Crteži DIY robota manipulatora. Stolna robotska ruka „uradi sam“, manipulator od pleksiglasa na servosima ili uArm obrnuti inženjering. Skicirajte pomoću ultrazvučnog senzora udaljenosti

Opće informacije

Dakle, svi joystickovi se mogu klasificirati po različitim osnovama, od kojih su za nas relevantni način spajanja i vrsta senzora.

Prema načinu povezivanja joystickovi se dijele na joystickove s USB priključak i priključak za Game Port. Ne znam je li moguće sami napraviti USB joystick od nule, ali vjerujem da ako je moguće, to je samo za visokokvalificirane radio inženjere. Druga je stvar preraditi gotov USB joystick prema vašem ukusu i potrebama. Ovo je dostupno gotovo svima koji mogu držati lemilo u rukama. Izrada joysticka od nule na Game Portu nije teška i sasvim je unutar mogućnosti svake osobe koja zna i voli petljati s plastičnim i željeznim sitnicama. :-)

Prema vrsti senzora, joysticke dijelimo na joystickove izgrađene na optičkim senzorima, na promjenjivim otpornicima i na magnetskim otpornicima. Svaki od navedenih tipova može se napraviti na Game Portu. Jedino ALI je da nemam pojma o magnetskim otpornicima, pa ću govoriti samo o optici i promjenjivim otpornicima.

Kako napraviti joystick

Po meni najviše velika pozornost Kada stvarate vlastiti joystick, morate obratiti pozornost na njegovu mehaniku. Glavni neprijatelj na ovom frontu je povratna reakcija. Kako to možete prevladati? Moje se rješenje ne može nazvati jednostavnim, lakim ili jeftinim. Međutim, možete ga nazvati mehanički savršenim. Sastoji se od činjenice da su sve rotacijske jedinice sastavljene na kotrljajućim ležajevima s dvostrukom potporom za svaki dio. Ovaj dizajn ima tri prednosti - potpuni nedostatak igre, prokletu snagu i najveća preciznost pozicioniranje. Glatka vožnja je također važna, eliminirajući trzaje i nejednake pokrete.

Zatim odaberite vrstu elektroničkog punjenja. Optika ili otpornici? Optika je preciznija i eliminira podrhtavanje. Međutim, optiku je vrlo teško instalirati i konfigurirati. Otpornici se lakše postavljaju. Ali morate biti vrlo izbirljivi u odabiru otpornika, kupujte uvozne, a ne jeftine, inače će doći do podrhtavanja koje će pokvariti cijeli dojam.

Počnimo s mehanikom. Pogledajte, ovdje sam nacrtao rotirajući sklop mog joysticka kućne izrade. Koriste se kuglični ležajevi vanjskog promjera 19 i unutarnjeg promjera 6 mm. Svi ležajevi su umetnuti i pričvršćeni u obrađene okrugle metalne podloške debljine 12 mm.

Dakle, vidimo da se cijela jedinica sastoji od tri glavne jedinice: roll, pitch i rocker jedinica.

Prtljažnik se kupuje od kugle Zhiguli, ali ne velike, već male, s promjerom elastične trake od 14 mm. Odmah ispod cijevi ručke. Ova čizma, osim što štiti mehanizam od prašine i znatiželjnih pogleda, opružuje ručku i drži je u srednjem položaju.

Za djelovanje na klackalicu, vijak za pričvršćivanje cijevi se izbuši u sredini, au njega se uvrne vijak s navojem M3 bez glave. Ovaj vijak prenosi zakretni moment na klackalicu.

Prekrivače sam napravio od vinil plastike debljine 10 mm. Zatim sam izbušio rupu u sredini i u nju utisnuo ležaj (na silu sam ga utisnuo. Savršeno drži). Sami ležajevi se skidaju sa 3.5 hladnjaka (puhala), ako ima kotrljajuće ležajeve.

Evo slike mehanike:

Nakon što ste izradili mehaničku jedinicu (ovo može potrajati nekoliko mjeseci), trebate izraditi tijelo. Ovdje ima dovoljno mjesta za vas. Za ovo koristim vinil plastiku. Koristi se na industrijska proizvodnja prilikom ugradnje električnih komponenti. Debljina varira od 3 mm do nepoznate. Najdeblja koju sam vidio je 30 mm. Potrebna nam je debljina od najmanje 8 mm za marginu sigurnosti.

Vinil plastika je vrlo izdržljiva, elastična i laka za obradu. Od njega možete zalijepiti boksitom bilo koje tijelo po svom ukusu. Izgladite uglove, obojite - nitko ga neće razlikovati od tvorničkog. Međutim, ovdje postoji jedna nijansa. Da bi kućište bilo jače i pristojnije izgledalo, radim ovo.

Uzmite ispiljeni komad vinilne plastike potrebne veličine i olovkom označite linije savijanja. Sada tražite bilo koji električni uređaj koji ima užarenu površinu od oko 400 stupnjeva ili više (preporučljivo je da se kada komad vinilne plastike dotakne grijaće površine, vinilna plastika lagano otopi - tada će temperatura pasti). Idealna opcija- šipka grijaćeg elementa promjera 8 - 15 mm. Imam neidentificirani aparat za kuhanje koji ima ovu površinu - okruglu šipku koja se užari. Koristio sam ga. Držimo vinilnu plastiku preko ove šipke neko vrijeme tako da postoji minimalna udaljenost od predviđene trake olovke do šipke koja ne dopušta da se materijal otopi. Kada se komad vinilne plastike dovoljno zagrije, postaje elastičan i lako se savija pod željenim kutom. U našem slučaju to je 90 stupnjeva. Zatim, držeći kut rukama, ohladite nabor pod mlazom hladna voda iz slavina za vodu, vinilna plastika se stvrdne i traje zauvijek :-). Isto radimo i sa suprotnom površinom. Sve što preostaje je izrezati dva bočna jastučića od vinil plastike, čvrsto ih namjestiti tako da stanu unutra bez razmaka i zalijepiti ih zajedno epoksi smola. Zatim napravimo potrebnu rupu za RUS šipku na gornjoj površini novoizrađenog tijela i izrežemo donji poklopac. Trebalo bi izgledati otprilike ovako:

Zatim montiramo rotacijski sklop na tijelo, a sam joystick je gotovo spreman.

Ako je struktura obojana i dodana velika čizma, izgledat će otprilike ovako:

Kao što vidite, joystick je postavljen na pod. Sama ručka je s vojnog Mi-8 (ugrađivane su i na Mi-24).

Ali zašto je gotovo spreman? I zato što nema pedala...

Najteže kod pedala je učiniti ih pristojnim da ne izgledaju kao instrument za mučenje :-) Pogledajte.

Tehnologija je jednostavna. Uzimamo potreban komad PCB-a, zagrijavamo ga točno u sredini i savijamo ga pod oštrim kutom (više od 90 stupnjeva). Kut je potreban takav da kraj pedale u srednjem položaju bude minimalno udaljen od podloge, a u krajnjim položajima razmak od kraja do podloge bude jednak. Sljedeće radimo unutra okomita površina dva okomita utora za potreban hod pedale. Zatim uzmemo dvije male šarke za vrata, izrežite same pedale prema njihovoj širini i potrebnoj dužini te spojite šarke, pedale i okvir.

Zatim napravimo čelične vodilice i pričvrstimo ih na pedale. Čelične vodilice su podvrgnute tokarenju - oslabljene su na pravim mjestima kako gumica ne bi otpala (gumica je ispunjena plavom bojom), a na potrebnim mjestima su podebljane jer će kroz njih proći žica. debljina (ispunjena crvenom bojom na slici), pružajući povratnu informaciju pedalama. Sam niz mora biti jak i tanak. Koristio sam jaku izolaciju od tkanine za njezinu ulogu. električni kabel. Poslužit će i najlonska užad za rublje. Ovaj konop treba provući kroz dva bloka. Poželjno je da ovi blokovi budu sastavljeni na kuglične ležajeve i da imaju utore kako struna ne bi otpadala. Blokovi su pričvršćeni na vijke promjera 6 mm. Manje je nemoguće, jer ovo je nosiva cjelina, radit ćemo nogama, a treba nam snage.

Na slici sam prikazao metodu za pričvršćivanje otpornika i prijenos momenta na njega. Uređenje optičkog kruga još je jednostavnije. Sva elektromehanička oprema prekrivena je plastičnim kućištem.

Trenutno si izrađujem nove pedale bitno drugačijeg dizajna. Nakon što završim rad, napravit ću potrebne crteže i staviti ih ovdje s objašnjenjima.

...prošlo je nekoliko mjeseci...

Došlo je vrijeme kada mogu početi opisivati ​​nove pedale.

