Бионична ръка с телеоператор: 13 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

В този Instructable ще направим теленизирана бионична ръка, която е роботизирана ръка, подобна на човешката, с шест степени на свобода (пет за фигури и една за китка). Управлява се с човешка ръка с ръкавица, която има прикрепени сензори за гъвкавост за обратна връзка с пръсти и IMU за обратна връзка за ъгъла на китката.

Това са основните характеристики на ръката:

1. Роботизирана ръка с 6 степени на свобода: Пет за всеки пръст, контролирани от струни, прикрепени към серво, и движение на китката, отново направено с помощта на серво. Тъй като всички степени на свобода се контролират с помощта на серво, не се нуждаем от допълнителни сензори за обратна връзка.
2. Гъвкави сензори: Пет гъвкави сензора са прикрепени към ръкавица. Тези гъвкави сензори дават обратна връзка на микроуправляемите, които се използват за управление на бионичното рамо.
3. IMU: IMU се използва за получаване на ъгъла на китката на ръката.
4. Използват се два evive (базирани на Arduino микроконтролери): Единият е прикрепен към ръкавицата, за да получи ъгъл на китката и гъвкаво движение, а другият е прикрепен към бионичната ръка, която контролира сервомоторите.
5. И двамата комуникират помежду си чрез Bluetooth.
6. Дадени са две допълнителни степени на свобода, за да се даде на бионичното рамо X и Z равнинно движение, което допълнително може да бъде програмирано за изпълнение на сложна задача като РОБОТИ ЗА ВИБРАНЕ И МЕСТО.
7. Двете допълнителни движения се контролират с помощта на джойстик.

Тъй като сега имате кратка представа какво сме направили в тази бионична ръка, нека преминем през всяка стъпка в детайли.

Стъпка 1: Ръка и мишницата

Ние не сме проектирали цялата ръка и рамо. Има много дизайни за ръце и мишници, лесно достъпни в интернет. Взехме един от дизайна от InMoov.

Направихме дясната ръка, така че това са частите, които трябва да бъдат 3D отпечатани:

• 1x палец
• 1x индекс
• 1x непреодолими обстоятелства
• 1x Auriculaire
• 1x Пинки
• 1x Bolt_entretoise
• 1x китка
• 1x китка
• 1x горна повърхност
• 1x покриващ пръст
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x ротационна китка2
• 1x ротационна китка1
• 1x ротационна китка3
• 1x WristGears
• 1x CableHolderWrist

Тук можете да получите цялото ръководство за сглобяване.

Стъпка 2: Дизайн на ос Z

Ние сме проектирали персонализирана част, прикрепена в края на мишницата, която има прорези за лагер и оловен винт. Лагерът се използва за насочване на рамото по оста z и движението на оста се контролира с помощта на оловен и винтов механизъм. В механизма на винтовия винт, когато винтът подобно на вала се върти, гайката на водещия винт преобразува това въртеливо движение в линейно движение, което води до линейно движение на рамото.

Водещият винт се завърта с помощта на стъпков двигател, което води до точно движение на роботизираното рамо.

Стъпковият двигател, валовете и винтовият винт са прикрепени към персонализирана 3D печатна част, между която се движи роботизираното рамо.

Стъпка 3: Движение и рамка на оста X

Както бе споменато в предишната стъпка, втора част по поръчка е проектирана за задържане на стъпковия двигател и валове. Същата част също има отвори за лагер и гайка, използвани за водещ винтов механизъм за движение по Х -ос. Стъпковият двигател и опората на вала са монтирани върху алуминиева рамка, изработена от алуминиеви екструзии с 20 мм х 20 мм т-слот.

Механичният аспект на проекта е свършен, сега нека разгледаме частта от електрониката.

Стъпка 4: Пускане на стъпков двигател: Схема на водача на A4988

Ние използваме evive като наш микроконтролер за управление на нашите сервомотори и двигатели. Това са компонентите, необходими за управление на стъпковия двигател с помощта на джойстик:

• XY джойстик
• Джъмперни проводници
• A4988 Шофьор на мотор
• Батерия (12V)

По -горе е показана електрическата схема.

Стъпка 5: Код на стъпков двигател

Използваме библиотека BasicStepperDriver за управление на стъпков двигател с evive. Кодът е прост:

• Ако показанието на потенциометъра по оста X е по-голямо от 800 (аналогово четене 10-бита), преместете грайфера нагоре.

• Ако показанието на потенциометъра по оста X е по-малко от 200 (аналогово четене 10-бита), преместете грайфера надолу.

• Ако показанието на потенциометъра по оста Y е по-голямо от 800 (аналогово четене 10-бита), преместете грайфера наляво.
• Ако показанието на потенциометъра по оста Y е по-малко от 200 (аналогово отчитане 10-бита), преместете грайфера надясно.

Кодът е даден по -долу.

Стъпка 6: Гъвкави сензори

Този гъвкав сензор е променлив резистор. Съпротивлението на гъвкавия сензор се увеличава, когато тялото на компонента се огъва. Използвахме пет 4,5 дълги гъвкави сензора за движение на пръстите.

Най -простият начин да включим този сензор в нашия проект е като го използваме като делител на напрежение. Тази схема изисква един резистор. В този пример ще използваме резистор от 47 kΩ.

Сензорите за огъване са прикрепени към аналогов щифт A0-A4 на evive.

Дадено по -горе е една от потенциалните разделителни вериги с evive.

Стъпка 7: Калибриране на гъвкав сензор

"loading =" мързелив "крайният резултат беше фантастичен. Успяхме да контролираме бионичната ръка с ръкавица.

Какво е evive? Evive е платформа за прототипиране на електроника на едно гише за всички възрастови групи, която им помага да учат, изграждат, отстраняват грешки в своите роботи, вградени и други проекти. С Arduino Mega в основата си, evive предлага уникален визуален интерфейс, базиран на меню, който премахва необходимостта от повторно програмиране на Arduino многократно. evive предлага света на IoT, с захранвания, поддръжка на сензори и задвижвания в едно малко преносимо устройство.

Накратко, той ви помага да изграждате проекти/прототипи бързо и лесно.

За да разгледате повече, посетете тук.