Pasivní obvod korektoru účiníku. S nízkým startovacím proudem: korektory účiníku od STM. Obecný obvod korekce účiníku

Robotické rameno MeArm je kapesní verze průmyslového ramene. MeArm je snadno sestavitelný a ovladatelný robot, mechanické rameno. Manipulátor má čtyři stupně volnosti, což usnadňuje uchopení a přesun různých malých předmětů.

Tento produkt je prezentován jako sada pro montáž. Zahrnuje následující díly:

• sada průhledných akrylových dílů pro sestavení mechanického manipulátoru;
• 4 serva;
• ovládací deska, na které se mikro Arduino ovladač Pro mikro a grafický displej Nokia 5110;
• joystick deska obsahující dvě dvouosé analogový joystick;
• USB kabel výživa.

Před montáží mechanického manipulátoru je nutné zkalibrovat serva. Pro kalibraci použijeme ovladač Arduino. Připojíme serva k Deska Arduino(Požadované vnější zdroj napájení 5-6V 2A).

Servo střed, vlevo, vpravo, dráp ; // vytvořte 4 objekty Servo

Void setup()
{
Serial.begin(9600);
middle.attach(11); // připojí servo ke kolíku 11 pro otáčení platformy
left.attach(10); // připojí servo ke kolíku 10 na levém rameni
vpravo.připojit(9); // připojí servo ke kolíku 11 na pravém rameni
dráp.připojit(6); // připojí servo k drápu kolíku 6 (zachycení)
}

void loop()
{
// nastaví polohu serva podle velikosti (ve stupních)
middle.write(90);
vlevo.zapis(90);
vpravo.zapis(90);
dráp.psát(25);
zpoždění(300);
}
Pomocí značky proveďte čáru skrz tělo servomotoru a vřeteno. Připojte plastovou kolébku, která je součástí sady, k servu, jak je znázorněno níže, pomocí malého šroubu, který je součástí montážní sady serva. V této poloze je použijeme při montáži mechanické části MeArm. Dávejte pozor, abyste nepohnuli polohou vřetena.


Nyní můžete sestavit mechanický manipulátor.
Vezměte základnu a připevněte nohy k jejím rohům. Poté nainstalujte čtyři 20 mm šrouby a na ně našroubujte matice (polovina celkové délky).

Nyní připevníme centrální servo dvěma 8mm šrouby k malé destičce a výslednou konstrukci připevníme k základně pomocí 20mm šroubů.

Sestavíme levou část konstrukce.

Sestavíme správnou část konstrukce.

Nyní musíte propojit levou a pravou část. Nejprve jdu na desku adaptéru

Pak správně a dostaneme

Připojení konstrukce k platformě

A sbíráme „dráp“

Přikládáme "dráp"

Pro montáž můžete použít následující návod (v angličtině) nebo návod pro sestavení podobného manipulátoru (v ruštině).

Pinout diagram

Nyní můžete začít psát Arduino kód. Chcete-li ovládat manipulátor, spolu s možností ovládat ovládání pomocí joysticku, bylo by hezké nasměrovat manipulátor na konkrétní bod Kartézské souřadnice(x, y, z). Existuje odpovídající knihovna, kterou lze stáhnout z githubu - https://github.com/mimeindustries/MeArm/tree/master/Code/Arduino/BobStonesArduinoCode.
Souřadnice se měří v mm od středu otáčení. Počáteční pozice je umístěn v bodě (0, 100, 50), to znamená 100 mm vpředu od základny a 50 mm od země.
Příklad použití knihovny k instalaci manipulátoru v konkrétním bodě v kartézských souřadnicích:

#include "meArm.h"
#zahrnout

Void setup() (
arm.begin(11, 10, 9, 6);
arm.openGripper();
}

Void loop() (
// nahoru a doleva
arm.gotoPoint(-80,100,140);
// uchopit
arm.closeGripper();
// dolů, škodit a správně
arm.gotoPoint(70,200,10);
// uvolněte sevření
arm.openGripper();
// návrat do výchozího bodu
arm.gotoPoint(0,100,50);
}

Metody třídy meArm:

prázdnota začít(int pinBase, int pinShoulder, int pinElbow, int pinGripper) - spusťte meArm, určete připojovací kolíky pro střední, levé, pravé, drápové serva. Musí být voláno v setup();
prázdnota openGripper() - otevřete rukojeť;
prázdnota closeGripper() - zachytit;
prázdnota gotoPoint(plovák X, plovák y, plovák z) - přesunout manipulátor do polohy kartézských souřadnic (x, y, z);
plovák getX() - aktuální souřadnice X;
plovák getY() - aktuální souřadnice Y;
plovák getZ() - aktuální Z souřadnice.

Montážní průvodce (anglicky)

Ahoj všichni!
Před pár lety se na kickstarteru objevil velmi zajímavý projekt od uFactory – desktopová robotická ruka uArm. Slíbili, že projekt časem udělají open source, ale já se nemohl dočkat a začal jsem dělat reverzní inženýrství z fotografií.
V průběhu let jsem vytvořil čtyři verze mé vize tohoto manipulátoru a nakonec vyvinul tento design:
Jedná se o robotické rameno s integrovaným ovladačem, poháněné pěti servy. Jeho hlavní výhodou je, že všechny díly lze buď zakoupit, nebo levně a rychle vyříznout z plexiskla pomocí laseru.
Vzhledem k tomu, že jsem si jako zdroj inspirace vzal open source projekt, sdílím všechny své výsledky v plném rozsahu. Všechny zdroje si můžete stáhnout z odkazů na konci článku a v případě potřeby sestavit stejný (všechny odkazy jsou na konci článku).

