Хүүхэлдэй хянагчийг дуурайдаг Moslty 3D хэвлэсэн робот гар: 11 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Би Энэтхэгийн механик инженерийн оюутан бөгөөд энэ бол миний бакалаврын зэрэг олгох төсөл юм.

Энэхүү төсөл нь ихэвчлэн 3d хэлбэрээр хэвлэгддэг, 2 хуруутай бариултай 5 DOF бүхий хямд өртөгтэй робот гарыг хөгжүүлэхэд чиглэгддэг. Робот гарыг хүүхэлдэй хянагчаар удирддаг бөгөөд энэ нь роботын гарны ширээний загвар бөгөөд ижил эрх чөлөөтэй, үе нь мэдрэгчээр тоноглогдсон байдаг. Хянагчийг гараар удирдах нь робот гар нь хөдөлгөөнийг мастер-боолын хэв маягаар дуурайхад хүргэдэг. Систем нь ESP8266 WiFi модулийг өгөгдөл дамжуулах хэрэгсэл болгон ашигладаг. Мастер-боолын операторын интерфейс нь робот гарыг удирдахад сурахад хялбар арга юм. Nodemcu (Esp8266) нь микроконтроллер болгон ашигладаг.

Энэхүү төслийн цаад зорилго нь боловсролын зориулалтаар ашиглах боломжтой хямд өртөгтэй робот бүтээх явдал байв. Харамсалтай нь орчин үеийн ертөнцөд хувьсгал хийж буй ийм робот технологийн хүртээмж зөвхөн тодорхой байгууллагуудаар хязгаарлагдаж байна. Бид энэхүү төслийг нээлттэй эх сурвалж болгож, хувь хүмүүс өөрсдөө хийх, өөрчлөх, судлах боломжтой болгох зорилготой. Хямд өртөгтэй, бүрэн эх сурвалжтай байх нь оюутнуудад энэ чиглэлээр суралцах, судлах урам зориг өгөх болно.

Миний төслийн хамтрагчид:

• Шубхам лихар
• Никхил Коре
• Palash lonare

Тусгай талархал илэрхийлье:

• Акаш Нархеде
• Рам бокаде
• Анкит корд

энэ төсөлд тусалсанд баярлалаа.

Анхааруулга: Би энэ төслийн талаар блог эсвэл зааварчилгаа өгөх гэж хэзээ ч төлөвлөж байгаагүй тул одоогоор үүнийг баримтжуулах хангалттай мэдээлэл байхгүй байна. Энэхүү хүчин чармайлт нь төслийг эхлүүлснээс хойш удалгүй хийгдэж байгаа боловч би аль болох дэлгэрэнгүй мэдээллийг авчрахыг хичээсэн. Үүнийг илүү ойлгомжтой болгохын тулд та үүнийг дутуу дулимаг гэж үзэж магадгүй … ойлгосон гэж найдаж байна:) би удахгүй түүний ажиллаж байгаа болон бусад туршилтыг харуулсан youtube видеог оруулах болно.

Алхам 1: Тэгэхээр энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ?

Энэ бол миний хувьд энэ төслийн хамгийн сэтгэл хөдөлгөм зүйл юм.

(Би үүнийг үр дүнтэй эсвэл арилжааны зорилгоор ашиглах зөв арга гэж хэлдэггүй, зөвхөн боловсролын зорилгоор ашигладаг)

Та зүгээр л жагсаал хийх зориулалттай servo мотортой хямд роботуудыг харсан байж магадгүй. Нөгөө талаар гаригийн хурдны хайрцаг гэх мэт тохь тухтай шаталсан мотортой роботууд байдаг.

Тэгэхээр, энэ нь ямар ялгаатай вэ?

Барилга:

Бага хүчин чадалтай, өндөр өртөгтэй мотор ашиглахын оронд би тогтмол гүйдлийн мотор ашигладаг байсан, гэхдээ бидний мэдэж байгаагаар Dc мотор нь эргэх холболтыг хянах системгүй тул байрлалыг хянахад шууд ашиглах боломжгүй тул тэдгээрийг эргэлтийн/байрлалын мэдрэгч болгон потенциометрээр нэмж бүрхсэн.

