Robotic Arm Nrog Gripper: 9 Kauj Ruam (nrog Duab)

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:24

Kev sau cov txiv qaub ntoo tau txiav txim siab ua haujlwm hnyav, vim qhov loj ntawm cov ntoo thiab tseem yog vim huab cua sov ntawm thaj chaw uas cog txiv qaub ntoo. Tias yog vim li cas peb xav tau lwm yam los pab cov neeg ua liaj ua teb kom ua tiav lawv txoj haujlwm yooj yim dua. Yog li, peb tau los nrog lub tswv yim kom yooj yim rau lawv txoj haujlwm, cov neeg hlau caj npab nrog tus tuav uas khaws cov txiv qaub los ntawm tsob ntoo. Lub caj npab ntev txog 50cm. Lub hauv paus ntsiab lus ua haujlwm yog yooj yim: peb muab txoj haujlwm rau tus neeg hlau, tom qab ntawd nws yuav mus rau qhov chaw raug, thiab yog tias muaj txiv qaub, nws tuav yuav txiav lub peduncle thiab tuav cov txiv qaub tib lub sijhawm. Tom qab ntawd, cov txiv qaub yuav tso rau hauv av thiab tus neeg hlau yuav rov qab mus rau nws txoj haujlwm thawj zaug. Thaum xub thawj, txoj haujlwm yuav zoo li nyuaj thiab nyuaj ua. Txawm li cas los xij, nws tsis yog qhov nyuaj, tab sis nws xav tau kev ua haujlwm ntau thiab kev npaj tau zoo. Nws tsuas yog yuav tsum tau tsim ib yam dhau ntawm lwm qhov. Thaum pib, peb tau ntsib qee qhov teeb meem vim yog covid-19 qhov xwm txheej thiab ua haujlwm nyob deb, tab sis tom qab ntawd peb tau ua nws, thiab nws zoo heev.

Cov Lus Qhia no lub hom phiaj txhawm rau coj koj los ntawm cov txheej txheem ntawm tsim Robotic caj npab nrog tus tuav. Txoj haujlwm tau tsim thiab tsim ua ib feem ntawm peb qhov Bruface Mechatronics project; txoj haujlwm tau ua tiav hauv Fablab Brussels los ntawm:

-Hussein Moslimani

-Hauv Castillo Fernandez

-Jayesh Jagadesh Deshmukhe

-Raphaël Boitte

Kauj Ruam 1: Yuav Tsum Muaj Txuj Ci

Yog li, ntawm no yog qee qhov txuj ci koj yuav tsum muaj txhawm rau ua txoj haujlwm no:

-Kev tsim hluav taws xob

-Kev paub paub txog micro-controllers.

-Coding hauv C-lus (Arduino).

-Txhua siv CAD software, xws li SolidWorks lossis AutoCAD.

-Laser txiav

-3D luam ntawv

Koj tseem yuav tsum tau ua siab ntev thiab muaj lub siab dawb pub dawb, kuj peb qhia koj kom ua haujlwm hauv pab pawg ib yam li peb tau ua, txhua yam yuav yooj yim dua.

Kauj Ruam 2: CAD Tsim

Tom qab sim ua cov qauv sib txawv, peb thaum kawg txiav txim siab tsim tus neeg hlau raws li pom hauv cov duab, sab caj npab yog 2 qib kev ywj pheej. Cov motors tau txuas nrog tus ncej ntawm txhua sab caj npab los ntawm cov hlua thiab cov menyuam. Muaj ntau qhov zoo ntawm kev siv lub tshuab rub, ib qho tseem ceeb tshaj plaws yog kom nce lub zog. Thawj txoj hlua hlua ntawm thawj caj npab muaj qhov sib piv ntawm 2, thiab qhov thib ob muaj qhov sib piv ntawm 1.5.

Qhov nyuaj rau txoj haujlwm tau siv sijhawm tsawg ntawm Fablab. Yog li, feem ntau ntawm cov qauv tsim tau yoog raws qhov txiav laser thiab tsuas yog qee qhov txuas txuas tau luam tawm 3D. Ntawm no koj tuaj yeem pom qhov txuas CAD tsim.

Kauj Ruam 3: Daim Ntawv Teev Npe Siv

Nov yog cov khoom siv uas peb siv hauv peb tes num:

Kuv) Cov Khoom Siv Hluav Taws Xob:

-Arduino Uno: Nov yog microcontroller board nrog 14 digital input/output pins (ntawm uas 6 tuaj yeem siv ua PWM tso tawm), 6 analog inputs, 16 MHz quartz siv lead ua, USB txuas, txuas lub zog, ICSP header, thiab khawm pib dua. Peb tau siv hom maub los tswj txij li nws yooj yim siv thiab tuaj yeem ua txoj haujlwm xav tau.