Ale je jednodušší to jednou ukázat v akci, než dlouze vyprávět, co to je:

Pojďme tedy k popisu.
Specifikace

1. Výška: 300 mm.
2. Pracovní plocha (s plně vysunutým ramenem): od 140 mm do 300 mm kolem základny
3. Maximální nosnost na délku paže, ne méně než: 200 g
4. Spotřeba proudu, ne více: 6A

Rád bych také poznamenal některé konstrukční prvky:

1. Ložiska ve všech pohyblivých částech manipulátoru. Je jich celkem jedenáct: 10 kusů pro 3mm shaft a jeden pro 30mm shaft.
2. Snadné sestavení. Velkou pozornost jsem věnoval tomu, aby byla taková posloupnost montáže manipulátoru, ve které by bylo mimořádně pohodlné šroubovat všechny díly. To bylo obzvláště obtížné pro výkonné servopohony v základně.
3. Všechna výkonná serva jsou umístěna v základně. To znamená, že „spodní“ serva netahají „horní“.
4. Díky paralelním závěsům zůstává nástroj vždy rovnoběžný nebo kolmý k zemi.
5. Polohu manipulátoru lze měnit o 90 stupňů.
6. Připraveno kompatibilní s Arduino software. Že jo sebraná ruka lze ovládat myší a pomocí příkladů kódu si můžete vytvořit vlastní pohybové algoritmy

Popis designu
Všechny díly manipulátoru jsou vyřezány z plexiskla o tloušťce 3 a 5 mm:

Věnujte pozornost tomu, jak je otočná základna sestavena:
Nejobtížnější je uzel ve spodní části manipulátoru. V prvních verzích mi to sestavení dalo hodně úsilí. Spojuje tři serva a přenáší síly na grip. Díly se otáčejí kolem čepu o průměru 6 mm. Úchop je držen paralelně (nebo kolmo) pracovní plocha díky dodatečné trakci:

Manipulátor s nainstalovaným ramenem a loktem je zobrazen na fotografii níže. Ještě k tomu musíme přidat dráp a tyče:

Dráp je také uložen na ložiskách. Může se zmenšit a otáčet kolem své osy:
Držák lze instalovat jak svisle, tak vodorovně:

Vše se řídí Deska kompatibilní s Arduino a štít k tomu:

Shromáždění
Sestavení manipulátoru zabere asi dvě hodiny a spoustu spojovacího materiálu. Samotný proces montáže jsem zdokumentoval formou návodu na fotografiích (pozor, provoz!). podrobné komentáře pro každou operaci. Vyrobil jsem také detailní 3D model v jednoduchém a volný program SketchUp. Takže si to můžete kdykoli otočit před očima a podívat se na podivná místa:


Elektronika a programování
Vyrobil jsem celý štít, na který jsem kromě servo a napájecích konektorů nainstaloval i variabilní odpory. Pro snadné ladění. Ve skutečnosti stačí připojit signály k motorům pomocí prkénka. Nakonec jsem ale skončil u tohoto štítu, který jsem (náhodou) objednal z továrny:

Vlastně jsem udělal tři různé programy pod Arduinem. Jeden pro ovládání z počítače, jeden pro práci v demo režimu a jeden pro ovládání tlačítek a proměnných rezistorů. Nejzajímavější z nich je samozřejmě ten první. Nebudu zde poskytovat celý kód – je dostupný online.
Pro ovládání je potřeba si stáhnout program do počítače. Po jejím spuštění přejde myš do režimu ručního ovládání. Pohyb je zodpovědný za pohyb po XY, kolečko mění výšku, LMB/RMB - zachycení, RMB+kolečko - otáčení manipulátoru. A je to vlastně pohodlné. Bylo to ve videu na začátku článku.
Zdroje projektu

Dnes už si bohužel málokdo vzpomene, že v roce 2005 tu byli Chemical Brothers a měli nádherné video - Believe, kde robotická ruka pronásledovala hrdinu videa po městě.

Pak se mi zdál sen. V té době nereálné, protože jsem o elektronice neměl nejmenší ponětí. Ale chtěl jsem věřit – věřit. Uplynulo 10 let a právě včera se mi podařilo poprvé sestavit vlastní robotickou ruku, zprovoznit ji, pak rozbít, opravit a znovu zprovoznit a po cestě najít přátele a získat sebevědomí ve svých vlastních schopnostech.

Pozor, pod střihem jsou spoilery!

Všechno to začalo (ahoj, mistře Keithe, a děkuji, že jsem mohl psát na váš blog!), který byl téměř okamžitě nalezen a vybrán po článku o Habrém. Na webu se píše, že robota zvládne sestavit i 8leté dítě – proč jsem horší? Jen to zkouším stejným způsobem.