Миний хийсэн ажлыг хялбарчлахын тулд би хямдхан 9g servos -ийн хэлхээг салгаж, Dc моторыг өндөр эргүүлэх хүчдэлийн мотороор сольж, жижиг тогоогоо роботод зориулагдсан зүйлээр сольсон. маш хялбарчилсан кодчилол гэдэгт та итгэхгүй байна arduino!

5V servo чип бүхий 12V Dc моторыг жолоодохын тулд би 2 хөдөлгүүрийг нэгэн зэрэг удирдах боломжтой L298N мотор жолоочийн модулийг ашигласан бөгөөд модуль нь IN1 -ээс IN4 хүртэлх 4 оролтын зүүтэй бөгөөд хөдөлгүүрийн эргэлтийн чиглэлийг тодорхойлдог. IN4 -ээс 2 -р мотор. Тиймээс servo чипийн гаралтын терминалууд (2) нь жижиг DC моторт холбогдсон бөгөөд L298N модулийн IN1 ба IN2 -тэй холбогдсон бөгөөд 12V DC мотортой холбогддог.

Ажиллаж байна:

Ийм байдлаар хөдөлгүүрийн босоо ам нь зорилтот байрлалд байхгүй үед потенциометр нь өнцгийн утгыг servo чип рүү илгээдэг бөгөөд L298N модулийг Cw эсвэл CCW -ийн аль алиныг нь 12V тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрээр удирдахыг тушаадаг.

Схемийг зурагт үзүүлэв (зөвхөн 1 моторт зориулагдсан)

БИДНИЙ ТУСГААРЛАЛТЫН ТУШААЛТААР (ХОШИН ӨНДӨР ҮНЭЛГЭЭ) ХУВААНЫ ХЯНАЛТЫН АРГААР ИЛГЭЭД БАЙГАА БОЛОВСРУУЛСАН РОБОТЫН ХУУЛИЙГ 10 ХУГАЦААР ХАМГААЛЖ БАЙГАА. МОТОР БҮРИЙН МОНГОЛ ХЭРЭГЛЭХИЙГ ХЭРЭГЖҮҮЛЭХ РОБОТЫН ХАМТАРСАН

Хамтарсан бүрт потенциометрийг туузан импульс механизмаар холбодог.

Алхам 2: Ашигласан бүрэлдэхүүн хэсгүүд:

Миний хэлснээр би ажилласаар байгаа бөгөөд үүнийг өдрөөс өдөрт сайжруулж байгаа тул эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь ирээдүйн шинэчлэлтүүдэд өөр байж магадгүй юм.

Миний зорилго бол үүнийг аль болох хэмнэлттэй болгох явдал байсан тул би маш сонгомол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашигласан. Энэ бол Arm -ийн огноо хүртэл ашигласан гол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн жагсаалт юм (би үүнийг цаашид шинэчлэх болно)

1. Esp8266 (2x)
2. Тогтмол гүйдлийн мотор (янз бүрийн техникийн үзүүлэлтүүд, эргэлт ба хурд, 5х)
3. L298N мотор жолоочийн модуль (2х)
4. Потенциометр (8x)
5. Хөнгөн цагаан суваг (30x30, 1 метр)
6. төрөл бүрийн техник хангамж

Алхам 3: Тооцоолол ба гарны дизайн

Гар зохион бүтээхдээ catia v5 програм хангамжийг ашигласан бөгөөд дизайн хийхээс өмнө холбоос бүрийн урт, эргэлтийг тооцоолох хэрэгтэй.

Эхлээд би дараахь таамаглалуудаас эхэллээ.

1. Роботын хамгийн их ачаалал 500 гр (1.1 фунт) байх болно.
2. роботын нийт хүрэлцээ 500 мм байх болно
3. Роботын жин 3 кг -аас хэтрэхгүй.

Холболтын уртыг тооцоолох

Үүнийг үргэлжлүүлээд би "I. M. H. van Haaren робот гарны загвар" судалгааны баримт бичгийг ашиглан линкийн уртыг тооцоолсон.

I. M. H. Ван Хаарен биологийн лавлагаа ашиглан холбоосын уртыг хэрхэн тодорхойлсон тухай маш сайн жишээ хэлэв. Үүнийг зурагт үзүүлэв.