-Two loj servo motor (MG996R): yog kaw-loop servomechanism uas siv txoj haujlwm tawm tswv yim los tswj nws cov lus tsa suab thiab txoj haujlwm zaum kawg. Nws tau siv los tig caj npab Nws muaj lub zog zoo, txog li 11kg/cm, thiab ua tsaug rau qhov txo qis lub zog ua los ntawm cov hlua tes thiab txoj siv peb tuaj yeem ncav lub zog ntau dua uas muaj ntau txaus los tuav caj npab. Thiab qhov tseeb tias peb tsis xav tau ntau dua 180 degrees ntawm kev sib hloov, lub cav no zoo heev rau siv.

-One me servo (E3003): yog kaw-loop servomechanism uas siv txoj haujlwm tawm tswv yim los tswj nws cov lus tsa suab thiab txoj haujlwm zaum kawg. Lub tshuab no yog siv los tswj tus tuav, nws muaj lub zog ntawm 2.5 kg/cm, thiab nws tau siv los txiav thiab tuav cov txiv qaub.

-DC cov khoom siv hluav taws xob: Hom khoom siv hluav taws xob no muaj nyob ntawm fablab, thiab vim tias peb lub cav tsis txav mus rau hauv av, yog li cov khoom siv hluav taws xob tsis tas yuav tsum sib txuas ua ke. Qhov txiaj ntsig tseem ceeb ntawm cov khoom siv hluav taws xob no yog tias peb tuaj yeem hloov kho qhov hluav taws xob thiab qhov tam sim no raws li peb nyiam, yog li tsis tas yuav xav tau tus tswj hluav taws xob. Yog tias yam khoom siv fais fab no tsis muaj, tab sis nws kim heev. Ib txoj hauv kev pheej yig rau qhov no yuav yog siv lub roj teeb 8xAA, txuas nrog tus tswj hluav taws xob xws li 'MF-6402402' uas yog dc rau dc hloov pauv, kom tau qhov hluav taws xob uas koj xav tau. Lawv tus nqi tseem tau qhia hauv cov npe khoom.

-Breadboard: Lub rooj yas siv los tuav cov khoom siv hluav taws xob. Tsis tas li, txhawm rau txuas cov khoom siv hluav taws xob rau lub zog siv hluav taws xob.

-Wires: Siv los txuas cov khoom siv hluav taws xob mus rau lub khob cij.

-Push-khawm: Nws tau siv ua lub pob pib, yog li thaum peb nias nws lub neeg hlau ua haujlwm.

-Ultrasonic sensor: Siv los ntsuas kev deb, nws ua rau muaj suab nrov ntau thiab suav lub sijhawm sib nrug ntawm kev xa cov teeb liab thiab tau txais ncha. Nws tau siv los tshuaj xyuas yog tias cov txiv qaub tau tuav los ntawm tus tuav lossis yog tias nws swb.

II) Lwm yam khoom siv:

-Plastic rau 3d luam ntawv

-3mm ntoo los xij rau laser txiav

-Hlau ncej

-Blades

-Qhov khoom siv: Nws tau lo rau ob sab ntawm tus tuav, yog li tus tuav tuav cov ceg txiv qaub thaum txiav nws.

-Ntsia Hlau

-Belt los txuas cov hlua, tus qauv 365 T5 txoj siv

-8mm ncig cov kabmob, sab nrauv yog 22mm.

Kauj Ruam 4: Luam Ntawv 3D thiab Laser Txiav

Ua tsaug rau laser txiav thiab 3d tshuab luam ntawv pom ntawm Fablab, peb tsim cov khoom peb xav tau rau peb cov neeg hlau.

I- Qhov chaw peb tau txiav laser yog:

-Qhov neeg hlau

-Cov kev txhawb nqa rau lub cev muaj zog ntawm thawj caj npab

-Txoj kev txhawb nqa ntawm thawj caj npab

-Plate ntawm 2 caj npab

-Lub hauv paus ntawm tus tuav

-Kev sib txuas ntawm tus tuav thiab caj npab.

-Ob sab ntawm tus tuav

-Cov kev txhawb nqa rau cov kabmob, kom ntseeg tau tias lawv tsis plam lossis txav los ntawm lawv txoj haujlwm, txhua tus kabmob haum yog ob txheej 3mm+4mm, txij li qhov tuab ntawm cov kabmob yog 7mm.