Nejprve tam byla paranoia

Jako správný paranoik okamžitě vyjádřím obavy, které jsem zpočátku měl ohledně návrháře. V mém dětství byli nejprve dobří sovětští návrháři, pak čínské hračky, které se mi rozpadaly v rukou... a pak moje dětství skončilo :(

Proto z toho, co zůstalo v paměti hraček, bylo:

• Rozbije se vám plast v rukou?
• Budou díly volně pasovat?
• Nebude sada obsahovat všechny díly?
• Bude sestavená konstrukce křehká a krátkodobá?

A nakonec poučení od sovětských konstruktérů:

• Některé části bude nutné dokončit pilníkem.
• A některé díly prostě nebudou v sadě
• A další část zpočátku nebude fungovat, bude se muset změnit

Co mohu říci teď: ne nadarmo v mém oblíbeném videu Believe hlavní hrdina vidí strachy tam, kde žádné nejsou. Žádná z obav se nenaplnila: detailů bylo přesně tolik, kolik bylo potřeba, všechny do sebe podle mě zapadaly - perfektně, což s postupem práce velmi zvedlo náladu.

Detaily designéra do sebe nejen dokonale ladí, ale také fakt, že detaily je téměř nemožné splést. Pravda, s Německé pedantství tvůrci odložte si přesně tolik šroubů, kolik potřebujete, proto je nežádoucí při sestavování robota ztrácet šrouby na podlaze nebo zaměňovat „co kam jde“.

Specifikace:

Délka: 228 mm
Výška: 380 mm
Šířka: 160 mm
Hmotnost sestavy: 658 gr.

Výživa: 4 D baterie
Hmotnost zvednutých předmětů: až 100 g
Podsvícení: 1 LED
Typ ovládání: drátové dálkové ovládání
Odhadovaná doba výstavby: 6 hodin
Hnutí: 5 kartáčovaných motorů
Ochrana konstrukce při pohybu: ráčna

Mobilita:
Zachycovací mechanismus: 0-1,77""
Pohyb zápěstí: do 120 stupňů
Pohyb loktů: do 300 stupňů
Pohyb ramen: v rozmezí 180 stupňů
Rotace na plošině: v rozmezí 270 stupňů

Budete potřebovat:

• extra dlouhé kleště (bez nich se neobejdete)
• boční řezáky (lze nahradit papírovým nožem, nůžkami)
• křížový šroubovák
• 4 D baterie

Důležité! O malých detailech

Když už mluvíme o „zubácích“. Pokud jste se setkali podobný problém, a víte, jak udělat montáž ještě pohodlnější - vítejte v komentářích. Prozatím se podělím o své zkušenosti.

Šrouby a šrouby funkčně identické, ale rozdílné délky jsou v návodu celkem jasně uvedeny, např. na prostřední fotografii níže vidíme šrouby P11 a P13. Nebo možná P14 - no to je zase já je zase pletu. =)

Můžete je rozlišit: v pokynech je uvedeno, který z nich má kolik milimetrů. Ale za prvé si s třmenem nesednete (zvlášť když je vám 8 let a/nebo ho prostě nemáte), za druhé je nakonec rozeznáte, jen když je dáte vedle navzájem, což se nemusí stát hned napadlo (nenapadlo mě, hehe).

Proto vás předem varuji, pokud se rozhodnete postavit tohoto nebo podobného robota sami, zde je nápověda:

• nebo se předem blíže podívejte na upevňovací prvky;
• nebo si kupte více malých šroubů, samořezných šroubů a šroubů, abyste si nedělali starosti.

Nikdy také nic nevyhazujte, dokud nedokončíte montáž. Na spodní fotografii uprostřed, mezi dvěma částmi z těla „hlavy“ robota, je malý kroužek, který téměř šel do koše spolu s dalšími „odřezky“. A to je mimochodem držák pro LED svítilna v „hlavě“ uchopovacího mechanismu.

Proces sestavení

Robot je dodáván s instrukcemi bez zbytečná slova- pouze obrázky a jasně katalogizované a označené díly.

Části se dají docela snadno odkousnout a nevyžadují čištění, ale líbila se mi myšlenka zpracovat každou část kartonovým nožem a nůžkami, i když to není nutné.

Stavba začíná čtyřmi z pěti zahrnutých motorů, které je opravdu potěšením sestavit: převodové mechanismy prostě miluji.

Našli jsme motory úhledně zabalené a „přilepené“ k sobě - ​​připravte se odpovědět na otázku dítěte, proč jsou komutátorové motory magnetické (můžete okamžitě v komentářích! :)

Důležité: ve 3 z 5 krytů motoru, které potřebujete zapusťte matice po stranách- v budoucnu na ně položíme těla při montáži ramene. Boční matice nejsou potřeba jen v motoru, který bude tvořit základ plošiny, ale aby si později nepamatoval, které tělo kam jde, je lepší matice zakopat do každého ze čtyř žlutých těl najednou. Pouze pro tuto operaci budete potřebovat kleště, později je nebudete potřebovat.