Leteći dosta (više od godinu dana) s pedalboardima (tako ja zovem pedale gornjeg tipa, mogu se zvati i autopedale), shvatio sam da sam zreo za povećanje razine realizma :-) Pedalete otišli u mirovinu i dali su ih prijatelju.

Sve je počelo s razmišljanjima o dizajnu. Općenito, najteža i najvažnija stvar u izgradnji pedala (kao iu kreativnosti općenito) je prvo u potpunosti izgraditi pedale u glavi i na papiru. Tek nakon toga treba prijeći na materijalnu izvedbu pedala. Ne pridržavate li se ovog načela, neizbježne su stalne preinake, što u konačnici dovodi do narušavanja konstrukcije i do potrage za novim materijalima.

Definirajmo bit hardcore pedala za avion.

Hardcore zračne pedale:

1. Rade na principu povratna informacija(pritisnite jednu pedalu od sebe - druga ide prema vama);
2. Same pedale ne mijenjaju horizontalni kut ugradnje kada se pritisnu;
3. Udaljenost između pedala trebala bi odgovarati sličnoj udaljenosti u pravim zrakoplovima;
4. Pedale su opterećene oprugom i imaju neutralnu točku pozicioniranja koju vaša stopala mogu jasno osjetiti.

Da bi ove pedale radile, potrebno vam je:

1. Velika površina kontakt baze pedala s podom kako bi se spriječilo prevrtanje strukture;
2. Uklonite mogućnost klizanja baze pedale po podu;

Prva faza razmišljanja o pedalama je faza smišljanja osnove za buduće pedale :-) Dva su moguća načina. Prvi je ići putem manjeg otpora – uzeti gusto list iverice, i montirajte sve potrebne komponente na njega, osiguravajući bazu gumenim naljepnicama kako biste spriječili pomicanje strukture. Drugi način (teži) je smisliti nešto drugačije, ne kontinuirano, ne teško i ne glomazno. Unutar ovog puta istaknut ćemo dva. Prvi je da sami napravite bazu. Drugo je uzeti ono što je spremno. U prvom slučaju od metalne cijevi Izrađena je konstrukcija u obliku slova T na koju su fiksirane potrebne komponente. Šiljci su izgrađeni na krajevima strukture. U drugom slučaju problem je pronalaženje potrebne robe široke potrošnje. Riješio sam to tako da sam kao postolje uzeo postolje domaćeg metalnog TV postolja. Crni je petokraki (vidio sam i četveronoške), dolazi sa ili bez kotača. Morat ćete se riješiti kotača.

Unutarnji promjer "stakla" ovog nosača i njegova dubina omogućuju smještaj snažne mehaničke jedinice za buduće pedale.

Sama montaža se može napraviti ručno ili se može naručiti kod tokara/glodača. U svakom slučaju, morat ćete kupiti dva ležaja vanjskog promjera 40 mm.

Prvo sam sam napravio čvor, od starog materijala koji sam pronašao u svojim kutijama za smeće. To je bilo prilično teško jer je nemoguće odabrati vijak s promjerom navoja koji odgovara unutarnjem promjeru ležajeva, što podrazumijeva mukotrpan proces poravnavanja ležajeva na vijku. Također nije lako izbušiti M14 vijak do kraja kod kuće. Međutim, sve se radi. Nakon što sam to učinio, naišao sam na jedan problem. Činjenica je da sam zalemio pedale na TOP GUN FOX PRO 2 USB trustmaster čip. Ispitivanje otpornika osi "pedale" u ovoj radosti dizajnirano je tako da strogo fiksira polaritet otpornika. Drugim riječima, relej pedale je ispravno ispitan samo ako je ožičenje krajnjih krakova releja identično originalnom. Međutim, ako je otpornik postavljen ispod konstrukcije (staklo postolja pedala), onda da biste uskladili učinak na pedale i reakciju kormila u igri, morate ponovno zalemiti krajnje kontakte na otporniku. Nakon ponovnog lemljenja, ispitivanje otpornika je iskrivljeno, pojavljuje se nejednaka kontrola i poravnanje se stalno gubi.

Još jedan problem koji se nije mogao odmah riješiti je poravnanje pedala. Probao sam dvije opcije. Prilikom implementacije prvog, pokušao sam uhvatiti samu polugu pedale s oprugama s obje strane. Međutim, to je bio pogrešan način jer su opruge bile čvrste i jedna strana pedala uvijek je bila na opruzi koja je već bila stisnuta. U drugom slučaju, izbušio sam šipku vodoravno u sredini i tamo pričvrstio vijak na koji sam stavio oprugu. Ova se opcija pokazala prilično dobrom, osim što nije omogućila precizno osjetnu neutralnu zonu. Kako se kasnije pokazalo, vijak promjera 6 mm koji je korišten za centriranje nije bio dovoljno čvrst i savijao se.

Također se dogodila smiješna priča s ograničivačima hoda pedala. U početku sam planirao napraviti limitere i potrošio sam dosta vremena na njihovu ugradnju. Imala je i svoje opcije, svoje greške i jedino moguće rješenje. Međutim, kada sam jednog dana skinuo limitere i isprobao pedale bez njih, došao sam do zaključka da su limiteri nepotrebni. To je zbog činjenice da ako dovoljno opružite pedale, jednostavno ih je nemoguće okrenuti do kritičnog kuta za otpornik koristeći razumne sile na pedalama - opruga vam ne dopušta da ih više okrenete, a cijela konstrukcija počinje se kretati. Drugim riječima, da biste odvrnuli glavu, morate si posebno postaviti ovaj cilj, te cijelu težinu ostaviti na jednoj pedali. Međutim, u ovom slučaju, i limiter i cijeli opružni sustav mogu se lako slomiti. Ako je tako, onda nema potrebe za limiterima. Sve je izgledalo ovako:

Općenito, nakon što sam se neko vrijeme borio s otpornikom, odlučio sam pomaknuti otpornik na vrh. To je zahtijevalo preradu značajnih dijelova dizajna mehaničkog sklopa, budući da su pedale bile opterećene oprugom odozgo. Ovaj put sam se odlučio obratiti tokaru. Napravio sam crtež koji ovdje predstavljam. Ako želite ići mojim stopama, onda se crtež može spremiti na disk, isprintati na pisaču i odnijeti na tokaru.

Kako biste montirali dobivenu strukturu u bazu, potrebno je izbušiti bazu i izrezati navoje u rupama kako biste vijcima učvrstili sklop u staklu.

Biti ili ne biti? Ovo je pitanje koje ćemo postaviti u prvom odlomku. Ne, nemojte me krivo shvatiti, gas kao takav svakako je neophodan na joysticku, poanta je treba li biti odvojen od joysticka? Određeni odgovor može se dati samo ako vaš joystick stoji na podu. Ako je postavljen na pod, tada je potrebna zasebna kontrola gasa. Što ako je radost stolna? I ima li pripadajuću polugu (klizač) za upravljanje motorom? Ovo je svačiji posao. Ovisi o virpilovim pogledima na život njegovog virpila, njegovu jadnu sudbinu :-) Moje mišljenje je jasno - ako je radost ploča stola, onda postavljanje druge kutije na stol s polugom za upravljanje motorom nije ništa više od razloga za histeriju u kokošinjcu. Kokošima će se svidjeti, a smijat će se toliko da bi mogle i puknuti.

Zašto sam tako kategoričan po tom pitanju? Da, jer ne vidim apsolutno nikakav razlog da se pored radosti radne površine pojavi zaseban RUD. Što bi mogao biti razlog? Trebate proširiti funkcionalnost? Smiješno je, jer su baze modernih joystickova napunjene gumbima koji su smješteni prilično prikladno. A ako to nije dovoljno, možete nakratko maknuti ruku s baze i uperiti prst u tipkovnicu, koja se nalazi nekoliko centimetara od baze joysticka. Osim toga, u borbi je mnogo prikladnije djelovati palcem lijeve ruke nego pomicati cijeli ud naprijed-natrag na zasebnoj rudi. Provjereno. Ali možda je ovo plemenita želja za povećanjem realizma?? Sve je to još smješnije, jer je realističnost prvenstveno sadržana u zračnim papučicama, zatim u podnom upravljaču, a tek treće u zasebnoj kontroli potiska. Koristeći se metaforom, možemo reći da je pravljenje RUD-a za stolno računalo s RUS-om za stolno računalo isto što i "nadogradnja" slabog staro računalo kupnja novog "dječačkog" kućišta za 300 dolara :-) Međutim, ovo je moje mišljenje, subjektivno je. Možda je nekome važnije tijelo.

Nadam se da ste odlučili trebate li zasebnu upravljačku jedinicu leptira za gas. Ako vam se život bez zasebnog RUD-a čini sivim i tmurnim, onda nastavimo raspravu :-)

Dakle, koji su osnovni zahtjevi za poluge za gas?