Nco tseg: koj yuav xav tau daim ntawv 4mm me me ntawm ntoo, rau qee qhov me me uas lawv xav tau los txiav laser. Tsis tas li, koj yuav pom hauv CAD tsim qhov tuab uas yog 6mm, lossis lwm qhov tuab uas yog ntau ntawm 3, tom qab ntawd koj xav tau ntau txheej txheej ntawm laser txiav ntu ntawm 3mm, uas yog tias muaj 6mm tuab, tom qab ntawd koj xav tau 2 txheej 3mm ib.

II- Tshooj peb yuav tsum luam tawm 3D:

-Txhua tus pulleys: tau siv los txuas txhua lub cav rau caj npab nws yog lub luag haujlwm txav mus los.

-Txoj kev txhawb nqa lub cev ntawm ob txhais caj npab

-Txoj kev txhawb nqa rau lub hauv paus, uas tau tsau hauv qab txoj siv los ua kom muaj zog rau nws thiab nce kev nruj. Nws tau txuas nrog cov kabmob uas siv cov kab hlau puag ncig.

-Tau daim duab plaub fab rau tus tuav, muab tso rau ntawm cov khoom siv kom tuav tau cov ceg kom zoo thiab kom muaj kev sib txhuam kom cov ceg yuav tsis plam.

-Square ncej nrog 8mm puag ncig lub qhov, txhawm rau txuas daim hlau ntawm thawj caj npab, thiab lub qhov yog txhawm rau ntxig 8mm cov xim hlau kom ua rau tag nrho cov ncej muaj zog thiab tuaj yeem tuav tag nrho lub zog. Cov kab hlau puag ncig tau txuas nrog cov kabmob thiab ob sab ntawm caj npab kom ua tiav qhov sib hloov.

-Hexagonal puab ncej nrog 8mm puag ncig qhov rau tib qhov laj thawj zoo li lub xwmfab ncej

-Clamp los txhawb nqa cov hlua tes thiab cov phaj ntawm txhua txhais caj npab kom zoo nyob hauv lawv qhov chaw.

Hauv peb tus lej ntawm CAD, koj tuaj yeem nkag siab zoo tias kev sib sau ua ke li cas, thiab cov shafts tau txuas nrog thiab txhawb nqa li cas. Koj tuaj yeem pom yuav ua li cas lub xwmfab thiab cov duab hexagonal txuas nrog caj npab thiab lawv txuas nrog cov khoom siv li cas. Kev sib dhos tag nrho tau muab rau hauv cov duab no.

Kauj Ruam 5: Cov Neeg Ua Haujlwm Sib Koom

Kev sib dhos ntawm txhua tus neeg hlau muaj 3 cov kauj ruam tseem ceeb uas yuav tsum tau piav qhia, ua ntej, peb sib sau ua lub hauv paus thiab thawj caj npab, tom qab ntawd ob txhais caj npab mus rau thawj tus, thiab thaum kawg tuav mus rau ob txhais caj npab.

Sib dhos ntawm lub hauv paus thiab thawj caj npab:

Ua ntej, tus neeg siv yuav tsum sib sau ua ke cov ntu hauv qab no cais:

-Cov ob sab ntawm cov pob qij txha nrog cov kabmob sab hauv.

-Cov kev txhawb nqa lub cev muaj zog nrog lub cev muaj zog, thiab cov khoom me me.

-Cov kev txhawb nqa symmetric rau lub me me.

-Txhua tus ncej, lub log loj, caj npab, thiab cov clamps.

-Cov "kev nruj" kev txhawb nqa lub phaj txhawb nqa. Tom qab ntawd ntxiv cov kabmob thiab cov ncej.

Tam sim no, txhua qhov kev sib sau ua ke yog nyob rau hauv qhov chaw kom txuas nrog ua ke.

Nco tseg: kom ntseeg tau tias peb tau txais qhov nrawm ntawm txoj siv peb xav tau, txoj haujlwm ntawm lub cev muaj zog tuaj yeem hloov kho, peb muaj lub qhov ntev kom qhov kev ncua deb ntawm lub pulleys tuaj yeem nce lossis txo qis thiab thaum peb tshuaj xyuas nro yog qhov zoo, peb txuas lub cav mus rau lub hauv paus los ntawm cov ntsia liaj qhov rooj thiab kho kom zoo. Ntxiv rau qhov no, cov kabmob tau tsau rau ntawm qhov chaw uas nws ua rau lub zog siv txoj siv kom nce kev nruj, yog li thaum txoj siv txav cov kabmob tig, thiab tsis muaj teeb meem ntawm kev sib txhuam.

