Роботизированная рука, управляемая перчаткой: 6 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Цель: получить опыт и навыки решения проблем, создав проект, который нужно завершить

Схема - используйте перчатку для подключения через Arduino для управления трехмерной роботизированной «рукой». Каждое из сочленений на руке с трехмерной печатью имеет сервопривод, который подключается к датчику изгиба перчатки и перемещается пропорционально тому, насколько сильно согнут палец.

Шаг 1: Список материалов

Резисторы 3-10 кОм

3- резисторы датчика изгиба

3- сервоприводы

Макетная плата

Ардуино Уно

Провода

Застежки-молнии

4- 3-D печатные части

Я прикрепил ссылки на те материалы, которые использовал, чтобы их можно было легко найти, даже если вы делаете заказ не по этим ссылкам.

Резисторы 3-10к

3- резисторы для гибких датчиков

3- сервоприводы

Шаг 2: Подключение

Образ проводки в том виде, в котором я ее настроил, находится в файле fritzing. Электропроводку лучше всего рассматривать в двух разных частях. 1) Подключения от макета и Arduino к трехмерной печатной «руке» 2) Подключения от макета и Arduino к перчатке.

Подключение рычага с трехмерной печатью Провода, подключенные к контактам 11, 10, 9, а также положительная и отрицательная области, подключены к 3 различным сервоприводам. Черные провода сервопривода подключаются к отрицательным областям, а именно к отрицательной колонке на макетной плате. Красные провода сервопривода подключаются к положительным областям, а именно к положительной колонке на макетной плате. Наконец, желтые сигнальные провода подключаются к Arduino.

В моей настройке штырь 9 соединяется с базовым сервоприводом и управляется большим пальцем. В моей настройке штифт 10 соединяется с верхним сервоприводом и управляется средним пальцем. В моей настройке штифт 11 соединяется со средним сервоприводом и управляется указательный палец

2) Перчаточные соединения. На гибких датчиках доступны два соединения: на стороне с тонкой линией проходит соединение как с сигнальной, так и с отрицательной клеммой. Сторона с более толстым рисунком - это соединение с положительной клеммой. На стороне, где вы подключаете сигнальный и отрицательный провод, прикрепите резистор 22 кОм и вторичный провод. Провод идет прямо к отрицательной клемме через макетную плату. Резистор одним концом подключается к датчику изгиба, а другой подключается к проводу, который идет к макетной плате, прежде чем подключать аналог Arduino к контактам. Я использовал три аналоговых контакта: A0, A1, A2. Затем другое соединение гибкого датчика идет к макетной плате и подключается к положительной колонке на макетной плате. На файле fritzing есть вторичный более четкий рисунок, на котором показаны положительные, отрицательные и сигнальные соединения.

(Примечание. Большинство физических соединений проводов, не находящихся на макетной плате, были припаяны, а для защиты соединений использовалась термоусадочная пленка)

Последними компонентами проводки являются соединения от источника питания 5 В на Arduino с положительным столбцом, а земля (GND) подключается к отрицательному столбцу. Есть также полосы, проходящие через макетную плату, которые соединяют отрицательные столбцы вместе на обоих концах платы и положительные столбцы вместе на любом конце платы.

Дополнительное примечание - можно использовать более длинные провода, чтобы увеличить провисание между макетной платой и перчаткой или макетной платой и рычагом с трехмерной печатью, если это необходимо.

Шаг 3: Подключение и объяснение кода

Основа программы аналогична программе поворота ручки в Arduino и в целом работает как потенциометр. Датчики изгиба на перчатке отправляют сигналы, основанные на изменении положения, когда пальцы на перчатках перемещаются, изменение положения отправляет сигнал на Arduino, который затем вызывает изменение трехмерной «руки» в той же пропорции.

В коде 3 сервопривода определены под выводами 9, 10, 11. Аналоговые выводы A0, A1, A2 подключают потенциометр.

В пустом сетапе сервоприводы прикреплены к штифтам.

Тогда цикл void состоит из использования 3 функций analogRead, map, write и delay.

analogRead - считывает значение с аналоговых выводов (тех, которые связаны с потенциометром) и выдает значение от 0 до 1023.

Map- (value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh) функция карты изменяет диапазон значений из аналогового считываемого значения с 500, 1000 на 0, 180, поскольку 0-180 - это диапазоны значений, которые сервопривод может читать, и имена новое значение под первым в списке

servoWrite - Arduino записывает значение в сервопривод и соответственно перемещает его позицию

Задержка - задержка заставляет программу ждать перед повторным циклом.

Шаг 4: Механическая структура деталей, напечатанных на трехмерном изображении

К нему прилагаются четыре файла STL, а также изображения и видео каждой из частей. Нет изображения сборки файлов, но есть изображение трехмерной печатной версии. Четыре различных элемента соединены через 3 сервопривода на каждом из шарниров. Базовая часть соединяется с плечом через сервоприводы, которые затем присоединяются к первому напильнику руки, а затем, наконец, ко второму напильнику руки.

Шаг 5: Механическая конструкция перчатки

Конструкция перчатки была довольно простой, датчики изгиба были приклеены к трем пальцам перчатки горячим способом, а для фиксации проводов использовались стяжки.

Примечание. Было обнаружено, что, если эти конкретные датчики изгиба, которые использовались, становятся слишком грязными, это может начать влиять на работу датчиков изгиба, поэтому на датчики были помещены кусочки ленты, чтобы они оставались чистыми.

Дополнительное примечание. Движение трехмерной руки может быть немного прерывистым, когда для его питания используется только USB-шнур, идущий к Arduino, это можно улучшить, подключив больше энергии через батареи и подключив положительные и отрицательные клеммы. к положительным и отрицательным столбцам на макете