1. Glatko trčanje bez trzaja ili neravnomjernog kretanja;
2. Čvrst potez. Dovoljno čvrsto da gas ostane u položaju u kojem ste ga pustili i da se ne miče od vibracija etera :-);
3. Dovoljna težina i veličina postolja da se pri rukovanju gasom postolje gasa ne vrpolji po stolu (stolici);
4. Udobna ručka;
5. Dovoljna amplituda kretanja leptira za gas.

Kako ćemo implementirati ove zahtjeve? Glatkoću ćemo osigurati izgradnjom mehanizma na kugličnim ležajevima. Pomoću kočionog sustava postići ćemo glatku vožnju. Težinu ćemo povećati utezima. Neka veličine budu dovoljne. Na kraju ćemo prilagoditi amplitudu prema potrebama.

Počnimo, prema tradiciji, s blokom mehanike.

Prvo pitanje ovdje bit će opcija osnovnog pričvršćivanja mehaničke jedinice. Moguće su sljedeće opcije:

1. Gornji nosač;
2. Donji nosač;
3. Bočni nosač.

Pogledajte sliku:

Svaka opcija ima svoje prednosti i nedostatke.

Prva opcija je poželjnija jer kada se koristi, pristup sadržaju potisne poluge je izuzetno jednostavan - uklonite donji poklopac i radite kao Pirogov :-) Nedostaci su što, prvo, samo tijelo leptira za gas mora biti dosta čvrsto i debelo, i drugo , dvije glave vijka će se pojaviti na gornjoj ploči (za nas, estete, to nije prikladno), i treće, duljina šipke gasa je smanjena, a prema smanjenju, putanja hoda leptira za gas je zaokružen.

Prednost druge opcije je veća duljina poluge leptira za gas, mogućnost korištenja tanjeg materijala za bazu kućišta leptira za gas, nema glava vijaka na gornjem dijelu baze, sile na leptir za gas se uspješnije raspoređuju u uvjeti stabilnosti konstrukcije. Nedostatak druge opcije je težak pristup maternici baze. Da biste ga otvorili, morat ćete odvrnuti donji poklopac i sam mehanizam od poklopca. A mehanika će biti djelomično skrivena rubom pričvrsnog kuta.

Treća opcija ima sve prednosti druge (ako je mehanizam pričvršćen na donji poklopac). Njegov jedini veliki minus je potreba za izradom limitatora kretanja gasa (u prvim opcijama amplituda kretanja gasa je ograničena veličinom utora u tijelu), dok je manji minus u činjenici da opcija 2 izgleda manje čvrsto od prva dva. Da, skoro sam zaboravio - plus je što nema utora na gornjoj ploči, a prljavština ne ulazi u kućište.

Odabrao sam treću opciju. Razlog je taj što mi je ponestalo svega materijala za izradu normalnog slučaja. Kad dobijem materijal, ponovit ću prema opciji 2. Vi odlučite sami. Kako kažu, prema sposobnostima i potrebama :-)

Da, usput, moguća je još jedna opcija, naime:

Ova je opcija poželjna za ljubitelje "retro" :-), u osnovi je slična prigušnici Yak-3. Međutim, ova shema ima jedan značajan nedostatak - teško je postaviti gumbe i dodatne osi u ručke. A još je teže koristiti ove osi i gumbe. Postoji ograničena funkcionalnost.

Općenito, u redu. Čini se da smo završili s ovim, izbor je na vama, ali ja sam malo olakšao jer sam istaknuo prednosti i nedostatke. perem ruke :-)

Sada prijeđimo na razmatranje samog bloka mehanike gasa. Bit će potrebna dva kuglična ležaja s unutarnjim promjerom od 7 mm. Ako ste odabrali donji dijagram, zatim četiri ležaja. Također vam savjetujem da nabavite kut s rubovima od 70 mm ili samo čeličnu ploču debljine najmanje 5 mm (u ovom slučaju morat ćete gornji dijagram br. 3 pričvrstite mehaniku na poklopac). Pogledajmo sliku, pogled sa strane:

Kao što vidite na slici, na vijak s navojem M6 stavlja se poluga gasa, zatim se stavlja metalna cijev (poželjno je da njezin unutarnji promjer omogućuje da sjedne u ravnini s vijakom) duljine 10 mm, zatim tu je ležaj, opet cijev, ali malo duža (20-30 mm) , opet ležaj, i sve je to čvrsto stegnuto maticom. Kraj vijka je prethodno obrađen brusnim papirom tako da je njegov promjer 3-4 mm.

Nakon sastavljanja sustava, na metalnoj ploči se izbuše četiri rupe, a na ploču se stezaljkama pričvrste ležajevi. To se može vidjeti na sljedećoj slici:

Mislim da je dizajn kočionog sustava očit. Sila kočenja se podešava zatezanjem matice na svornjaku. Odabrao sam trake kože (antilop) kao kočionu pločicu, jer se koža ne mrvi kao guma i ne prlja mehanizam. Kočnica traje dovoljno dugo i ne slabi.

Kada završite s montažom mehaničke jedinice, preostaje samo pričvrstiti osnovnu ploču prema odabranoj opciji (na donji poklopac ili na vrh kućišta). Mislim da je jasno kako priložiti prečac mehanici.

Prigušnica može biti izrađena ili od cijevi (čelične šipke) ili od ploče. Koristio sam traku od PCB-a, debljine 8 mm i širine približno 40 mm. Malo sam ga zakrivio na kraju i pričvrstio ručku na zakrivljeni kraj.

Sada o tijelu. Osnovno tijelo možete napraviti sami ili možete uzeti gotovu plastičnu kutiju potrebne veličine. Ako se odlučite za to, preporučujem da slijedite savjete u odjeljku Opće informacije. Mehanika, gdje sam rekao kako izrađujem kućišta.

Unutrašnjost tijela može se puniti raznim željezom kako bi struktura bila teža. Na kraju, opremite donji poklopac gumenim naljepnicama kako biste povećali trenje između kućišta leptira za gas i površine.

Na kraju nekoliko riječi o samoj ručici gasa. Može se učiniti na različite načine. Vodite se vlastitim željama. Za olovku sam odabrala šuplju plastičnu čašu i poklopac na odvrtanje. Šupalj jer sam u njega stavio gumbe i otpornik za kontrolu koraka propelera. Kako to učiniti, pogledajte sliku:

Dakle, drška rude je "čaša" izrađena od prozirne, bijele plastike s debelim stijenkama. Slučajno sam otkrio ovu čašu. U njemu sam doma držao svrdla :-) Staklo je napravljeno kao stožac, au širem dijelu ima navoj na koji se zašrafi poklopac. Pričvrstio sam ovaj poklopac (s četiri M4 vijka) na debelu traku zakrivljenog PCB-a, napravio sam rupu da pustim upletena žica. Na poklopac je pričvršćena čaša - to je sva ruda.

U gornjem (slijepom) dijelu se izbuši staklo, te se u njega umetne skraćivanje (domaće, 150 kOhm, zalemljeno umjesto Trustmasterovog na ploču. Domaće ima veliku amplitudu vrtnje, dok domaće ima oskudan kut ispitivanja). Nadalje do slijepog dijela sa vani Priložena je domaća podloška izrađena od debelog tekstolita (s tri M4 vijka), čija je svrha sakriti maticu koja pričvršćuje otpornik na staklo i ukloniti razmak između ručnog kotača otpornika i kraja stakla. Šipka za rezuk opremljena je ručnim kotačićem od jedinice za povećanje fotografija, koji (sretna slučajnost) odgovara promjeru stakla. U stvarnom životu to izgleda ovako:

Ovako ruka leži na njemu:

Zaključno, želio bih dodati da se sve što sam ovdje opisao radi bez uključivanja vanjskih osoba. Sve što trebate je škripac, pila za metal, bušilica, vodoinstalaterski pribor (svrdla, slavine i alati). Koristio sam i vlastiti stroj za brušenje. Ako je nemate, ne očajavajte – turpija i vaše ruke čine čuda. Mislim da svatko ima ostatak alata (kliješta, rezače žice itd.).

Kelt (makkov na pošta točka ru)

Pozdrav svima!
Prije par godina na kickstarteru se pojavio vrlo zanimljiv projekt uFactoryja - uArm desktop robotska ruka. Obećali su da će s vremenom projekt učiniti otvorenim kodom, ali ja nisam mogao čekati i počeo sam obrnuti inženjering iz fotografija.
Tijekom godina napravio sam četiri verzije svoje vizije ovog manipulatora i na kraju razvio ovaj dizajn:
Ovo je robotska ruka s integriranim kontrolerom, koju pokreće pet servo motora. Njegova glavna prednost je što se svi dijelovi mogu kupiti ili jeftino i brzo laserom izrezati od pleksiglasa.
Budući da sam uzeo projekt otvorenog koda kao izvor inspiracije, dijelim sve svoje rezultate u cijelosti. Sve izvore možete preuzeti sa linkova na kraju članka i po želji sastaviti isti (svi linkovi su na kraju članka).

