Роботизированная рука ASL (слева): 9 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

В этом семестре проект заключался в создании трехмерного печатного робота для левой руки, способного демонстрировать алфавит американского жестового языка глухим и слабослышащим людям в классе. Возможность продемонстрировать американский язык жестов в классе без присутствия переводчика облегчит жизнь студенту, а также университету или учреждению. Предлагаемое решение поможет значительно более эффективно преодолеть разрыв между слухом и людьми с нарушениями слуха. Язык жестов - это жесты, которые передают языки с помощью движений рук. Исследования показывают тенденцию к увеличению потребности в устном переводе на язык жестов. Ожидается, что в течение следующих пяти лет спрос на переводчиков с языка жестов вырастет на 20%. Продукт нашей группы сэкономит время, деньги и принесет пользу школам, поскольку обеспечивает постоянное присутствие переводчика.

Запасы

• Мотор- MG996R (5x)
• Клеи с технологией Superglue-Pacer (Zap) Zap-A-Gap
• Ардуино Уно
• Кабель - Trilene 20 фунтов 650 ярдов
• Источник питания постоянного тока Extech Instruments
• Нить накала-PLA (3D-принтер)
• 3д принтер
• Драйвер двигателя - 12-разрядный драйвер серводвигателя с ШИМ
• 1,4 мм., 2,0 мм., 3,0 мм., 4,0 мм. Отвертка с крестообразным шлицем

Шаг 1: сборка пальца

Шаг 1a) Отправьте детали на 3D-принтер, чтобы начать процесс.

Шаг 1b) После того, как ваши пальцы будут распечатаны, убедитесь, что каждый палец отделен от другого, чтобы не смешивать кусочки вместе. Чтобы эффективно собрать каждый палец, пометьте все шесть компонентов от самого большого до самого маленького цифрами от 1 до 6.

Шаг 1c) Затем, используя клей Krazy или любой другой прочный клей, склейте компоненты 2 и 3 вместе, убедившись, что они смотрят в одном направлении. Каждый компонент имеет прямоугольную выемку, предназначенную для выравнивания компонентов при их склейке. Повторите этот шаг и склейте детали 4 и 5.

Шаг 1г) После того, как клей высохнет, начните соединять компоненты с помощью отрезка 3-миллиметровой нити. Однако, если у вас нет нити накала, вам нужно будет приобрести несколько 3-миллиметровых винтов в любом местном магазине оборудования. Примечание. Возможно, вам придется подпилить напечатанный на 3D-принтере материал в точках, где они соединяются друг с другом, чтобы обеспечить движение жидкости между стыками.

Шаг 2: Ручная сборка

Шаг 2а) Собрав каждый палец, прикрепите большой палец. Сделайте это, взяв собранный большой палец и подключив его к части большого левого запястья и используя небольшой напечатанный на 3D-принтере болт-антретуаз.

Шаг 2b) Затем вы прикрепите указательный и средний пальцы, используя ту же 3-миллиметровую нить, которая использовалась для других суставов. После того как вы прикрепите указательный и средний пальцы, безымянный и мизинец прикрепятся так же, как и большой палец.

Примечание. Используя тот же напечатанный на 3D-принтере болт, соедините пальцы с большим корпусом левого запястья.

Шаг 3: заправьте кабель

Шаг 3а) После сборки каждого пальца. Начните продевать кабель через запястье (обратите внимание на три отверстия внизу), используя верхнее отверстие, и продолжайте через ладонь, пока не дойдете до кончика пальца.

Примечание. Убедитесь, что кабель продет до верхней части пальца достаточно, чтобы снова пропустить его через второе отверстие в верхней части пальца.

Шаг 3b) Завяжите кабель посередине в узел, а затем обмотайте узел изолентой, чтобы кабель не наматывался через руку.

Шаг 3c) Когда это будет завершено, проденьте леску обратно через второе отверстие на кончике пальца (не кончик пальца, который будет служить колпачком после завершения заправки кабеля) и продолжайте продевать леску через тыльная сторона руки заканчивает линию на третьем отверстии запястья, оставляя среднее отверстие открытым.

Шаг 4: Сборка предплечья

Шаг 4a) В процессе сборки предплечья с использованием частей robpart1 и robpart2, создавая внешнюю оболочку предплечья путем суперслеивания двух частей вместе.

Шаг 4b) Как только суперклей высохнет, прикрепите сервопривод к основанию предплечья.

Примечание. Прежде чем прикреплять какие-либо другие компоненты, дождитесь полного высыхания двух частей.

