Tele Operated Bionic Arm: 13 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

I denne Instructable vil vi lave en teleopereret bionisk arm, som er en robotarm, der ligner menneskelig hånd med seks frihedsgrader (fem til figurer og en til håndled). Det styres med menneskelig hånd ved hjælp af en handske, der har fleksible sensorer tilsluttet fingerfeedback og IMU til håndledsvinkelfeedback.

Disse er håndens hovedtræk:

1. En robothånd med 6 frihedsgrader: Fem for hver finger styret af strenge fastgjort til servo og håndledsbevægelse igen udført ved hjælp af en servo. Da alle frihedsgrader styres ved hjælp af en servo, har vi ikke brug for ekstra sensorer til feedback.
2. Flex -sensorer: Fem flex -sensorer er fastgjort til en handske. Disse flexsensorer giver feedback til mikrostyret, som bruges til at styre den bioniske arm.
3. IMU: IMU bruges til at få håndledets vinkel.
4. To evive (Arduino-baserede mikrokontroller) bruges: Den ene er fastgjort til handsken for at få håndledsvinkel og fleksibel bevægelse, og den anden er fastgjort til den bioniske arm, der styrer servoerne.
5. Begge evive kommunikerer med hinanden ved hjælp af Bluetooth.
6. To ekstra frihedsgrader gives for at give den bioniske arm X og Z planbevægelse, som yderligere kan programmeres til at udføre komplekse opgaver som PICK AND PLACE ROBOTS.
7. De to ekstra bevægelser styres ved hjælp af et joystick.

Som nu har du fået en kort idé om, hvad vi har gjort i denne bioniske arm, lad os gå igennem hvert trin i detaljer.

Trin 1: Hånd og forarm

Vi har ikke designet hele hånden og forarm os selv. Der er mange designs til hånd og forarm let tilgængelige på internettet. Vi har taget et af designet fra InMoov.

Vi har lavet den højre hånd, så det er de dele, der skal 3D -printes:

• 1x tommelfinger
• 1x indeks
• 1x Majeure
• 1x Auriculaire
• 1x Pinky
• 1x Bolt_entretoise
• 1x Håndledsstørrelse
• 1x håndled
• 1x overflade
• 1x dækfinger
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x rotawrist2
• 1x rotorrist 1
• 1x rotawrist3
• 1x WristGears
• 1x Kabelholder Holder

Du kan få hele monteringsvejledningen her.

Trin 2: Z -akse -design

Vi har designet en brugerdefineret del fastgjort for enden af forarmen, som har åbninger til leje og blyskrue. Lejet bruges til at lede armen i z -aksen, og aksens bevægelse styres ved hjælp af bly- og skruemekanisme. I blyskruemekanismen, når den skruelignende aksel roterer, konverterer skruens møtrik denne roterende bevægelse til lineær bevægelse, hvilket resulterer i lineær bevægelse af armen.

Ledeskruen drejes ved hjælp af en trinmotor, hvilket resulterer i præcis bevægelse af robotarmen.

Trinmotoren, aksler og blyskrue er alle fastgjort til en brugerdefineret 3D-printet del, mellem hvilken robotarmen bevæger sig.

Trin 3: X -aksens bevægelse og ramme

Som nævnt i det foregående trin blev en anden brugerdefineret del designet til at holde trinmotoren og akslerne. Den samme del har også huller til leje og møtrik, der bruges til blyskruemekanisme til X - akse bevægelse. Stepmotor og akselunderstøtning er monteret på en aluminiumsramme lavet med 20 mm x 20 mm t-slot aluminiumsprofiler.

Det mekaniske aspekt af projektet er udført, nu kan vi se elektronik.

Trin 4: Kørsel af trinmotoren: A4988 førerkredsløbsdiagram

Vi bruger evive som vores mikro-controller til at styre vores servoer og motorer. Disse komponenter er nødvendige for at styre trinmotoren ved hjælp af et joystick:

• XY joystick
• Jumper Wires
• A4988 motor driver
• Et batteri (12V)

Ovenstående er kredsløbsdiagrammet.

Trin 5: Stepper Motor Code

Vi bruger BasicStepperDriver bibliotek til at styre stepper motor med evive. Koden er enkel:

• Hvis aflæsning af X-aksen potentiometer er større end 800 (analog læsning 10-bit), flyttes griberen op.

• Hvis X-aksens potentiometeraflæsning er mindre end 200 (analog læsning 10-bit), flyttes griberen nedad.

• Hvis Y-aksens potentiometeraflæsning er større end 800 (analog læsning 10-bit), flyttes griberen mod venstre.
• Hvis Y-aksens potentiometeraflæsning er mindre end 200 (analog læsning 10-bit), skal griberen flyttes mod højre.

Koden er angivet nedenfor.

Trin 6: Flex -sensorer

Denne flex sensor er en variabel modstand. Flex -sensorens modstand øges, når komponentens krop bøjer. Vi har brugt fem 4,5 lange flexsensorer til fingerbevægelse.

Den enkleste måde at integrere denne sensor i vores projekt var ved at bruge den som spændingsdeler. Dette kredsløb kræver en modstand. Vi vil bruge en 47kΩ modstand i dette eksempel.

Flex-sensorerne er fastgjort til analog pin A0-A4 på evive.

Givet ovenfor er en af de potentielle divider kredsløb med evive.

Trin 7: Kalibrering af flexsensor

"loading =" doven "slutresultat var fantastisk. Vi var i stand til at kontrollere den bioniske arm ved hjælp af en handske.

Evive er en one-stop elektronisk prototypeplatform til alle aldersgrupper for at hjælpe dem med at lære, bygge, fejlsøge deres robotik, indlejrede og andre projekter. Med en Arduino Mega i centrum, tilbyder evive en unik menubaseret visuel grænseflade, der fjerner behovet for at omprogrammere Arduino gentagne gange. evive tilbyder IoT -verdenen med strømforsyninger, sensorik og aktuatorer i en lille bærbar enhed.

Kort sagt hjælper det dig med at bygge projekter/prototyper hurtigt og nemt.

For at udforske mere, besøg her.