Ali lakše je jednom pokazati na djelu nego dugo pričati što je to:

Dakle, prijeđimo na opis.
Tehnički podaci

1. Visina: 300 mm.
2. Radno područje (s potpuno ispruženom rukom): od 140 mm do 300 mm oko baze
3. Maksimalna nosivost na duljini ruke, ne manje od: 200g
4. Potrošnja struje, ne više: 6A

1. Ležajevi u svim pokretnim dijelovima manipulatora. Ima ih ukupno jedanaest: 10 komada za osovinu od 3 mm i jedan za osovinu od 30 mm.
2. Jednostavan za sklapanje. Mnogo sam pažnje posvetio osiguranju da postoji takav redoslijed sastavljanja manipulatora u kojem bi bilo izuzetno zgodno zavrnuti sve dijelove. To je bilo posebno teško za snažne servo pogonske jedinice u bazi.
3. Svi snažni servo motori nalaze se u bazi. Odnosno, "donji" servo ne povlače "gornje".
4. Zahvaljujući paralelnim šarkama, alat uvijek ostaje paralelan ili okomit na tlo.
5. Položaj manipulatora može se mijenjati za 90 stupnjeva.
6. Spreman za Arduino kompatibilan softver. Pravo sabrana ruka može se kontrolirati mišem, a pomoću primjera koda možete izraditi vlastite algoritme kretanja

– jednostavan stolni manipulator od pleksiglasa sa servo pogonima.

Projekt uArm iz tvrtke uFactory prikupio je sredstva na Kickstarteru prije više od dvije godine. Od samog početka su govorili da će to biti otvoreni projekt, ali odmah nakon gašenja tvrtke nisu žurili s objavom izvornog koda. Htio sam samo izrezati pleksiglas prema njihovim crtežima i to je to, ali kako nije bilo izvornog materijala i nije ga bilo u dogledno vrijeme, počeo sam ponavljati dizajn po fotografijama.

Sada moja robotska ruka izgleda ovako:

Radeći polako u dvije godine uspio sam napraviti četiri verzije i stekao dosta iskustva. Možete pronaći opis, povijest projekta i sve projektne datoteke ispod.

Pokušaj i pogreška

Kad sam počeo raditi na crtežima, nisam želio samo ponoviti uArm, već ga i poboljšati. Činilo mi se da je u mojim uvjetima sasvim moguće bez ležajeva. Također mi se nije svidjela činjenica da se elektronika okreće zajedno s cijelim manipulatorom i htio sam pojednostaviti dizajn donjeg dijela šarke. Osim toga, odmah sam ga počeo crtati malo manjim.

S ovim ulaznim parametrima nacrtao sam prvu verziju. Na žalost, nemam nijednu fotografiju te verzije manipulatora (koja je napravljena u žutoj boji). Pogreške u njemu bile su jednostavno epske. Prvo, bilo ga je gotovo nemoguće sastaviti. U pravilu, mehanika koju sam nacrtao prije manipulatora bila je prilično jednostavna i nisam morao razmišljati o procesu sastavljanja. Ali ipak sam ga sastavio i pokušao pokrenuti, ali ruka mi se jedva pomaknula! Svi su se dijelovi vrtjeli oko vijaka i ako sam ih zategnuo da bude manje zračnosti, nije se mogla pomaknuti. Kad bih ga olabavio da se može pomaknuti, pojavio se nevjerojatan zračnost. Kao rezultat toga, koncept nije preživio ni tri dana. I počeo je raditi na drugoj verziji manipulatora.

Crvena je već bila sasvim prikladna za rad. Sastavljen je normalno i mogao se pomicati s podmazivanjem. Uspio sam testirati softver na njemu, ali još uvijek nedostatak ležajeva i veliki gubici na različitim nacrtima učinili su ga vrlo slabim.

Tada sam na neko vrijeme odustao od rada na projektu, no ubrzo sam ga odlučio privesti kraju. Odlučio sam upotrijebiti snažnije i popularnije servose, povećati veličinu i dodati ležajeve. Štoviše, odlučio sam da neću pokušavati sve odjednom napraviti savršeno. Skicirao sam crteže na brze ruke, bez crtanja lijepih spojeva i naručenog rezanja od prozirnog pleksiglasa. Koristeći dobiveni manipulator, uspio sam otkloniti pogreške u procesu sastavljanja, identificirati područja koja su trebala dodatno ojačati i naučio kako koristiti ležajeve.

Nakon što sam se dobro zabavila s prozirnim manipulatorom, počela sam crtati konačnu bijelu verziju. Dakle, sada su sve mehanike potpuno otklonjene, odgovaraju mi ​​i spreman sam reći da ne želim ništa više mijenjati u ovom dizajnu:

Deprimira me što nisam mogao unijeti ništa bitno novo u projekt uArm. Dok sam počeo crtati konačnu verziju, već su izbacili 3D modele na GrabCad. Kao rezultat toga, samo sam malo pojednostavio pandžu, pripremio datoteke u prikladnom formatu i koristio vrlo jednostavne i standardne komponente.

Značajke manipulatora

Prije pojave uArma, desktop manipulatori ove klase izgledali su prilično dosadno. Ili uopće nisu imali elektroniku, ili su imali neku vrstu kontrole s otpornicima, ili su imali vlastiti vlasnički softver. Drugo, obično nisu imali sustav paralelnih šarki, a sama ručka mijenjala je svoj položaj tijekom rada. Ako prikupite sve prednosti mog manipulatora, dobit ćete prilično dugačak popis:

1. Sustav šipki koji omogućuje postavljanje snažnih i teških motora na bazu manipulatora, kao i držanje hvataljke paralelno ili okomito na bazu
2. Jednostavan set komponenti koje je lako kupiti ili izrezati od pleksiglasa
3. Ležajevi u gotovo svim komponentama manipulatora
4. Jednostavan za sklapanje. Ovo se pokazalo kao stvarno težak zadatak. Posebno je teško bilo promišljati proces sastavljanja baze
5. Položaj držanja može se mijenjati za 90 stupnjeva
6. Otvoreni kod i dokumentacija. Sve je pripremljeno u pristupačnim formatima. Osigurat ću veze za preuzimanje 3D modela, datoteka za rezanje, popis materijala, elektronike i softvera
7. Arduino kompatibilan. Mnogo je onih koji klevetaju Arduino, ali vjerujem da je ovo prilika za širenje publike. Profesionalci mogu lako napisati svoj softver u C-u - ovo je obični kontroler iz Atmela!

Mehanika

Za sastavljanje potrebno je izrezati dijelove od pleksiglasa debljine 5 mm:

Naplatili su mi oko 10 dolara za rezanje svih ovih dijelova.

Baza je postavljena na veliki ležaj:

Bilo je posebno teško promišljati bazu sa stajališta procesa sklapanja, ali sam pazio na inženjere iz uArma. Klackalice se nalaze na klinu promjera 6 mm. Treba napomenuti da se moja koljenasta šipka drži na držaču u obliku slova U, dok je uFactoryjeva na držaču u obliku slova L. Teško je objasniti koja je razlika, ali mislim da sam bolje prošao.

Drška se sastavlja zasebno. Može se okretati oko svoje osi. Sama kandža sjedi izravno na osovini motora:

Na kraju članka dat ću poveznicu na super detaljne upute za montažu u fotografijama. Sve to možete pouzdano sastaviti za nekoliko sati ako imate sve što vam je potrebno pri ruci. Pripremio sam i 3D model u besplatnom programu SketchUp. Možete ga preuzeti, igrati i vidjeti što je i kako sklopljeno.

Elektronika

Da bi vaša ruka radila, trebate samo spojiti pet servo uređaja na Arduino i napajati ih strujom dobar izvor. uArm koristi neku vrstu povratnih motora. Instalirao sam tri obična motora MG995 i dva mala metalna motora s zupčanicima za kontrolu hvataljke.

Ovdje je moj narativ usko isprepleten s prethodnim projektima. Prije nekog vremena počeo sam podučavati Arduino programiranje i čak pripremio vlastitu Arduino kompatibilnu ploču za te potrebe. S druge strane, jednog dana sam imao priliku jeftino napraviti ploče (o čemu sam također pisao). Na kraju je sve završilo tako što sam koristio vlastitu Arduino kompatibilnu ploču i specijalizirani štit za upravljanje manipulatorom.