Po asi 30-40 minutách byl každý ze 4 motorů vybaven vlastním převodovým mechanismem a skříní. Dát všechno dohromady není o nic těžší než dát dohromady Kinder Surprise v dětství, jen mnohem zajímavější. Otázka pro péči na základě fotografie výše: tři ze čtyř výstupních převodů jsou černé, kde je to bílé? Z jeho těla by měly vycházet modré a černé dráty. Vše je v návodu, ale myslím, že stojí za to tomu znovu věnovat pozornost.

Poté, co budete mít v rukou všechny motory, kromě „hlavového“, začnete sestavovat plošinu, na které bude náš robot stát. V této fázi jsem si uvědomil, že musím být se šrouby a šrouby přemýšlivější: jak můžete vidět na fotografii výše, nestačily mi dva šrouby pro spojení motorů pomocí bočních matic - už byly zašroubován do již hlubokého sestavená platforma. Musel jsem improvizovat.

Po sestavení plošiny a hlavní části ramene vás pokyny vyzve, abyste přistoupili k montáži uchopovacího mechanismu, kde je kompletní malé části a pohyblivé části - nejzajímavější!

Ale musím říct, že tady spoilery končí a video začíná, protože jsem musel jít na schůzku s kamarádem a musel jsem s sebou vzít robota, což jsem nestihl včas dokončit.

Jak se stát životem party s pomocí robota

Snadno! Když jsme pokračovali ve společné montáži, bylo jasné: sestavit robota sami - Velmi Pěkný. Společná práce na designu je dvojnásob příjemná. Proto mohu s jistotou doporučit tento set pro ty, kteří nechtějí sedět v kavárně a nudně si povídat, ale chtějí se vidět s přáteli a dobře se pobavit. Navíc se mi zdá, že teambuilding s takovou sadou - například sestavení dvěma týmy kvůli rychlosti - je téměř win-win varianta.

Robot v našich rukou ožil, jakmile jsme dokončili jeho montáž. Bohužel vám nemohu vyjádřit naše potěšení slovy, ale myslím, že mnozí zde mi budou rozumět. Když stavba, kterou jste si sami sestavili, najednou začne žít plnohodnotným životem – je to vzrušení!

Uvědomili jsme si, že máme hrozný hlad a šli se najíst. Nebylo to daleko, tak jsme robota nesli v rukou. A pak nás čekal další příjemné překvapení: Robotika není jen zábava. Také to sbližuje lidi. Jakmile jsme usedli ke stolu, obklopili nás lidé, kteří chtěli robota poznat a postavit si ho pro sebe. Děti ze všeho nejraději vítaly robota „chapadly“, protože se opravdu chová jako živý a především je to ruka! Ve slově, základní principy animatroniky si uživatelé osvojili intuitivně. Takhle to vypadalo:

Odstraňování problémů

Po návratu domů na mě čekal nepříjemné překvapení, a je dobře, že se tak stalo ještě před zveřejněním této recenze, protože nyní okamžitě probereme řešení problémů.

Když jsme se rozhodli pokusit se pohybovat paží přes maximální amplitudu, podařilo se nám dosáhnout charakteristického praskání a selhání funkčnosti motorického mechanismu v lokti. Nejprve mě to rozčílilo: no, je to nová hračka, právě složená a už nefunguje.

Ale pak mi to došlo: když jsi to sbíral sám, jaký to mělo smysl? =) Velmi dobře znám sadu ozubených kol uvnitř pouzdra, a abyste pochopili, zda je samotný motor rozbitý, nebo zda pouzdro prostě nebylo dostatečně zajištěno, můžete jej načíst bez demontáže motoru z desky a zjistit, zda klikání pokračuje.

Tady se mi podařilo cítit tímto robo-mistr!

Po pečlivé demontáži „loketního kloubu“ bylo možné zjistit, že motor bez zatížení běží hladce. Pouzdro se rozpadlo, jeden ze šroubů spadl dovnitř (protože byl zmagnetizován motorem) a pokud bychom pokračovali v provozu, došlo by k poškození převodů - při demontáži byl nalezen charakteristický „prášek“ opotřebovaného plastu na ně.

Je velmi výhodné, že robot nemusel být celý rozebrán. A je opravdu skvělé, že k poruše došlo kvůli ne zcela přesné montáži na tomto místě, a ne kvůli nějakým továrním potížím: v mé sadě nebyly vůbec nalezeny.

Rada: Poprvé po montáži mějte po ruce šroubovák a kleště – mohou se hodit.

Co se dá díky této sadě naučit?

Sebevědomí!

Nejen, že jsem úplně našel společná témata pro komunikaci cizinci, ale hračku jsem zvládl nejen sestavit, ale i opravit sám! To znamená, že nepochybuji: s mým robotem bude vždy vše v pořádku. A to je velmi příjemný pocit, když jde o vaše oblíbené věci.

Žijeme ve světě, kde jsme strašně závislí na prodejcích, dodavatelích, servisních zaměstnancích a dostupnosti volného času a peněz. Pokud neumíte skoro nic, budete muset vše zaplatit a nejspíš i přeplatit. Schopnost opravit hračku sami, protože víte, jak každá její část funguje, je k nezaplacení. Ať má dítě takové sebevědomí.