Sib dhos ntawm ob txhais caj npab rau thawj:

Cov khoom yuav tsum tau sib sau ua ke sib cais:

-Qhov caj npab sab xis, nrog lub cev muaj zog, nws txhawb nqa, rub, thiab nrog rau cov kabmob thiab nws cov khoom txhawb nqa. Ib lub hau ntswj kuj tau muab los txhawm rau txhawm rau rub lub tog raj kheej raws li rau ntu yav dhau los.

-Lub caj npab sab laug nrog ob tus kabmob thiab lawv cov kev txhawb nqa.

-Lub pulley loj tuaj yeem xaub ntawm tus ncej hexagonal nrog rau sab caj npab, thiab cov clamps tsim los kho lawv txoj haujlwm.

Tom qab ntawd peb muaj ob txhais caj npab npaj los tso rau hauv nws txoj haujlwm, lub cev ntawm ob txhais caj npab tau muab tso rau ntawm thawj tus, nws txoj haujlwm kuj tseem tuaj yeem kho kom mus txog qhov zoo tshaj plaws nruj thiab zam kev swb ntawm txoj siv, tom qab ntawd lub cev muaj zog kho nrog txoj siv ntawm txoj haujlwm no.

Sib dhos ntawm gripper:

Kev sib dhos ntawm tus tuav no yooj yim thiab nrawm. Raws li rau yav dhau los los ua ke, ntu tuaj yeem sib sau ua ke ib leeg ua ntej yuav txuas rau sab caj npab tag nrho:

-Qhov txuas lub puab tsaig txav mus rau lub taub hau ntawm lub cav, nrog kev pab los ntawm cov yas ib feem uas los nrog lub cev muaj zog.

-Ntsia lub cav mus rau kev txhawb nqa.

-Ntsia qhov kev txhawb nqa ntawm lub sensor rau hauv kev txhawb nqa ntawm tus tuav.

-Muab lub sensor tso rau hauv nws qhov kev txhawb nqa.

-Muab cov khoom muag muag rau ntawm tus tuav, thiab kho qhov 3d luam tawm ib feem ntawm lawv

Lub gripper tuaj yeem sib dhos tau yooj yim rau ob txhais caj npab, tsuas yog siv lub tshuab txiav laser txhawb lub hauv paus ntawm tus tuav los ntawm caj npab.

Qhov tseem ceeb tshaj plaws yog kev kho cov hniav sab saum toj ntawm caj npab thiab nyob deb li cas ntawm cov hniav nyob sab nraum tus tuav, yog li nws tau ua tiav los ntawm kev sim thiab ua yuam kev kom txog thaum peb mus txog qhov chaw muaj txiaj ntsig tshaj plaws peb tuaj yeem tau txais rau cov hniav qhov twg txiav thiab tuav yuav tsum tshwm sim ntawm yuav luag tib lub sijhawm.

Kauj Ruam 6: Kev Sib Txuas ntawm Cov Khoom Siv Hluav Taws Xob

Hauv lub voj voog no, peb muaj peb lub cav servo, ib lub tshuab ntsuas ultrasonic, ib lub laub khawm, Arduino, thiab lub zog siv.

Lub zog hluav taws xob tso tawm tuaj yeem hloov kho raws li peb xav tau, thiab txij li txhua qhov kev pabcuam thiab ua haujlwm ultrasonic ntawm 5 Volts, yog li tsis xav tau tus tswj hluav taws xob, peb tsuas tuaj yeem tswj cov khoom siv hluav taws xob kom yog 5V.

Txhua qhov kev pabcuam yuav tsum txuas nrog Vcc (+5V), hauv av, thiab teeb liab. Lub ntsuas hluav taws xob ultrasonic muaj 4 tus pin, ib qho txuas nrog Vcc, ib qho rau hauv av, thiab lwm ob tus pin yog txhais thiab echo pins, lawv yuav tsum txuas nrog cov pins digital. Lub laub-khawm txuas nrog hauv av thiab rau tus lej digital.

Txog rau Arduino, nws yuav tsum tham nws lub zog los ntawm lub zog siv, nws tsis tuaj yeem siv hluav taws xob los ntawm lub khoos phis tawj lossis nws lub xov tooj, nws yuav tsum muaj qhov av ib yam li cov khoom siv hluav taws xob txuas nrog nws.

!!

- Koj yuav tsum ntxiv lub zog hloov pauv, thiab lub zog rau Vin nrog 7V.