Ovaj štit je zapravo vrlo jednostavan. Ima četiri promjenjiva otpornika, dva gumba, pet servo konektora i konektor za napajanje. Ovo je vrlo zgodno sa stajališta otklanjanja pogrešaka. Možete učitati testnu skicu i snimiti neki makro za kontrolu ili nešto slično. Također ću na kraju članka dati poveznicu za preuzimanje datoteke ploče, ali ona je pripremljena za proizvodnju s metaliziranim rupama, tako da je malo korisna za kućnu proizvodnju.

Programiranje

Najzanimljivije je upravljanje manipulatorom s računala. uArm ima praktičnu aplikaciju za upravljanje manipulatorom i protokol za rad s njim. Računalo šalje 11 bajtova na COM priključak. Prvi je uvijek 0xFF, drugi je 0xAA, a neki od preostalih su signali za servo. Zatim se ti podaci normaliziraju i šalju motorima na obradu. Moji servo uređaji su spojeni na digitalne ulaze/izlaze 9-12, ali to se može lako promijeniti.

Terminalni program tvrtke uArm omogućuje promjenu pet parametara pri upravljanju mišem. Kako se miš kreće po površini, mijenja se položaj manipulatora u ravnini XY. Okretanje kotača mijenja visinu. LMB/RMB - stisnuti/dekompresirati kandžu. RMB + kotač - rotirajte hvat. Zapravo je vrlo zgodno. Ako želite, možete napisati bilo koji terminalski softver koji će komunicirati s manipulatorom koristeći isti protokol.

Ovdje ću dati skice - možete ih preuzeti na kraju članka.

Video rada

I, za kraj, video samog manipulatora. Pokazuje kako upravljati mišem, otpornicima i unaprijed snimljenim programom.

Linkovi

Datoteke za rezanje pleksiglasa, 3D modeli, popis za kupovinu, crteži ploča i softver mogu se preuzeti na kraju mog glavnog članka.
(čuvajte se prometa).

Ovaj projekt je modularni zadatak na više razina. Prva faza projekta je sastavljanje modula robotske ruke, koji se isporučuje kao skup dijelova. Druga faza zadatka bit će sastavljanje IBM PC sučelja, također iz skupa dijelova. Konačno, treća faza zadatka je izrada modula glasovne kontrole.

Rukom robota može se upravljati ručno pomoću ručne upravljačke ploče koja je uključena u komplet. Rukom robota također se može upravljati putem IBM PC sučelja sastavljenog u kompletu ili korištenjem modula glasovne kontrole. IBM PC sučelje vam omogućuje kontrolu i programiranje radnji robota preko IBM PC radnog računala. Uređaj za glasovnu kontrolu omogućit će vam upravljanje rukom robota pomoću glasovnih naredbi.

Svi ovi moduli zajedno tvore funkcionalni uređaj koji će vam omogućiti eksperimentiranje i programiranje automatiziranih slijedova radnji ili čak oživjeti potpuno žičano kontroliranu robotsku ruku.

PC sučelje će vam omogućiti da pomoću osobnog računala programirate ruku manipulatora za lanac automatiziranih radnji ili da je "oživite". Također postoji opcija u kojoj možete interaktivno upravljati rukom pomoću ručnog upravljača ili Windows 95/98 programa. "Animacija" ruke je "zabavni" dio lanca programiranih automatiziranih radnji. Na primjer, ako stavite dječju lutku u rukavici na robotsku ruku i programirate uređaj da izvede malu predstavu, programirat ćete elektroničku lutku da oživi. Automatizirano akcijsko programiranje naširoko se koristi u industriji i industriji zabave.

Najrašireniji robot u industriji je robotska ruka. Ruka robota iznimno je fleksibilan alat, makar samo zato što posljednji segment manipulatora ruke može biti odgovarajući alat potreban za konkretan zadatak odnosno proizvodnje. Na primjer, može se koristiti zglobni pozicioner za zavarivanje točkasto zavarivanje, mlaznica za raspršivanje može se koristiti za bojanje raznih dijelova i sklopova, a hvataljka se može koristiti za stezanje i pozicioniranje predmeta, da spomenemo samo neke.

Dakle, kao što vidimo, robotska ruka obavlja mnoge korisne funkcije i može poslužiti kao idealan alat za proučavanje različitih procesa. Međutim, stvaranje robotske ruke od nule je težak zadatak. Mnogo je lakše sastaviti ruku od dijelova gotovog kompleta. OWI prodaje prilično dobre komplete robotskih ruku koji se mogu kupiti od mnogih distributera elektronike (pogledajte popis dijelova na kraju ovog poglavlja). Pomoću sučelja možete spojiti sastavljenu robotsku ruku na priključak pisača vašeg radnog računala. Kao radno računalo možete koristiti IBM PC seriju ili kompatibilni stroj koji podržava DOS ili Windows 95/98.

Nakon povezivanja s priključkom za pisač na računalu, robotskom rukom se može upravljati interaktivno ili programski s računala. Ručno upravljanje u interaktivnom načinu je vrlo jednostavno. Da biste to učinili, samo kliknite jednu od funkcijskih tipki kako biste robotu poslali naredbu za izvođenje određenog pokreta. Drugi pritisak tipke zaustavlja naredbu.

Programiranje lanca automatiziranih akcija također nije teško. Najprije kliknite tipku Program za ulazak u način rada za programiranje. U ovom modu ruka funkcionira na potpuno isti način kao što je gore opisano, ali osim toga, svaka funkcija i njezino trajanje bilježe se u datoteku skripte. Datoteka skripte može sadržavati do 99 različitih funkcija, uključujući pauze. Sama datoteka skripte može se reproducirati 99 puta. Snimanje različitih skriptnih datoteka omogućuje vam eksperimentiranje s računalno kontroliranim nizom automatiziranih radnji i "oživljavanje" ruke. Rad s programom pod Windows 95/98 je detaljnije opisan u nastavku. Windows program uključen je u komplet sučelja robotske ruke ili se može besplatno preuzeti s interneta na http://www.imagesco.com.

Osim toga Windows program rukom se može upravljati pomoću BASIC-a ili QBASIC-a. Program razine DOS nalazi se na disketama uključenim u komplet sučelja. Međutim, DOS program omogućuje upravljanje samo u interaktivnom načinu rada pomoću tipkovnice (pogledajte ispis BASIC programa na jednoj od disketa). Program na razini DOS-a ne dopušta stvaranje datoteka skripti. Međutim, ako imate iskustva u programiranju u BASIC-u, tada se slijed pokreta ruke manipulatora može programirati slično radu datoteke skripte koja se koristi u programu pod Windowsima. Redoslijed pokreta se može ponavljati, kao što se radi u mnogim "animiranim" robotima.

Ruka manipulatora (vidi sliku 15.1) ima tri stupnja slobode kretanja. Zglob lakta može se pomicati okomito gore-dolje u luku od približno 135°. Rameni "zglob" pomiče hvat naprijed-natrag u luku od približno 120°. Ruka se može okretati u smjeru kazaljke na satu ili suprotno od kazaljke na satu na svojoj bazi pod kutom od približno 350°. Ručna hvataljka robota može uhvatiti i držati predmete promjera do 5 cm i okretati se oko zgloba za oko 340°.

Riža. 15.1. Kinematički dijagram pokreti i rotacije robotske ruke

OWI Robotic Arm Trainer koristio je pet minijaturnih motora za pomicanje ruke. DC. Motori omogućuju kontrolu ruke pomoću žica. Ovo "žičano" upravljanje znači da se svakom funkcijom kretanja robota (tj. radom odgovarajućeg motora) upravlja pomoću zasebnih žica (opskrba naponom). Svaki od pet istosmjernih motora upravlja različitim pokretima ruke. Kontrola putem žice omogućuje vam da napravite jedinicu ručnog upravljača koja izravno reagira na električne signale. Ovo pojednostavljuje dizajn sučelja robotske ruke koja se spaja na priključak pisača.

Ruka je izrađena od lagane plastike. Većina dijelova koji nose glavno opterećenje također su izrađeni od plastike. Istosmjerni motori korišteni u dizajnu ruke su minijaturni motori velike brzine i niskog momenta. Kako bi se povećao okretni moment, svaki je motor povezan s mjenjačem. Motori zajedno s mjenjačem ugrađeni su unutar strukture ruke manipulatora. Iako mjenjač povećava okretni moment, robotova ruka ne može podići ili nositi dovoljno teške predmete. Preporučena najveća težina dizanja je 130g.

Komplet za izradu robotske ruke i njegove komponente prikazani su na slikama 15.2 i 15.3.