Тооцооллын дараа холбоосын урт гарч ирэв

L1 = 274 мм

L2 = 215 мм

L3 = 160 мм

Хавчаарын урт = 150 мм

Моментийн тооцоолол:

Эргэлтийн моментийг тооцоолохдоо би турк болон инженерчлэлд ашигладаг моментуудын талаархи үндсэн ойлголтуудыг ашигласан.

динамик тооцоонд орохгүйгээр би зарим хязгаарлалтын улмаас зөвхөн статик эргэлтийн тооцоонд тулгуурласан.

T = FxR гэсэн 2 том тоглогч байдаг, өөрөөр хэлбэл манай тохиолдолд ачаалал (масс) ба холбоосын урт. Холболтын уртыг аль хэдийн тодорхойлдог тул дараагийн зүйл бол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн жинг олж мэдэх явдал юм. Энэ үе шатанд би хэрхэн яаж олохоо мэдэхгүй байна. хэмжихгүйгээр бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн жинг.

Тиймээс би эдгээр тооцоог давталтаар хийсэн.

1. Би хөнгөн цагаан сувгийг бүхэлд нь нэг төрлийн материал гэж үзсэн бөгөөд нийт 1 метрийн жинтэй жинг миний ашиглах ёстой урттай уртаар хуваасан.
2. Үений хувьд би роботын нийт жингийн таамаглал дээр үндэслэн үе тус бүрийн тодорхой утгыг (хөдөлгүүрийн жин + 3D хэвлэсэн хэсгийн жин + бусад) тооцоолсон.
3. Өмнөх 2 алхам нь надад анхны давталтын эргэлтийн моментийн утгыг өгсөн бөгөөд эдгээр утгуудын хувьд би бусад үзүүлэлт, жингийн хамт интернетээс тохирох моторуудыг олж мэдсэн.
4. 2 -р давталтаар би анхны хөдөлгүүрийн жинг ашигласан (үүнийг 3 -р алхам дээр олж мэдсэн) ба үе бүрийн статик эргэлтийг дахин тооцоолсон.
5. Хэрэв 4 -р алхам дахь эцсийн эргэлтийн момент нь 3 -р алхамд сонгогдсон моторуудад тохирсон бол би хөдөлгүүрийг 3, 4 -р алхамыг давтаж, хөдөлгүүрийн техникийн үзүүлэлтүүдийг хангаж дуустал давтана.

Гар дизайн:

Энэ бол бүхэл бүтэн төслийн хамгийн нямбай ажил байсан бөгөөд үүнийг зохион бүтээхэд бараг нэг сар шаардагджээ. Би CAD загварын зургуудыг хавсаргасан тул эдгээр CAD файлуудыг татаж авах линкийг эндээс үлдээх болно.

Алхам 4: эд ангиудыг 3D хэвлэх

Бүх эд анги нь холбоосууд нь 100x100x100 мм хэмжээтэй 99 долларын үнэтэй принтер дээр 3D хэвлэгддэг (тиймээ энэ үнэн шүү !!)

принтер: Хялбар threed X1

Би үндсэн хэсгүүдийн зургуудыг зүсэгчээс оруулсан бөгөөд би CAD файлын файлын бүх хэсгүүдийг, мөн stl -ийг холбох бөгөөд ингэснээр та хүссэнээрээ татаж аваад засах боломжтой болно.

Алхам 5: Мөрний хамтарсан чуулган (хамтарсан J1 & J2)

Үндсэн пульсыг 160 мм диаметртэй өөр принтер дээр хэвлэв. Би bshoulder холболтыг бүс дамар эсвэл араа бүлүүр механизмын аль нэгээр жолоодох боломжтой байдлаар зохион бүтээсэн болно. Доод хэсэг нь холхивч байрладаг бөгөөд гол тэнхлэг дээр гараа хөдөлгөх зориулалттай тавцан дээр суурилуулдаг (танк, ирээдүйд үүнээс илүү).

Том араа (зураг дээр шар өнгөтэй) нь хөнгөн цагаан суваг дээр самар боолттой, 8 мм -ийн ган голтой, 2 -р үе хөдөлдөг, 1 -р үений арааны харьцаа 4: 1, 2 -р үенийх 3.4: 1 байна.

