontroller) används: En fäst vid handsken för att få handledsvinkel och flexrörelse och en annan är fäst på den bioniska armen som styr servon.
5. Båda evive kommunicerar med varandra med Bluetooth.
6. Två extra frihetsgrader ges för att ge den bioniska armen X och Z planrörelse, som ytterligare kan programmeras för att utföra komplexa uppgifter som PICK AND PLACE ROBOTS.
7. De två extra rörelserna styrs med en joystick.

Som nu har du en kort uppfattning om vad vi har gjort i denna bioniska arm, låt oss gå igenom varje steg i detalj.

Steg 1: Hand och förarm

Vi har inte designat hela handen och förarmen själva. Det finns många mönster för hand och förarm lätt tillgängliga på internet. Vi har tagit en av designen från InMoov.

Vi har gjort höger hand, så det här är delarna som krävs för att 3D -printas:

• 1x tumme
• 1x index
• 1x Majeure
• 1x Auriculaire
• 1x Pinky
• 1x Bolt_entretoise
• 1x armstorlek
• 1x handledsmall
• 1x toppyta
• 1x täckfinger
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x rotawrist2
• 1x rotawrist1
• 1x rotawrist3
• 1x WristGears
• 1x kabelhållare

Du kan få hela monteringsguiden här.

Steg 2: Z Axis Design

Vi har konstruerat en anpassad del fäst i slutet av förarmen som har slitsar för lager och blyskruv. Lagret används för att styra armen i z -axeln och axelns rörelse styrs med hjälp av bly- och skruvmekanism. I en skruvmekanism, när den skruvliknande axeln roterar, omvandlar muttern på ledskruven denna roterande rörelse till linjär rörelse, vilket resulterar i linjär rörelse av armen.

Ledningsskruven roteras med en stegmotor vilket resulterar i exakt rörelse av robotarmen.

Stegmotorn, axlarna och blyskruven är alla fästa på en anpassad 3D-tryckt del mellan vilken robotarmen rör sig.

Steg 3: X -axelrörelse och ram

Som nämnts i föregående steg designades en andra anpassad del för att hålla stegmotorn och axlarna. Samma del har också hål för lager och mutter som används för ledningsskruvmekanism för X - axelrörelse. Stegmotor och axelstöd är monterade på en aluminiumram gjord med 20 mm x 20 mm t-slits aluminiumprofiler.

Den mekaniska aspekten av projektet är klar, nu kan vi titta på elektronik.

Steg 4: Kör stegmotorn: A4988 förarkretsdiagram

Vi använder evive som vår mikrokontroller för att styra våra servon och motorer. Det här är komponenterna som krävs för att styra stegmotorn med en joystick:

• XY -joystick
• Jumper Wires
• A4988 motorförare
• Ett batteri (12V)

Kretsschemat visas ovan.

Steg 5: Stepper Motor Code

Vi använder BasicStepperDriver -biblioteket för att styra stegmotor med evive. Koden är enkel:

• Om X-axels potentiometeravläsning är större än 800 (analog läsning 10-bitars), flytta griparen uppåt.
• Om X-axelns potentiometeravläsning är mindre än 200 (analog läsning 10-bitars), flytta griparen nedåt.
• Om Y-axelns potentiometeravläsning är större än 800 (analog läsning 10-bitars), flytta griparen mot vänster.
• Om Y-axelns potentiometeravläsning är mindre än 200 (analog läsning 10-bitars), flytta griparen mot höger.

Koden ges nedan.

Steg 6: Flex -sensorer

Denna flexsensor är ett variabelt motstånd. Flexsensorns motstånd ökar när komponentens kropp böjer sig. Vi har använt fem 4,5 långa flex -sensorer för fingerrörelser.

Det enklaste sättet att införliva denna sensor i vårt projekt var att använda den som spänningsdelare. Denna krets kräver ett motstånd. Vi kommer att använda ett 47kΩ motstånd i detta exempel.

Flex-sensorerna är fästa på analog stift A0-A4 på evive.

Givet ovan är en av de potentiella avdelningskretsarna med evive.

Steg 7: Kalibrering av flexsensor

"loading =" lat "slutresultat var fantastiskt. Vi kunde styra den bioniska armen med hjälp av en handske.

Evive är en one-stop elektronisk prototypplattform för alla åldersgrupper för att hjälpa dem att lära sig, bygga, felsöka sin robotik, inbäddade och andra projekt. Med en Arduino Mega i hjärtat erbjuder evive ett unikt menybaserat visuellt gränssnitt som tar bort behovet av att omprogrammera Arduino upprepade gånger. evive erbjuder IoT -världen, med strömförsörjning, sensorisk och ställdonstöd i en liten bärbar enhet.

Kort sagt, det hjälper dig att bygga projekt/prototyper snabbt och enkelt.

För att utforska mer, besök här.