Výsledek

Co se mi líbilo:

• Robot, sestavený podle návodu, nevyžadoval ladění a okamžitě se spustil
• Podrobnosti je téměř nemožné splést
• Přísná katalogizace a dostupnost dílů
• Pokyny, které nemusíte číst (pouze obrázky)
• Absence výrazných vůlí a mezer ve strukturách
• Snadná montáž
• Snadná prevence a opravy
• V neposlední řadě: hračku si sestavíte sami, filipínské děti za vás nepracují

Co ještě potřebujete:

• Více spojovacích prvků skladem
• Díly a náhradní díly k němu, aby je bylo možné v případě potřeby vyměnit
• Více robotů, různých a složitých
• Nápady na to, co lze vylepšit/přidat/odebrat – zkrátka hra nekončí sestavováním! Opravdu chci, aby to pokračovalo!

Výrok:

Sestavit robota z této stavebnice není o nic těžší než puzzle nebo Kinder Surprise, jen výsledek je mnohem větší a vyvolal v nás i v našem okolí bouři emocí. Skvělá sada, díky

– jednoduchý stolní manipulátor z plexiskla se servopohony.

Projekt uArm z uFactory získal prostředky na Kickstarteru před více než dvěma lety. Od začátku říkali, že bude otevřený projekt, ale hned po skončení kampaně se zveřejněním zdrojového kódu nijak nespěchali. Jen jsem chtěl nařezat plexi podle jejich výkresů a hotovo, ale protože nebyly podklady a v dohledné době po tom nic nenasvědčovalo, začal jsem opakovat návrh z fotografií.

Moje robotická ruka nyní vypadá takto:

Pomalu během dvou let jsem stihl udělat čtyři verze a získal poměrně dost zkušeností. Popis, historii projektu a všechny soubory projektu najdete pod řezem.

Pokus omyl

Když jsem začal pracovat na výkresech, chtěl jsem uArm nejen zopakovat, ale i vylepšit. Zdálo se mi, že v mých podmínkách se to bez ložisek celkem dalo obejít. Také se mi nelíbilo, že se elektronika otáčela spolu s celým manipulátorem a chtěl jsem zjednodušit konstrukci spodní části pantu. Navíc jsem ho hned začal kreslit o něco menší.

S takovými vstupní parametry Nakreslil jsem první verzi. Bohužel nemám fotografie této verze manipulátoru (která byla vyrobena v žlutá barva). Chyby v něm byly prostě epické. Za prvé bylo téměř nemožné sestavit. Mechanika, kterou jsem nakreslil před manipulátorem, byla zpravidla docela jednoduchá a nemusel jsem přemýšlet o postupu montáže. Ale přesto jsem to sestavil a zkusil nastartovat a moje ruka se téměř nepohnula! Všechny díly se točily kolem šroubů a pokud jsem je dotáhl tak, aby byla menší vůle, nemohla se pohnout. Pokud jsem ho uvolnil, aby se mohl pohybovat, objevila se neuvěřitelná hra. Výsledkem bylo, že koncept nepřežil ani tři dny. A začal pracovat na druhé verzi manipulátoru.

Červená se už do práce docela hodila. Sestavil se normálně a mohl se pohybovat s mazáním. Mohl jsem na něm otestovat software, ale i tak ho nedostatek ložisek a velké ztráty na různých tahech velmi oslabily.

Pak jsem práci na projektu na nějakou dobu opustil, ale brzy jsem se rozhodl ho dovést do konce. Rozhodl jsem se použít výkonnější a oblíbenější serva, zvětšit velikost a přidat ložiska. Navíc jsem se rozhodl, že se nebudu snažit dělat všechno perfektně najednou. Kresby jsem načrtl narychlo, bez nakreslení krásných spojů a objednal vyřezání z průhledného plexiskla. Pomocí výsledného manipulátoru jsem byl schopen odladit proces montáže, identifikovat oblasti, které potřebovaly dodatečné zesílení, a naučit se používat ložiska.

Poté, co jsem si užil s průhledným manipulátorem spoustu legrace, začal jsem kreslit finální bílou verzi. Nyní jsou tedy všechny mechaniky kompletně odladěné, vyhovují mi a jsem připraven říci, že na tomto designu nechci nic měnit:

Deprimuje mě, že jsem do projektu uArm nemohl přinést nic zásadně nového. V době, kdy jsem začal kreslit finální verze, již spustili 3D modely na GrabCad. Ve výsledku jsem jen trochu zjednodušil dráp, připravil pilníky pohodlný formát a používal velmi jednoduché a standardní komponenty.

Vlastnosti manipulátoru

Před příchodem uArm vypadaly stolní manipulátory této třídy poněkud nudně. Buď neměly vůbec žádnou elektroniku, nebo měly nějaký druh ovládání s odpory, nebo měly svůj vlastní proprietární software. Za druhé, většinou neměly systém paralelních pantů a samotný grip měnil svou polohu během provozu. Pokud shromáždíte všechny výhody mého manipulátoru, dostanete poměrně dlouhý seznam:

1. Systém tyčí, který umožňuje umístění výkonných a těžkých motorů na základnu manipulátoru a také držení chapadla paralelně nebo kolmo k základně
2. Jednoduchá sada komponentů, které lze snadno koupit nebo vyřezat z plexiskla
3. Ložiska téměř ve všech součástech manipulátoru
4. Snadné sestavení. To se ukázalo jako opravdu obtížný úkol. Obzvláště obtížné bylo promyslet proces montáže základny
5. Pozici úchopu lze změnit o 90 stupňů
6. Open source a dokumentace. Vše je připraveno v dostupné formáty. Poskytnu odkazy ke stažení 3D modelů, řezací soubory, seznam materiálů, elektroniku a software
7. Kompatibilní s Arduino. Existuje mnoho odpůrců Arduina, ale věřím, že je to příležitost rozšířit publikum. Profesionálové mohou snadno napsat svůj software v C - to je běžný ovladač od Atmel!