Riža. 15.2. Komplet za izradu robotske ruke

Riža. 15.3. Mjenjač prije montaže

Da bismo razumjeli kako funkcionira kontrola putem žice, pogledajmo kako digitalni signal kontrolira rad jednog istosmjernog motora. Za upravljanje motorom potrebna su dva komplementarna tranzistora. Jedan tranzistor ima PNP tip vodljivosti, drugi ima NPN tip vodljivosti. Svaki tranzistor djeluje kao elektronički prekidač, kontrolirajući kretanje struje koja teče kroz DC motor. Smjerovi strujanja koje kontrolira svaki od tranzistora su suprotni. Smjer struje određuje smjer vrtnje motora, odnosno u smjeru kazaljke na satu ili suprotno od njega. Na sl. Slika 15.4 prikazuje ispitni krug koji možete sastaviti prije izrade sučelja. Imajte na umu da kada su oba tranzistora isključena, motor je isključen. U svakom trenutku treba biti uključen samo jedan tranzistor. Ako se u nekom trenutku oba tranzistora slučajno uključe, to će dovesti do kratkog spoja. Svakim motorom upravljaju dva tranzistora sučelja koji rade na sličan način.

Riža. 15.4. Provjerite dijagram uređaja

Dijagram PC sučelja prikazan je na sl. 15.5. Skup dijelova PC sučelja uključuje tiskanu ploču čiji je položaj dijelova prikazan na sl. 15.6.

Riža. 15.5. Shematski dijagram PC sučelje

Riža. 15.6. Raspored dijelova PC sučelja

Prije svega, morate odrediti stranu montaže tiskane ploče. Na strani za montažu nalaze se nacrtane bijele linije koje označavaju otpornike, tranzistore, diode, IC i DB25 konektor. Svi dijelovi su umetnuti u ploču s montažne strane.

Opći savjet: nakon lemljenja dijela na vodiče tiskane pločice, potrebno je ukloniti preduge vodove sa strane za ispis. Vrlo je prikladno slijediti određeni redoslijed prilikom ugradnje dijelova. Najprije instalirajte otpornike od 100 kOhm (prstenasto kodirane bojom: smeđa, crna, žuta, zlatna ili srebrna), koji su označeni R1-R10. Zatim montirajte 5 dioda D1-D5, pazeći da je crna pruga na diodama nasuprot DB25 konektoru, kao što je prikazano bijelim linijama označenim na strani za montažu PCB-a. Zatim instalirajte otpornike od 15 k ohma (smeđe, zelene, narančaste, zlatne ili srebrne boje) s oznakama R11 i R13. U položaju R12 zalemite crvenu LED diodu na ploču. LED anoda odgovara otvoru ispod R12, označenom znakom +. Zatim montirajte 14- i 20-pinske utičnice ispod IC U1 i U2. Montirajte i zalemite kutni konektor DB25. Ne pokušavajte umetnuti pinove konektora u ploču s pretjeranom silom; potrebna je iznimna preciznost. Ako je potrebno, lagano zaljuljajte konektor, pazeći da ne savijete nožice igle. Pričvrstite klizni prekidač i regulator napona 7805. Odrežite četiri komada žice na potrebnu duljinu i zalemite ih na vrh prekidača. Slijedite raspored žica kao što je prikazano na slici. Umetnite i zalemite tranzistore TIP 120 i TIP 125 Na kraju zalemite osmopinski konektor baze i 75 mm spojni kabel. Baza je montirana tako da su najduži kablovi okrenuti prema gore. Umetnite dva IC-a - 74LS373 i 74LS164 - u odgovarajuće utičnice. Provjerite odgovara li položaj IC ključa na IC poklopcu ključu označenom bijelim linijama na PCB-u. Možda ste primijetili da je na ploči ostalo prostora za dodatne dijelove. Ovo mjesto je za mrežni adapter. Na sl. Slika 15.7 prikazuje fotografiju gotovog sučelja sa strane instalacije.

Riža. 15.7. Sklop PC sučelja. Pogled odozgo

Robotska ruka ima pet DC motora. Sukladno tome, trebat će nam 10 ulazno/izlaznih sabirnica za kontrolu svakog motora, uključujući i smjer vrtnje. Paralelni (pisački) port IBM PC-a i kompatibilnih strojeva sadrži samo osam I/O sabirnica. Za povećanje broja kontrolnih sabirnica, sučelje robotske ruke koristi 74LS164 IC, koji je serijski u paralelni (SIPO) pretvarač. Korištenjem samo dvije paralelne sabirnice, D0 i D1, koje šalju serijski kod u IC, možemo dobiti osam dodatnih I/O sabirnica. Kao što je spomenuto, može se kreirati osam I/O sabirnica, ali ovo sučelje koristi njih pet.

Kada se serijski kod unese u IC 74LS164, odgovarajući paralelni kod se pojavljuje na izlazu IC-a. Kad bi izlazi 74LS164 IC bili izravno spojeni na ulaze upravljačkih tranzistora, tada bi se pojedinačne funkcije ruke manipulatora uključivale i isključivale na vrijeme sa slanjem serijskog koda. Očito je da je ova situacija nedopustiva. Kako bi se to izbjeglo, u krug sučelja uveden je drugi IC 74LS373 - kontrolirani osmokanalni elektronički ključ.

Osmokanalni prekidač IC 74LS373 ima osam ulaznih i osam izlaznih sabirnica. Binarne informacije prisutne na ulaznim sabirnicama prenose se na odgovarajuće izlaze IC-a samo ako se na IC primijeni signal za uključivanje. Nakon isključivanja signala za uključivanje, trenutno stanje izlaznih sabirnica se sprema (pamti). U tom stanju signali na ulazu IC-a nemaju utjecaja na stanje izlaznih sabirnica.

Nakon prijenosa serijskog paketa informacija na IC 74LS164, signal za uključivanje šalje se na IC 74LS373 s pina D2 paralelnog priključka. To vam omogućuje prijenos informacija već u paralelnom kodu s ulaza IC 74LS174 na njegove izlazne sabirnice. Stanje izlaznih sabirnica u skladu s tim kontroliraju tranzistori TIP 120, koji zauzvrat kontroliraju funkcije ruke manipulatora. Proces se ponavlja sa svakom novom naredbom danom ruci manipulatora. Sabirnice paralelnog porta D3-D7 izravno pokreću tranzistore TIP 125.

Robotska ruka napaja se napajanjem od 6 V koje se sastoji od četiri D-ćelije smještene u podnožju strukture. PC sučelje se također napaja iz ovog izvora napajanja od 6 V i proizvodi ±3 V. Napajanje se napaja preko osmopinskog Molex konektora pričvršćenog na podnožje.

Spojite sučelje na ruku pomoću Molex kabela od 75 mm s osam vodiča. Molex kabel se pričvršćuje na konektor koji se nalazi na dnu vesla (vidi sliku 15.8). Provjerite je li konektor pravilno i sigurno umetnut. Za spajanje ploče sučelja na računalo koristite kabel DB25, duljine 180 cm, koji je uključen u komplet. Jedan kraj kabela spaja se na priključak pisača. Drugi kraj spaja se na DB25 konektor na ploči sučelja.

Riža. 15.8. Spajanje PC sučelja na robotsku ruku

U većini slučajeva, pisač je normalno spojen na priključak za pisač. Kako biste izbjegli gnjavažu s uključivanjem i isključivanjem konektora svaki put kada želite koristiti pokazivač, korisno je kupiti blok prekidača sabirnice A/B pisača s dva položaja (DB25). Spojite konektor sučelja pokazivača na ulaz A, a pisač na ulaz B. Sada možete koristiti prekidač za spajanje računala na pisač ili sučelje.

Umetnite 3,5" disketu s oznakom "Disc 1" u disketni pogon i pokrenite program za postavljanje (setup.exe). Program za postavljanje će stvoriti direktorij pod nazivom "Images" na vašem tvrdom disku i kopirati potrebne datoteke u ovaj direktorij. U izborniku Start pojavit će se ikona Slike, kliknite na ikonu Slike u izborniku Start.

Spojite sučelje na priključak za pisač računala pomoću kabela DB 25 duljine 180 cm. Spojite sučelje na bazu robotske ruke. Držite sučelje isključenim do određenog vremena. Ako u ovom trenutku uključite sučelje, informacije pohranjene u priključku pisača mogu uzrokovati pomicanje ruke manipulatora.

Dvaput kliknite na ikonu Slike u izborniku Start za pokretanje programa. Prozor programa prikazan je na sl. 15.9. Kada je program pokrenut, crveni LED na ploči sučelja trebao bi treperiti. Bilješka: Sučelje ne mora biti uključeno da LED počne treperiti. Brzina kojom LED trepće određena je brzinom procesora vašeg računala. Treperenje LED-a može izgledati vrlo slabo; Da biste to primijetili, možda ćete morati prigušiti svjetlo u prostoriji i skupiti ruke da vidite LED. Ako LED ne treperi, tada program možda pristupa pogrešnoj adresi porta (LPT port). Za prebacivanje sučelja na drugu adresu priključka (LPT priključak), idite na okvir Printer Port Options koji se nalazi u gornjem desnom kutu zaslona. Odaberite drugu opciju. Ispravna instalacija adresa priključka uzrokovat će treptanje LED-a.