-Thov nco ntsoov tias nrog qhov kev sib txuas no, koj yuav tsum tshem Arduino chaw nres nkoj los ntawm koj lub PC txhawm rau hlawv nws, lwm qhov koj yuav tsum tsis txhob siv 5V tus pin tso tawm raws li kev nkag.

Kauj Ruam 7: Arduino Code thiab Flow Chart

Lub hom phiaj ntawm lub caj npab neeg hlau nrog tus tuav yog khaws cov txiv qaub thiab muab tso rau lwm qhov, yog li thaum tus neeg hlau nyob, peb yuav tsum thawb lub pob pib thiab tom qab ntawd nws mus rau qee qhov chaw uas pom cov txiv qaub, yog tias nws tuav cov txiv qaub, tus tuav yuav mus rau txoj haujlwm zaum kawg kom muab cov txiv qaub tso rau hauv nws qhov chaw, peb tau xaiv txoj haujlwm zaum kawg ntawm kab rov tav, qhov twg lub zog xav tau yog qhov siab tshaj, los ua pov thawj tias tus tuav yog muaj zog txaus.

Tus neeg hlau tuaj yeem ncav cuag txiv qaub:

Hauv txoj haujlwm peb tau ua, peb tsuas nug tus neeg hlau kom txav caj npab mus rau qee txoj haujlwm uas peb tso cov txiv qaub. Zoo, muaj lwm txoj hauv kev los ua qhov ntawd, koj tuaj yeem siv cov kinematics rov qab los txav caj npab, los ntawm kev muab nws (x, y) kev sib koom ua ke ntawm cov txiv qaub, thiab nws suav ntau npaum li cas txhua lub cav yuav tsum tig kom cov gripper nce mus txog cov txiv qaub.. Qhov twg lub xeev = 0 yog thaum lub pob pib tsis raug thawb kom caj npab nyob ntawm qhov chaw pib thiab tus neeg hlau tsis txav mus, thaum lub xeev = 1 yog thaum peb nias lub pob pib thiab tus neeg hlau pib.

Kis kab mob sib kis:

Hauv cov duab muaj qhov piv txwv ntawm kev hloov pauv kinematics, koj tuaj yeem pom peb daim duab kos, ib qho rau thawj txoj haujlwm thiab lwm qhov ob rau txoj haujlwm zaum kawg. Yog li koj pom, rau txoj haujlwm zaum kawg-tsis hais nws nyob qhov twg- muaj ob txoj hauv kev, lub luj tshib nce thiab lub luj tshib, koj tuaj yeem xaiv yam koj xav tau.

Wb nqa lub luj tshib los ua piv txwv, txhawm rau ua kom tus neeg hlau txav mus rau nws txoj haujlwm, ob lub kaum sab xis yuav tsum tau suav, theta1 thiab theta2, hauv cov duab kuj koj pom cov kauj ruam thiab sib npaug los xam theta1 thiab theta2.

Nco ntsoov tias, yog tias pom qhov teeb meem nyob deb li tsawg dua 10 cm, tom qab ntawd cov txiv qaub tau tuav thiab tuav los ntawm tus tuav, thaum kawg peb yuav tsum xa nws mus rau txoj haujlwm zaum kawg.

Kauj Ruam 8: Khiav Tus Neeg Hlau

Tom qab txhua yam uas peb tau ua ua ntej, ntawm no yog cov vis dis aus ntawm tus neeg hlau ua haujlwm, nrog lub ntsuas pa, thawb-khawm, thiab txhua yam ntxiv ua haujlwm raws li nws yuav tsum tau ua. Peb kuj tau ua qhov kev sim co ntawm tus neeg hlau, kom ntseeg tau tias nws ruaj khov thiab thaiv tau zoo.

Kauj Ruam 9: Xaus

Txoj haujlwm no tau muab peb cov kev paub zoo los daws cov haujlwm zoo li no. Txawm li cas los xij, tus neeg hlau no tuaj yeem hloov kho thiab muaj qee qhov ntxiv qhov tseem ceeb xws li ntsuas cov khoom kom pom cov txiv qaub, lossis tej zaum yog qib thib peb ntawm kev ywj pheej yog li nws tuaj yeem txav ntawm ntoo. Tsis tas li, peb tuaj yeem ua nws tswj hwm los ntawm daim ntawv thov mobile lossis los ntawm cov keyboard yog li peb txav nws raws li peb xav tau. Peb vam tias koj nyiam peb txoj haujlwm thiab ua tsaug tshwj xeeb rau cov saib xyuas ntawm Fablab rau kev pab peb.