Mechanika

K sestavení je potřeba vyříznout díly z 5 mm silného plexiskla:

Za řezání všech těchto částí mi účtovali asi 10 dolarů.

Základna je namontována na velkém ložisku:

Obzvláště obtížné bylo promyslet základnu z hlediska procesu montáže, ale dával jsem pozor na inženýry z uArm. Vahadla sedí na čepu o průměru 6mm. Je třeba poznamenat, že můj tah za loket držím na držáku ve tvaru U, zatímco uFactory’s na držáku ve tvaru L. Je těžké vysvětlit, v čem je rozdíl, ale myslím, že jsem to udělal lépe.

Rukojeť je sestavena samostatně. Může se otáčet kolem své osy. Samotný dráp sedí přímo na hřídeli motoru:

Na konci článku uvedu odkaz na super podrobný montážní návod na fotografiích. Pokud máte vše potřebné po ruce, můžete to s jistotou zkroutit během několika hodin. Připravil jsem také zdarma 3D model program SketchUp. Můžete si ji stáhnout, zahrát a podívat se, co a jak bylo sestaveno.

Elektronika

Aby vaše ruka fungovala, stačí k Arduinu připojit pět serv a napájet je z dobrý zdroj. uArm používá nějaký druh motorů s zpětná vazba. Nainstaloval jsem tři běžné motory MG995 a dva malé kovové převodové motory pro ovládání chapadla.

Zde se mé vyprávění úzce prolíná s předchozími projekty. Před časem jsem začal učit programování Arduina a dokonce jsem pro tyto účely připravil vlastní desku kompatibilní s Arduino. Na druhou stranu se mi jednoho dne naskytla příležitost vyrobit desky levně (o čem jsem také psal). Nakonec to vše skončilo tím, že jsem k ovládání manipulátoru použil vlastní desku kompatibilní s Arduino a specializovaný štít.

Tento štít je ve skutečnosti velmi jednoduchý. Jsou na něm čtyři proměnné rezistoru, dvě tlačítka, pět servo konektorů a napájecí konektor. To je velmi výhodné z hlediska ladění. Můžete nahrát testovací skicu a nahrát nějaké makro pro ovládání nebo něco podobného. Na konci článku uvedu i odkaz na stažení souboru desky, ale ten je připraven pro výrobu s pokovenými otvory, takže pro domácí výrobu je málo využitelný.

Programování

Nejzajímavější je ovládání manipulátoru z počítače. uArm má pohodlná aplikace pro ovládání manipulátoru a protokol pro práci s ním. Počítač odešle 11 bajtů do COM portu. První je vždy 0xFF, druhý je 0xAA a některé zbývající jsou signály pro serva. Dále jsou tato data normalizována a odeslána do motorů ke zpracování. Moje serva jsou připojena k digitálním vstupům/výstupům 9-12, ale to lze snadno změnit.

Terminálový program od uArm umožňuje měnit pět parametrů při ovládání myši. Při pohybu myši po povrchu se mění poloha manipulátoru v rovině XY. Otáčením kolečka se mění výška. LMB/RMB - komprimovat/dekomprimovat dráp. RMB + kolečko - otočte rukojetí. Je to vlastně velmi pohodlné. Pokud chcete, můžete napsat libovolný terminálový software, který bude komunikovat s manipulátorem pomocí stejného protokolu.

Zde poskytnu skici - stáhnout si je můžete na konci článku.

Video z práce

A nakonec video samotného manipulátoru. Ukazuje, jak ovládat myš, rezistory a předem nahraný program.

Odkazy

Soubory pro řezání plexiskla, 3D modely, nákupní seznam, výkresy desek a software si můžete stáhnout na konci mého hlavního článku.
(pozor na provoz).

Úvod

robot (česky)robot, zrobota- nucené práceokrást- otrok), stroj s antropomorfním (lidským) chováním, který částečně nebo úplně plní funkce člověka (někdy zvířete) při interakci s vnějším světem. První zmínky o humanoidních strojích najdeme ve starověkých řeckých mýtech. Termín „robot“ poprvé představil K. Čapek ve hře „R. U. R." (1920), kde se mechanickým lidem říkalo Roboti. V současné době se robotika stala rozvinutou oblastí průmyslu: tisíce průmyslových robotů pracují v různých podnicích po celém světě, podvodní manipulátory se staly nepostradatelnou součástí podvodních výzkumných a záchranných vozidel, průzkum vesmíru se spoléhá na široké využití robotů s různé úrovně inteligence. S rozvojem robotiky byly identifikovány 3 typy robotů: přísný program akce; manipulátory ovládané lidskou obsluhou; S umělá inteligence(někdy nazývané integrální), jednající cíleně („přiměřeně“) bez lidského zásahu. Většina moderní roboty(všechny tři druhy) - Roboti jsou manipulátoři, i když existují i ​​jiné typy robotů (například informační, chodící atd.). Roboty první a druhé varianty je možné kombinovat v jednom stroji s rozdělením doby jejich fungování. Také přijatelné spolupráce osoba s Roboty třetího typu (v tzv. supervizním režimu). První roboti („androidi“, kteří napodobovali pohyby a vzhled lidé) byly používány především v pro zábavní účely. Od 30. let. v souvislosti s automatizací výroby se v průmyslu začaly uplatňovat roboty - automaty spolu s tradičními prostředky automatizace technologických procesů, zejména v malosériová výroba a zejména v dílnách s nebezpečnými pracovními podmínkami.