Riža. 15.9. Snimka zaslona programa PC sučelja za Windows

Kada LED dioda treperi, kliknite na ikonu Puuse i tek tada uključite sučelje. Klikom na odgovarajuću funkcijsku tipku izazvat će se odgovor pokreta ruke manipulatora. Ponovni klik će zaustaviti kretanje. Korištenje funkcijskih tipki za upravljanje rukom zove se interaktivni način upravljanja.

Datoteke skripti koriste se za programiranje pokreta i automatiziranih sekvenci radnji ruke manipulatora. Datoteka skripte sadrži popis privremenih naredbi koje kontroliraju pokrete ruke manipulatora. Stvaranje datoteke skripte vrlo je jednostavno. Za izradu datoteke kliknite na programsku tipku. Ova operacija će vam omogućiti da uđete u modu "programiranja" datoteke skripte. Pritiskom na funkcijske tipke upravljat ćemo pokretima ruke, kao što smo već radili, ali će se ujedno podaci o naredbi bilježiti u žutu tablicu skripti koja se nalazi u donjem lijevom kutu ekrana. Broj koraka, počevši od jedan, bit će naznačen u lijevom stupcu, a za svaku novu naredbu povećava se za jedan. Vrsta kretanja (funkcija) naznačena je u srednjem stupcu. Ponovnim klikom na funkcijsku tipku izvođenje pokreta se zaustavlja, au trećem stupcu se pojavljuje vrijednost vremena izvođenja pokreta od njegovog početka do kraja. Vrijeme izvršenja pokreta označeno je s točnošću od četvrtine sekunde. Nastavljajući na ovaj način, korisnik može programirati do 99 pokreta u datoteku skripte, uključujući vremenske pauze. Datoteka skripte tada se može spremiti i kasnije učitati iz bilo kojeg direktorija. Izvršenje naredbi skriptne datoteke moguće je ciklički ponavljati do 99 puta, za što je potrebno unijeti broj ponavljanja u prozor Ponavljanje i kliknuti na Start. Za završetak pisanja u datoteku skripte pritisnite Interaktivnu tipku. Ova naredba će vratiti računalo u interaktivni način rada.

Datoteke skripte mogu se koristiti za automatizaciju radnji računala ili za oživljavanje objekata. U slučaju "animacije" objekata, kontrolirani robotski mehanički "kostur" obično je prekriven vanjskim omotačem i sam nije vidljiv. Sjećate se lutke u rukavici opisane na početku poglavlja? Vanjski omotač može biti u obliku osobe (djelomično ili potpuno), vanzemaljca, životinje, biljke, kamena ili bilo čega drugog.

Ako želite postići profesionalnu razinu izvođenja automatiziranih radnji ili "revitalizacije" objekata, tada, da tako kažem, za održavanje robne marke, točnost pozicioniranja pri izvođenju pokreta u bilo kojem trenutku mora se približiti 100%.

Međutim, možete primijetiti da će se, dok ponavljate slijed radnji snimljenih u datoteci skripte, položaj ruke manipulatora (obrazac kretanja) razlikovati od izvornog. To se događa iz nekoliko razloga. Kako se baterije za napajanje ruke isprazne, smanjenje snage koja se isporučuje istosmjernim motorima rezultira smanjenjem momenta i brzine vrtnje motora. Dakle, duljina kretanja manipulatora i visina podignutog tereta u istom vremenskom razdoblju će se razlikovati za prazne i "svježe" baterije. Ali to nije jedini razlog. Čak i sa stabiliziranim izvorom napajanja, brzina osovine motora će varirati, budući da ne postoji regulator brzine motora. Za svako fiksno vremensko razdoblje, broj okretaja bit će malo drugačiji svaki put. To će dovesti do činjenice da će položaj manipulirajuće ruke svaki put biti drugačiji. Povrh svega, postoji i određena zračnost u zupčanicima mjenjača, koja se također ne uzima u obzir. Zbog svih ovih čimbenika, o kojima smo ovdje detaljno raspravljali, prilikom izvođenja ciklusa ponovljenih naredbi datoteke skripte, položaj ruke manipulatora bit će malo drugačiji svaki put.

Uređaj se može poboljšati dodavanjem povratnog kruga koji prati položaj robotske ruke. Ove informacije mogu se unijeti u računalo, omogućujući određivanje apsolutnog položaja manipulatora. Ovakvim sustavom pozicijske povratne sprege moguće je postaviti položaj ruke manipulatora na istu točku na početku izvođenja svake sekvence naredbi upisane u datoteku skripte.

Postoji mnogo mogućnosti za to. Jedna od glavnih metoda ne osigurava kontrolu položaja u svakoj točki. Umjesto toga, koristi se skup krajnjih prekidača koji odgovaraju izvornom "start" položaju. Granični prekidači određuju točno samo jedan položaj - kada manipulator dođe u "startni" položaj. Da biste to učinili, potrebno je postaviti niz krajnjih prekidača (gumbi) tako da se zatvore kada manipulator dođe u krajnji položaj u jednom ili drugom smjeru. Na primjer, jedan granični prekidač može se montirati na bazu manipulatora. Prekidač bi trebao raditi samo kada ruka manipulatora dosegne krajnji položaj kada se okreće u smjeru kazaljke na satu. Ostali granični prekidači moraju biti ugrađeni na zglobovima ramena i lakta. Trebaju se aktivirati kada je odgovarajući zglob potpuno ispružen. Drugi prekidač je instaliran na ruci i aktivira se kada se kazaljka okrene do kraja u smjeru kazaljke na satu. Posljednji granični prekidač ugrađen je na hvataljku i zatvara se kada se potpuno otvori. Da bi se manipulator vratio u početni položaj, svako moguće pomicanje manipulatora izvodi se u smjeru potrebnom za zatvaranje odgovarajućeg krajnjeg prekidača sve dok se ovaj prekidač ne zatvori. Nakon što se postigne početni položaj za svaki pokret, računalo će točno "znati" pravi položaj robotske ruke.

Nakon postizanja početne pozicije, možemo ponovno pokrenuti program zapisan u datoteci skripte, temeljeno na pretpostavci da će se pogreška pozicioniranja tijekom svakog ciklusa akumulirati dovoljno sporo da neće dovesti do prevelikih odstupanja položaja manipulatora od onaj željeni. Nakon izvršavanja datoteke skripte, kazaljka se postavlja u prvobitni položaj, a ciklus datoteke skripte se ponavlja.

U nekim sekvencama nije dovoljno znati samo početni položaj, na primjer kada podižete jaje bez opasnosti od zgnječenja ljuske. U takvim slučajevima potreban je složeniji i točniji sustav povratne informacije o položaju. Signali iz senzora mogu se obraditi pomoću ADC-a. Rezultirajući signali mogu se koristiti za određivanje vrijednosti za parametre kao što su položaj, tlak, brzina i moment. Sljedeći jednostavan primjer može se koristiti za ilustraciju. Zamislite da ste spojili mali linearni promjenjivi otpornik na sklop hvataljke. Promjenjivi otpornik ugrađen je tako da je kretanje njegovog klizača naprijed-natrag povezano s otvaranjem i zatvaranjem hvataljke. Dakle, ovisno o stupnju otvorenosti hvataljke, mijenja se otpor promjenjivog otpornika. Nakon kalibracije, mjerenjem trenutnog otpora promjenjivog otpornika, možete točno odrediti kut otvaranja stezaljki.

Stvaranje takvog sustava povratne sprege unosi još jednu razinu složenosti u uređaj i, sukladno tome, dovodi do njegovog povećanja cijene. Stoga više jednostavna opcija je uvođenje ručnog upravljačkog sustava za prilagodbu položaja i pokreta ruke manipulatora tijekom izvođenja programa skripte.

Nakon što se uvjerite da sučelje radi ispravno, možete koristiti 8-pinski ravni konektor za spajanje ručne upravljačke jedinice na njega. Provjerite položaj spoja 8-pinskog Molex konektora na glavu konektora na ploči sučelja, kao što je prikazano na sl. 15.10. Pažljivo umetnite konektor dok ne bude čvrsto spojen. Nakon toga se rukom manipulatora u bilo kojem trenutku može upravljati s ručnog daljinskog upravljača. Nije važno je li sučelje povezano s računalom ili ne.

Riža. 15.10. Priključak za ručnu kontrolu

Postoji DOS program koji vam omogućuje upravljanje radom ruke manipulatora s tipkovnice računala u interaktivnom načinu rada. Popis tipki koje odgovaraju izvršavanju određene funkcije dan je u tablici.

B upravljanje glasom Ruka manipulatora koristi set za prepoznavanje govora (SRS), koji je opisan u Pogl. 7. U ovom poglavlju ćemo napraviti sučelje koje povezuje URR s rukom manipulatora. Ovo sučelje također nudi kao komplet Images SI, Inc.