Алхам 6: Тохой ба үе (хамтарсан J3)

(ЗАРИМ ЗУРАГ БҮТЭЭД БАЙГУУЛАГДСАН БОЛОВСРУУЛАХ БҮТЭЭГҮЙ ДҮҮРГҮЙ БАЙГАА)

Тохойны үе нь мөрний үений дараах нэг хэсэг бөгөөд энэ нь 2 хэсгээс бүрдэх бөгөөд нэг нь нэг, нөгөө нь 2 -р холбоосоор холбогддог.

1-р хэсэг нь жолооны хүрдтэй тогтмол гүйдлийн мотортой, 2-р хэсэг нь илүү том араатай, босоо амыг дэмжих хос холхивчтой. Арааны харьцаа нь J2 буюу 3.4: 1-тэй тэнцүү боловч хөдөлгүүр нь 12.5 KG-CM 60 RPM байна.

Хамтарсан J3 нь 160 градусын хөдөлгөөнтэй.

Алхам 7: Бугуйн үе (хамтарсан J4 ба J5)

(ЗАРИМ ЗУРАГ БҮТЭЭД БАЙГУУЛАГДСАН БОЛОВСРУУЛАХ БҮТЭЭГҮЙ ДҮҮРГҮЙ БАЙГАА)

Тохойны үений дараа бугуйны үе байдаг. Энэ нь өмнөх холбоос дээрх 2 хэсгээс бүрдэнэ (өөрөөр хэлбэл 2 -р холбоос), бугуйн холболтыг эргүүлдэг J5 мотороос бүрдэнэ. -CM.

Энэхүү хамтарсан J4 нь 90 градусын эргэлт, J5 нь 360 градусын эргэлттэй.

Алхам 8: Бариул

Энэ бол дизайны хамгийн хэцүү даалгаврын нэг байсан бөгөөд хаалганы түгжээ, бариул, баар гэх мэт бидний ихэнх зүйлийг барьж авахаас гадна ихэнх зүйлийг сонгох боломжтой байхаар зохион бүтээгдсэн байв.

Зураг дээр үзүүлсэн шиг моторт бэхлэгдсэн мушгиа хэлбэртэй араа нь цагийн зүүний эсрэг эсвэл цагийн зүүний эсрэг чиглүүлдэг бөгөөд хуруугаа онгойлгох, хаах зориулалттай.

Хавчаарын бүх хэсгийг хавсаргасан зурагт үзүүлэв.

Алхам 9: Робот гарны хүүхэлдэй хянагч хийх

Хүүхэлдэй хянагч нь бодит робот гарны яг 10 дахин багасгасан хувилбар юм. 4 потенциометрийг J1, J2, J3, J4, Хамтарсан J5 гэсэн 4 холболт дээр суурилуулсан бөгөөд тасралтгүй эргүүлэх товчлууртай ажиллах болно. ажиллагаа)

Потенциометр нь үе мөчний эргэлтийн өнцгийг мэдэрч, энэ утгыг 1-1023 хооронд Nodemcu руу илгээдэг бөгөөд үүнийг 1-360 болгон хөрвүүлж, өөр Nodemcu руу wifi-ээр илгээдэг.

esp8266 бүхий 4051 мультиплексор ашиглах заавар-https://www.instructables.com/id/How-to-Use-Multip…

бүдүүвч диаграмм:

Би үүнийг дуусмагц схем схемийг нэмж оруулах болно (хэрэв хэн нэгэнд хэрэгтэй бол тэр хүртэл надтай холбоо бариарай)

Код: (энд бас оруулсан болно)

drive.google.com/open?id=1fEa7Y0ELsfJY1lHt6JnEj-qa5kQKArVa

Алхам 10: Электроник

Би одоо хийж буй ажлынхаа зургийг хавсаргаж байна. Бүрэн электроник, бүдүүвч зураг хараахан дуусаагүй байна. Би удахгүй шинэчлэлтүүдийг оруулах болно.

(Анхаарна уу: Энэ төсөл хараахан дуусаагүй байна, ирээдүйд би ямар нэгэн шинэчлэлт хийх болно.)

Алхам 11: Кодууд ба схемүүд нэг дор

Би үүнийг дуусмагц роботын схем, эцсийн кодыг өгөх болно!