Průmyslový robot manipulátor má „mechanické rameno“ (jedno nebo více) a dálkový ovládací panel nebo vestavěné zařízení ovládání programu, méně často počítač. Dokáže například v dosahu svých „mechanických paží“ (až 2 m) pohybovat díly o hmotnosti až několika desítek kg, přičemž vykoná 200 až 1000 pohybů za hodinu. Průmyslové roboty – automatické stroje mají oproti lidem výhodu v rychlosti a přesnosti provádění manuálních, monotónních operací. Nejběžnější jsou robotické manipulátory s dálkovým ovládáním a „mechanickým ramenem“ namontovaným na pohyblivém nebo pevném podstavci. Operátor řídí pohyb manipulátoru a současně jej přímo nebo na televizní obrazovce sleduje; v tom druhém případě. Roboti jsou vybaveni „televizním okem“ - vysílací televizní kamera. Robot je často vybaven učením automatický systémřízení. Pokud je takovému Robotovi „ukázána“ sekvence operací, pak řídicí systém vše zaznamená ve formě řídicího programu a následně to během provozu přesně reprodukuje. Robotické manipulátory se používají pro práci v podmínkách relativní nedostupnosti nebo v nebezpečných podmínkách škodlivých pro člověka, například v jaderném průmyslu, kde se používají již od 50. let. V 60. letech Objevily se podvodní robotické manipulátory různých konstrukcí a účelů: od hlubokomořských plavidel s „mechanickými rameny“ (zejména pro zachycování vzorků hornin z mořského dna atd.) a plošin plazících se po mořském dně s výzkumným zařízením až po podvodní buldozery a vrtné soupravy . Podobné manipulátory se používají také v kosmonautice, na amerických raketoplánech.

Robot je univerzální stroj, který vám umožňuje provádět mechanické akce. Jeho základní vlastností je rychlá provozní změna z jedné probíhající operace na druhou. Existuje několik typů robotů a každý z nich má svou vlastní definici. Nejčastěji se mluví o třech generacích robotů: průmyslových robotech či manipulátorech, adaptivních robotech a robotech s umělou inteligencí, nebo jak se říkávalo – integrálních robotech.

Manipulátor, 1) v hornictví - hlavní mechanismus vrtného vozíku, určený k pohybu automatického podavače s příklepovou vrtačkou (vrtačkou) v prostoru dna.

2) V procesech tváření - stroj pro provádění pomocných operací spojených se změnou polohy obrobku.

3) V jaderné technice zařízení pro práci s radioaktivními látkami, které brání přímému kontaktu člověka s těmito látkami. Pomocí M. můžete uchopit předmět umístěný za ochranným valem, posouvat a otáčet. Stroj pantografického typu s mechanickým pohonem (kopírovací stroj) přesně reprodukuje pohyb ruky operátora. Úhlová orientace kopírovací „ruky“ a pohyby simulující mačkání a uchopování jsou přenášeny hydraulickým pohonem nebo lanky vedenými z ovládací rukojeti na kopírovací „ruku“. Pro dálkové ovládání na velká vzdálenost Od obsluhy se používají M., jejichž ovládací a kopírovací ramena jsou vzájemně elektricky propojena.

"MECHANICKÉ RUCE"

Historie mechanických rukou začíná... atomovou fyzikou. Faktem je, že mnoho materiálů, se kterými se člověk musí v této oblasti vědy vypořádat, má radioaktivitu – schopnost vysílat do okolního prostoru paprsky nebezpečné pro lidské zdraví. Mechanická ramena se začala instalovat do míst, kam byl přístup člověka nežádoucí, a on sám, který paže ovládal, se nacházel v jiné, bezpečné místnosti. Dá se říci, že tyto kopírovací manipulátory použily stejný nápad jako známé loutky. Operátor pracující na manipulátoru uvede rukou do pohybu ovládací mechanismus, jehož články jsou napojeny na odpovídající články aktuátoru, který opakuje všechny pohyby ruky operátora.

