Роботизированная рука, напечатанная на 3D-принтере: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Это ремикс роботизированной руки, созданной Райаном Гроссом:

Запасы

В данном Руководстве используются следующие продукты. Вы можете найти разные варианты, так как все это стандартные детали и электроника. Обратите внимание, что некоторые детали, напечатанные на 3D-принтере, были адаптированы для этих предметов, поэтому ваш пробег может отличаться. Я включил файлы Fusion360 на страницу Thingiverse на случай, если вам нужно внести незначительные изменения.

• 4x сервопривод 25T:
• 4 сервопривода TowerPro MG996R 10 кг:
• 8x 8-миллиметровые винты с потайной головкой M3 - вы можете использовать более короткие винты, но я использовал 8-миллиметровые, и у меня не было проблем с зазором внутри части цевья.
• 12 винтов M3 с головкой под ключ 10 мм. В этом проекте можно использовать 20, но не обязательно.
• 12 квадратных гаек M3 5,5x1,8 мм: https://www.amazon.co.uk/gp/product/B075YSD5TN/ В этом проекте можно использовать 20, но не обязательно.
• Эластичный нейлон 3 мм / амортизатор (5 м)
• Микро сервопривод MG90S с сервоприводом
• Arduino или аналогичный микроконтроллер
• Плата ШИМ / сервоконтроллера
• Батареи / Источник питания ~ 5-6В

Шаг 1: Подготовка сервошкивов

Подготовьте следующее:

• 4 сервошкива (3D-печать)
• 4x сервопривода
• 8 винтов с потайной головкой M3

1. Проденьте рог сервопривода через отверстие в шкиве сервопривода так, чтобы зубчатый паз слегка выступал через основание шкива.
2. Вверните два винта с потайной головкой через отверстия шкива и рожка.
3. Повторите для всех 4 шкивов.

Шаг 2: Обеспечение безопасности сервоприводов

Подготовьте следующее:

• Держатель сервопривода (3D-печать)
• 4 сервопривода TowerPro MG996R 10 кг
• 8x (минимум) 10 мм винтов M3
• 8x (минимум) квадратных гаек M3

1. Вставьте квадратные гайки в ловушки. Возможно, вам придется аккуратно расположить их так, чтобы они совпадали с отверстиями сервопривода.
2. Закрепите сервопривод на держателе винтами. Будьте осторожны, чтобы не перетянуть их, вам просто нужно удерживать моторы на месте. Вы можете использовать все отверстия в держателе, но это не обязательно. На фотографиях я использовал только два на сервопривод.
3. Повторите для всех 4 сервоприводов. Ориентация важна: убедитесь, что зубчатый вал 25T расположен ближе к центральным стойкам держателей.
4. Кабельная организация важна! Пропустите кабели через отверстие между центральными стойками. Они будут проходить через кожух предплечья.

Шаг 3: Добавление серво шкивов к сервоприводам

Подготовьте следующее:

• Завершенный держатель сервопривода
• 4 готовых серво шкива
• 4 x 4 мм винта M3 (обычно идут в комплекте с сервоприводами)

1. Прижмите каждый шкив к каждому валу двигателя. Точная ориентация сейчас не имеет значения - вы измените ее позже.
2. Закрепите шкив винтом. Мой пришел с сервоприводами, но проверьте содержимое тех, которые вы заказываете, на случай, если вам нужно будет приобрести их отдельно.

Сборка сервопривода завершена

Шаг 4: сборка руки

Подготовьте следующее:

• Ладонь (3D-печать)
• Пальцы (3D-печать
• Эластичный нейлоновый шнур
• Микро сервопривод MG90S