Dijagram sučelja za URR prikazan je na sl. 15.11. Sučelje koristi mikrokontroler 16F84. Program za mikrokontroler izgleda ovako:

'URR program sučelja

Simbol PortA = 5

Simbol TRISA = 133

Simbol PortB = 6

Simbol TRISB = 134

Ako je bit4 = 0, okidač 'Ako je dopušteno pisanje na okidač, pročitajte shemu

Idi na početak 'Ponavljanje

pauza 500 ‘Pričekajte 0,5 s

Peek PortB, B0 'Čitanje BCD koda

Ako je bit5 = 1, pošaljite 'Izlazni kod

goto start 'Ponovi

peek PortA, b0 'Čitanje porta A

ako je bit4 = 1, tada je jedanaest ‘Je li broj 11?

poke PortB, b0 'Izlazni kod

goto start 'Ponovi

ako je bit0 = 0 onda deset

goto start 'Ponovi

goto start 'Ponovi

Riža. 15.11. Shema URR kontrolera za robotsku ruku

Ažuriranje programa za 16F84 može se besplatno preuzeti s http://www.imagesco.com

Programiranje URR sučelja slično je postupku programiranja URR-a iz skupa opisanog u poglavlju. 7. Za pravilan rad ruku manipulatora, morate programirati naredbene riječi prema brojevima koji odgovaraju određenom pokretu manipulatora. U tablici 15.1 prikazuje primjere naredbenih riječi koje upravljaju radom ruke manipulatora. Možete odabrati naredbene riječi prema svom ukusu.

(5) NPN tranzistor TIP120

(5) tranzistor PNP TIP 125

(1) IC 74164 pretvarač kodova

(1) IC 74LS373 osam ključeva

(1) LED crvena

(5) Dioda 1N914

(1) 8-pinski Molex ženski

(1) Molex kabel s 8 žila duljine 75 mm

(1) DIP prekidač

(1) DB25 kutni konektor

(1) Kabel DB 25 1,8 m s dva M-tipa konektora.

(1) PCB

(3) Otpornik 15 kOhm, 0,25 W

Svi navedeni dijelovi su uključeni u komplet.

(5) Tranzistor NPN TIP 120

(5) tranzistor PNP TIP 125

(1) IC 4011 NOR vrata

(1) IC 4049 – 6 pufera

(1) Operacijsko pojačalo IC 741

(1) Otpornik 5,6 kOhm, 0,25 W

(1) Otpornik 15 kOhm, 0,25 W

(1) Molex 8 pinski konektor

(1) Molex kabel s 8 žila, duljine 75 mm

(10) Otpornik 100 kOhm, 0,25 W

(1) Otpornik 4,7 kOhm, 0,25 W

(1) IC regulator napona 7805

(1) PIC 16F84 mikrokontroler IC

(1) 4,0 MHz kristal

Komplet sučelja ruke manipulatora

Komplet za izradu ruke manipulatora od OWI

Sučelje za prepoznavanje govora za robotsku ruku

Set uređaja za prepoznavanje govora

Dijelovi se mogu naručiti od:

Slike, SI, Inc.

Prvo će to utjecati opća pitanja, Zatim tehničke specifikacije rezultat, detalji i na kraju sam proces montaže.

Općenito i općenito

Stvaranje ovog uređaja u cjelini ne bi trebalo uzrokovati poteškoće. Bit će potrebno temeljito razmisliti o mogućnostima koje će biti prilično teško implementirati s fizičke točke gledišta, tako da manipulirajuća ruka obavlja zadatke koji su joj dodijeljeni.

Tehničke karakteristike rezultata

Razmatrat će se uzorak s parametrima duljine/visine/širine od 228/380/160 milimetara. Težina gotovog proizvoda bit će približno 1 kilogram. Za upravljanje se koristi žičani daljinski upravljač. Procijenjeno vrijeme sastavljanja ako imate iskustva je oko 6-8 sati. Ako ga nema, tada mogu proći dani, tjedni, a uz dopuštenje čak i mjeseci da se sklopi ruka manipulatora. U takvim slučajevima, trebali biste to učiniti vlastitim rukama samo za vlastiti interes. Za pomicanje komponenti koriste se kolektorski motori. Uz dovoljno truda možete napraviti uređaj koji će se okretati za 360 stupnjeva. Također, radi lakšeg rada, osim standardnih alata poput lemilice i lemljenja, morate se opskrbiti:

1. Dugačka kliješta.
2. Bočni rezači.
3. Phillips odvijač.
4. 4 D tip baterije.

Daljinski upravljač daljinski upravljač može se implementirati pomoću gumba i mikrokontrolera. Ako želite napraviti daljinsko bežično upravljanje, trebat će vam i akcijski kontrolni element u ruci manipulatora. Kao dodaci bit će potrebni samo uređaji (kondenzatori, otpornici, tranzistori) koji će omogućiti stabilizaciju kruga i prijenos struje potrebne veličine kroz njega u pravo vrijeme.

Mali detalji

Za regulaciju broja okretaja možete koristiti adapterske kotače. Oni će učiniti kretanje ruke manipulatora glatkim.

Također je potrebno osigurati da žice ne kompliciraju njegovo kretanje. Bilo bi optimalno položiti ih unutar strukture. Sve možete učiniti izvana; ovaj pristup će uštedjeti vrijeme, ali potencijalno može dovesti do poteškoća u pomicanju pojedinačnih komponenti ili cijelog uređaja. A sada: kako napraviti manipulator?

Skupština općenito

Sada nastavimo izravno s izradom ruke manipulatora. Krenimo od temelja. Potrebno je osigurati da se uređaj može okretati u svim smjerovima. Dobra odluka bit će postavljen na platformu diska koju pokreće jedan motor. Kako bi se mogao okretati u oba smjera, postoje dvije mogućnosti:

1. Ugradnja dva motora. Svaki od njih će biti odgovoran za okretanje u određenom smjeru. Kad jedan radi, drugi miruje.
2. Ugradnja jednog motora s krugom koji ga može natjerati da se vrti u oba smjera.

Koju od predloženih opcija odabrati ovisi isključivo o vama. Zatim se izrađuje glavna konstrukcija. Za udoban rad potrebna su dva "zgloba". Pričvršćen na platformu mora imati mogućnost savijanja različite strane, što je riješeno uz pomoć motora smještenih u njegovoj bazi. Još jedan ili par treba staviti na pregib lakta kako bi se dio hvata mogao pomicati po vodoravnoj i okomitoj liniji koordinatnog sustava. Dalje, ako želite dobiti maksimalne mogućnosti, možete ugraditi drugi motor na mjesto zgloba. Sljedeće je ono najnužnije, bez čega je nemoguća manipulativna ruka. Sam uređaj za snimanje morat ćete napraviti vlastitim rukama. Ovdje postoji mnogo mogućnosti implementacije. Možete dati savjet o dva najpopularnija:

1. Koriste se samo dva prsta koji istovremeno stiskaju i otpuštaju predmet koji treba uhvatiti. To je najjednostavnija izvedba, koja se, međutim, obično ne može pohvaliti značajnom nosivošću.
2. Stvoren je prototip ljudske ruke. Ovdje se može koristiti jedan motor za sve prste, uz pomoć kojeg će se vršiti savijanje/istezanje. Ali dizajn se može učiniti složenijim. Dakle, možete spojiti motor na svaki prst i kontrolirati ih zasebno.

Dalje, ostaje napraviti daljinski upravljač, uz pomoć kojeg će se utjecati na pojedine motore i brzinu njihovog rada. I možete početi eksperimentirati koristeći robotski manipulator koji ste sami napravili.

Mogući shematski prikazi rezultata

Pruža široke mogućnosti za kreativne izume. Stoga vam predstavljamo nekoliko implementacija koje možete uzeti kao temelj za izradu vlastitog uređaja slične namjene.

Svaki prikazani krug manipulatora može se poboljšati.

Zaključak

Važna stvar kod robotike je da praktički nema ograničenja za funkcionalno poboljšanje. Stoga, ako želite, stvaranje pravog umjetničkog djela neće biti teško. Govoreći o mogućim načinima daljnjeg poboljšanja, vrijedi spomenuti dizalicu. Izrada takvog uređaja vlastitim rukama neće biti teška, ujedno će naučiti djecu kreativnom radu, znanosti i dizajnu. A to zauzvrat može imati pozitivan utjecaj na njih budući život. Hoće li biti teško napraviti dizalicu vlastitim rukama? Ovo nije tako problematično kao što se na prvi pogled čini. Osim ako ne vrijedi voditi računa o prisutnosti dodatnih malih dijelova kao što su kabel i kotači na kojima će se vrtjeti.