Při práci s radioaktivními látkami může vzdálenost od operátora k výkonným rukám manipulátora dosahovat desítek metrů, při práci v podmořském světě až tisíců metrů. Při použití manipulátorů ve vesmíru se tato vzdálenost bude měřit ve stovkách tisíc, milionech kilometrů... Spolehlivé a přesné ovládání na značnou vzdálenost je prvním požadavkem pro jakoukoli konstrukci kopírovacího manipulátoru. První, ale ne jediný

ROBOT RUČNÍHO TYPU

Každý robot je navržen tak, aby vykonával určitou práci, která určuje jeho konstrukci, velikost, stupeň pohyblivosti, počet paží a prstů na ruce, nosnost, přesnost pohybu atd. Ať už robot stojí poblíž strojů, pohybuje se mezi nimi nebo se plazí pod stropem, vždy má silnou mechanickou ruku se dvěma nebo čtyřmi prsty. Roboti se od sebe liší obecný pohled, rozměry a technická charakteristika, ale také mají obecné znaky. Na Obr. Obrázek 4 ukazuje blokové schéma takového robota. Ruku ovládá buď operátor z dálkového ovladače, nebo mozek robota – jeho digitální počítač Počítací stroj). Paměťový blok obsahuje akční program robota, který je do něj zaveden nebo který získá při tréninku.

Obecná řídicí jednotka pro elektrické, hydraulické nebo pneumatické motory umístěná v rameni, předloktí a ruce sestává z obvodů pro řízení pohybu ruky podél každé ze souřadnicových os. Ovládacích obvodů je tolik, kolik je stupňů volnosti v ruce.

Rýže. 4. Strukturální schéma robot

Robot je manipulátor, stojící na pracoviště, koordinuje svou práci s obsluhovaným technologickým zařízením. Pohyby rukou jsou přesné, zatáčky přísně načasované. Robot s vybavením tvoří automatizovanou buňku. Tyto buňky tvoří robotické technologické komplexy nebo linie. Jednou z nejčastějších činností robotických manipulátorů je lakování výrobků.

Obvykle se lakují metodou stříkání. Abyste se chránili před škodlivými účinky barvy ve spreji, musíte pracovat ve speciální masce a pracovní oblast vybavit speciálními ochranná zařízení. Je to těžké, drahé a přesto není pro člověka neškodné. Pokud lakování výrobků svěříte manipulátorovi a budete je ovládat člověku, zlepší se tím pracovní podmínky a zvýší se produktivita práce.

Procesy tvarování cihel jsou obvykle vysoce mechanizované. Po formování následují operace napařování a vypalování, které vyžadují přesun cihel a jejich skládání do jehlanů určité konfigurace. Tyto operace lze také mechanizovat a automatizovat pomocí manipulátorů. Mechanická ruka může současně vzít 5-6 nebo více cihel, z nichž každá váží až 4 kg, a nebojí se popálení, i když právě vyšly z pece.

Skleněné polotovary pro televizní obrazovku mohou vážit 10-15 kg. Obtížný technologický postup jejich výroba vyžaduje opakovanou instalaci, demontáž a nakládání. Touto neproduktivní prací se zabývaly stovky lidí, ale nahradily je mechanické zbraně.

Těchto pár skrovných příkladů jasně ukazuje, jak široké pole působnosti se otevírá automatickým manipulátorům v nejrůznějších oblastech výroby.

ROBOTŮ PRVNÍ GENERACE – UČÍCÍ SE MANIPULÁTORY

Každý průmyslový robot manipulátor se skládá ze dvou hlavních částí: manipulátoru a ovládacího zařízení. První je zodpovědný za všechny potřebné pohyby, druhý je za jejich ovládání. Při popisu designu robota pro průmysl je těžké odolat srovnání s „designem“ člověka. Každý průmyslový robot má mozek – řídicí jednotku a mechanická část včetně těla a paže. Tělo robota je zpravidla masivní základna nebo, jak se tomu říká, rám a rameno je vícečlánkový pákový mechanismus - manipulátor. Aby ruka mohla vykonávat různé pohyby, které vyžaduje, má svaly - pohon. Úkolem svalů je převádět signály z řídící jednotky na mechanické pohyby ruky. Mechanické rameno je korunováno rukou nebo uchopovacím zařízením - chapadlem.

Většina průmyslových robotů má jedno rameno, ale existují i ​​roboty se dvěma, třemi nebo více rameny. Při pohledu na své ruce průmyslový robot, téměř každý člověk, i bez vhledu Sherlocka Holmese, může s trochou přemýšlení určit sféru“ profesní zájmy» robot. Tady jsou tříhákové drápy na kulaté výkovky, tady jsou chobotnicovité přísavky na skleněné tabule, tady je kbelík na sypké materiály atd. a tak dále. Je ještě snazší porozumět povinnostem robota, pokud jsou jeho ruce vybaveny specializovaným nástrojem: vrtačkou, rozprašovačem barev, klíčem atd. Nástroj je připevněn přímo k ruce, nikoli v rukojeti, což je nyní zbytečné.

Robotická ramena se také liší velikostí: existují příklady rukou pro práci s mnohatunovými hřídeli a existují miniaturní pinzety - pinzety pro produkty mikroelektroniky nebo hodinová ozubená kola. Některé prsty - antény - manipulují s detaily, které jsou viditelné pouze mikroskopem.

C seznam literatury

Vadim Viktorovič Matskevich „Zábavná anatomie robotů“ - M.: Sov. rádio, 1980.

Význam slova „Manipulátor“ ve Velké sovětské encyklopedii