1. Проденьте один конец нейлонового шнура через одно из отверстий на тыльной стороне ладони и через отверстия в соответствующем пальце. Если вам трудно протолкнуть шнур из-за обтрепанных концов, попробуйте обмотать его лентой, чтобы конец проходил более гладко.
2. Снова намотайте нейлон петлей на себя, через вторую группу отверстий в пальце и, наконец, через другое отверстие на ладони.
3. Затяните нейлон и завяжите два конца шнура двойным узлом. Попробуйте согнуть палец и убедиться, что он снова встал прямо вверх. В противном случае вам нужно будет связать концы вместе плотнее.
4. Обрежьте концы шнура вплотную к узлу. Может быть хорошей идеей опалить концы нейлона паяльником, чтобы они не истирались, но это не всегда необходимо.
5. Повторите шаги 1–4 для оставшихся 3 пальцев. Несмотря на то, что я продемонстрировал все отпечатанные пальцы, вы можете захотеть смешать и подобрать разную длину / ширину в соответствии с вашими потребностями.
6. Свяжите большой палец таким же способом, как описано выше.
7. Установите Micro Servo (с прилагаемым рожком сервопривода) на большой палец. Он должен быть запрессован (постарайтесь не сломать двигатель), но пятно клея может помочь удержать его на месте. Не волнуйтесь, вы можете снять мотор, открутив его от рожка, используя отверстие в шарнире для большого пальца.
8. Проденьте кабель через отверстие в ладони и вставьте мотор в его прорезь. (Дизайн, который вы скачаете, может немного отличаться от показанного, так как он немного зажимает кабель, когда вы вставляете двигатель.)

Рука готова

Шаг 5: прикрепление пальцев к сервоприводам

Подготовьте следующее:

• Сервоприводы в держателе
• Построенная ладонь
• Предплечье (3D-печать)
• Запястье (3D-печать)
• Пластиковый клей
• Arduino (или аналогичный микроконтроллер) - я использовал Arduino Uno.
• Плата сервоконтроллера - я использовал 16-канальный 12-битный PWM / Servo Shield Adafruit.
• Леска
• 4 винта M3x10 мм
• 4 квадратные гайки M3

1. Подключите сервоприводы к плате сервоконтроллера. Выберите заказ, который вам подходит. Я подключил передние сервоприводы к портам 0 и 2, а задние - к 4 и 6.
2. Загрузите файл проекта калибровки сервопривода с GitHub. Скорее всего, вам придется изменить значения в зависимости от того, как вы подключили сервоприводы, или если у них немного другой диапазон энкодера. Вы несете ответственность за этот этап, поэтому будьте осторожны, чтобы не проезжать мимо их безопасной точки для поворота.
3. Запустите программу так, чтобы все сервоприводы были в крайнем переднем положении.
4. Снимите рожки сервопривода и поверните их в соответствии с фотографиями. Это дает им наилучшее положение, чтобы отвести пальцы, когда они были соединены через леску. Проверьте это, повернув сервоприводы назад, они должны закончиться так, как показано на следующей фотографии.
5. Обратите внимание, как вы подключили сервокабели. Теперь отсоедините их, чтобы вы могли пропустить кабели через прокладку в предплечье, и снова подсоедините их снизу. Если возможно, проденьте кабель сервомотора для большого пальца также через трассу (от верхней части предплечья).
6. Приклейте запястье к руке. Есть только одна ориентация, которая позволит им соединиться вместе. Убедитесь, что кабель от мотора Thumb проходит через более длинный разъем на запястье.
7. Проденьте леску через пальцы, ладонь, направляющую для запястья, а затем через направляющую сервопривода. Затем проденьте каждую линию через один из рожков сервопривода. Четвертый и мизинец должны быть на одном роге. Убедитесь, что леска заправлена так, чтобы она не терлась о другие нити.
8. Завяжите узелки на каждом роге, оставляя линию на конце пальца свободной. Оставьте достаточно слабины, чтобы позже завязать узлы.
9. Закрепите держатель сервопривода на цевье с помощью винтов и гаек в зажимах для гаек.
10. Приклейте запястье к верхней части предплечья.
11. Завяжите узелки на кончиках каждого пальца. Вы можете обнаружить небольшое провисание лески, что является нормальным явлением. Чтобы снова натянуть леску, снимите рожки сервопривода и поверните их от руки, пока леска не будет обучена. Затем снова закрепите рожки на сервоприводах.
12. Проверьте руку, запустив программу, которая сжимает кулак.

Если все работает, вы готовы к работе! Отличная работа

Шаг 6: Завершение

Основная конструкция готова, и вы готовы играть со своим новым роботом!

Найдите время, чтобы понять свои двигатели, свой микроконтроллер и их ограничения. Попробуйте создать какое-нибудь приложение, которое им управляет, например, библиотеку на выбранном вами языке. Взломайте части (все файлы дизайна включены на страницу Thingiverse) и сделайте их лучше - если вы это сделаете, напишите мне, и, возможно, он перейдет в следующую версию!

Самое главное - получайте удовольствие и продолжайте учиться:)