Шаг 4c) Соберите предплечье, прикрепив запястье к предплечью. Запястье состоит из трех частей, которые нужно склеить. После того, как вы закрепите шов на запястье, приклейте коннектор для запястья к основанию запястья.

Шаг 5: Установите двигатели

Шаг 5а) Когда вы будете готовы установить двигатели, вам понадобятся пять серводвигателей и четыре винта для каждого двигателя (винты прилагаются к двигателям).

Примечание. Заказывая серводвигатели, ищите серводвигатели с металлическими редукторами для повышения производительности.

Шаг 5b) Три двигателя обращены в одном направлении, а два других - в противоположном, чтобы обеспечить правильную посадку двигателей с кабельной арматурой в правильном порте.

Шаг 5c) После того, как двигатели будут установлены на сервопривод, вам нужно будет распечатать переднюю часть ограждающего кабеля и заднюю часть ограждающего кабеля и прикрутить их к сервоприводу.

Шаг 6: прикрепите руку к запястью

Примечание: имейте в виду, что все линии на наручном центре разделены на две части: первая часть - это верхний ряд, а вторая часть - это нижний ряд наручного центра.

Шаг 6а) При прикреплении руки к запястью с помощью болта необходимо убедиться, что линии, выходящие из верхнего ряда наручного центра, проходят над болтом, а линия в нижнем ряду наручного центра проходит под болт.

Шаг 6b) Когда это будет завершено, зафиксируйте болт, используя стопорную гайку длиной 3 см. Осторожно, следя за тем, чтобы ни одна из строп не перекручивалась, протяните стропы через части RobWrist с 1 по 4, пока стропы не коснутся предплечья и не будут готовы к присоединению к серводвигателям.

Шаг 7. Присоедините линии к серводвигателям

Шаг 7a) После того, как серводвигатели приклеены или привинчены к основанию, вы можете приклеить напечатанное на 3D-принтере rob_ring к серво-шкиву, который входит в комплект поставки серводвигателя.

Шаг 7b) Затем приклейте шкив сервомотора к валу серводвигателя. Перед тем, как присоединить линию к серводвигателям, с помощью сценария Arduino установите все серводвигатели на девяносто градусов.

Шаг 7c) После того, как все пять шкивов сервопривода закреплены, установите все сервоприводы на ноль градусов, используя код на вашем компьютере.

Примечание: код добавлен в шаге 9. На этом этапе избегайте перемещения двигателей, иначе вам нужно будет сбросить их после подключения линии.

Шаг 7d) Поскольку двигатели теперь установлены на место, при прикреплении каждого отдельного пальца к его независимому серводвигателю убедитесь, что вы взяли оба конца лески и пропустили их через отдельные отверстия на шкиве сервомотора и затянули их так, чтобы напряжение, вызывающее сгибание пальца в вытянутом положении.

Шаг 7e) Когда палец полностью вытянут и между пальцем и серводвигателем нет лишней линии, завяжите квадратный узел, соединяющий линии на каждом отдельном шкиве сервомотора.

Необязательно: чтобы предотвратить скольжение в будущем с помощью суперклея или любого другого клея, вы можете приклеить квадратный узел к самому шкиву сервопривода. Повторите эту процедуру для каждого отдельного пальца.

Шаг 8: Подключение и питание

Шаг 8а) Подключите сервопривод Adafruit к Arduino Uno.

Примечание. Возможно, вам придется припаять контакты к сервоприводу.

Шаг 8b) Присоедините пальцы к сервоприводу в следующем порядке.

Большой палец = канал 0

Индекс = канал 1

Средний = канал 2

Кольцо = канал 3

Пинки = Канал 4

Шаг 8c) Найдите порт для подключения источника питания. Подключите провод + к правой стороне, а провод - к левой стороне.

Примечание. Правое верхнее изображение демонстрирует расположение каналов. На нижнем правом изображении показано подключение к источнику питания (зеленый = + и желтый = -).

Шаг 9: Настройка кода

Шаг 9a) Загрузите библиотеку Adafruit_PWMServoDriver.h с веб-сайта Adafruit.

Шаг 9b) Включите библиотеки Adafruit_PWMServoDriver.h и Wire.h

Примечание. Wire.h встроен в программное обеспечение arduino.

Шаг 9c) См. Прикрепленный файл кода.

Шаг 9d) Определите минимальную, максимальную и ширину импульса по умолчанию, а также частоту для ваших конкретных серводвигателей.

Примечание. Шаг 9d не требуется при использовании серводвигателей для робототехники TowerPro mg996r.