Moslty 3D басылган робот колу куурчак контролерун туурайт: 11 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

Мен Индиядан келген инженерия факультетинин студентимин жана бул менин бакалавр даражамдагы долбоор.

Бул долбоор негизинен 3d басылган жана 2 манжалуу кармагычы бар 5 DOF бар арзан робот колун иштеп чыгууга багытталган. Робот колу муундары сенсорлор менен жабдылган эркиндиктин бирдей даражасына ээ робот колунун рабочий модели болгон куурчак контроллери менен башкарылат. Кол менен контроллерди манипуляциялоо роботтун колун кыймылдын мастер-кул стилинде туурашына алып келет.. Система ESP8266 WiFi модулун маалыматтарды берүү каражаты катары колдонот. Мастер-кул операторунун интерфейси робот колу менен иштөө үчүн үйрөнүүгө оңой ыкманы камсыз кылат. Nodemcu (Esp8266) микроконтроллер катары колдонулат.

Бул долбоордун артында билим берүү максатында колдонула турган арзан роботту иштеп чыгуу болгон. Тилекке каршы, заманбап дүйнөдө революция жасап жаткан мындай роботтук технологиялардын жеткиликтүүлүгү айрым институттар менен гана чектелет. Биз бул долбоорду иштеп чыгууну жана ачык булакка айландырууну көздөп жатабыз, ошондо адамдар аны өз алдынча жасай, өзгөртүп жана изилдей алышат. Бул арзан баада жана толугу менен ачык булак болгондуктан, бул студенттерге бул тармакты үйрөнүүгө жана изилдөөгө шыктандырышы мүмкүн.

Менин проектилерим:

• Shubham likhar
• Никхил Коре
• Palash lonare

Өзгөчө рахмат:

• Акаш Нархеде
• Ram bokade
• Анкит корде

бул долбоордо алардын жардамы үчүн.

Жоопкерчиликтен баш тартуу: Мен бул документ үчүн жетиштүү маалыматым жок болгондуктан, бул долбоор жөнүндө блог жазууну же көрсөтмө берүүнү эч качан пландаштырган эмесмин. Бул аракет долбоор башталгандан кийин көп жасалат. Муну түшүнүктүүрөөк кылуу үчүн … сиз кээ бир учурларда толук эмес болуп калышы мүмкүн … түшүндүңүз деп үмүттөнөм:) мен жакында анын ишин жана башка тесттик нерселерди көрсөткөн youtube видеосун кошом

1 -кадам: Ошентип, ал кантип иштейт?

Бул мен үчүн бул долбоордун эң кызыктуусу.

(Мен муну коммерциялык максатта колдонуунун эффективдүү же туура ыкмасы деп айтпайм, аны билим берүү максатында гана)

Сиз арзан роботторду көргөн болушуңуз мүмкүн, алар жөн эле демонстрация үчүн. Башка жагынан планетардык редуктору бар жупуну моторлуу роботтор бар, бирок бул робот алардын ортосундагы тең салмактуулук.

Ошентип, ал кандайча айырмаланат?

Курулуш:

Мен азыраак кубаттуулукту жана кымбат баалуу моторду колдонуунун ордуна, DC кыймылдаткычтарын колдондум, бирок биз билгендей, DC кыймылдаткычтарында кайтарым байланыш системасы жок жана позицияны башкаруу үчүн түздөн -түз колдонулбайт, мен аларды пикир/позиция сенсору катары потенциометрди кошуу менен серво моторлоруна жаап койгом.

Эми мен эмне кылганымды жөнөкөйлөтүү үчүн, мен арзан 9g сервосун ажыратып, анын схемасын алып салдым жана Dc моторун жогорку моменттүү DC моторуна жана анын кичинекей казанына роботко болгон нерсем менен алмаштырдым. arduino сиз жөнөкөйлөтүлгөн коддоого ишене албайсыз!

5V серво чипи менен 12V Dc моторун айдоо үчүн мен L298N мотор айдоочу модулун колдонгон, ал 2 моторду бир убакта башкара алат. Модуль IN1 менен IN4 мотордун айлануу багытын чечүүчү IN4 жана IN2 1 киргизүү моторуна ээ. 2 -моторго IN4. Демек, сервопродуктун чипинин (2) чыгыш терминалдары (башында кичинекей DC моторуна) L298N модулунун IN1 жана IN2 12V Dc моторуна туташкан.

Иштөө:

Ушундай жол менен, мотордун потенциалы потенциометрде L298N модулуна Cw же CCWди 12В Dc моторун башкарууга буйрук берген servo чипке бурчтун маанисин жөнөтөт, микроконтроллерден алынган буйрукка ылайык бурулат.

Схема сүрөттө көрсөтүлгөн (1 мотор үчүн гана)

БИЗДИН ИШИБИЗДЕ БУЙРУК (БИРИККЕН БУРЧТУН БААЛАРЫ) КУУРЧАК КОНТРОЛЮРУ ЖӨНҮНДӨ ЖҮРГӨЗҮЛӨТ, бул 10 РЕТ РОБОТТУН КӨЧҮРМӨСҮН ТҮШҮРГӨН ЖАНА ПОТЕНЦИОМЕТЕРИ БИР БИРИГЕ КОШУЛГАН. РОБОТ БИРИККЕН МОТОР ОРКУНДООГО КИРИШЕТ

Ар бир муунда потенциометр биргелешкен валга бириктирилет.

2 -кадам: Колдонулган компоненттер:

Мен айткандай, мен дагы деле иштеп жатам жана аны күндөн күнгө жакшыртып жатам, бул компоненттер келечектеги жаңыртууларда айырмаланышы мүмкүн.

Менин максатым аны мүмкүн болушунча үнөмдүү кылуу болчу, ошондуктан мен абдан тандап алган компоненттерди колдондум. Бул Arm күнүнө чейин колдонулган негизги компоненттердин тизмеси (мен аны келечекте жаңыртып турам)

1. Esp8266 (2x)
2. Dc моторлору (ар кандай мүнөздөмөлөрдө Torque жана ылдамдык, 5x)
3. L298N мотор айдоочу модулу (2х)
4. Потенциометр (8x)
5. Алюминий канал (30х30, 1 метр)
6. ар кандай жабдыктар

3 -кадам: Эсептөөлөр жана Дизайн

Колдун дизайнын иштеп чыгуу үчүн мен catia v5 программасын колдондум. Дизайн процессин баштоодон мурун, биринчи кезекте ар бир муун туруктуу болушу керек болгон линктердин узундугун жана моментин эсептөө керек болчу.

Мен адегенде кээ бир божомолдор менен баштадым:

1. Роботтун максималдуу жүктөмү 500 гм (1.1 фунт) болот
2. роботтун жалпы узундугу 500 мм болот
3. Роботтун салмагы 3 кг ашпайт.

Шилтеменин узундугу эсептөөлөрү

Муну менен мен шилтеменин узундугун "I. H. H. van Haaren роботтук колунун дизайны" деген илимий макалага таянуу менен эсептеп чыктым.

I. M. H. ван Хаарен биологиялык шилтемени колдонуу менен шилтеменин узундугун кантип аныктаганын эң сонун мисал келтирди, анда дененин негизги сегменттеринин узундугу жалпы бийиктиктин бир бөлүгү катары көрсөтүлөт. Бул сүрөттө көрсөтүлгөн.

эсептөөлөрдөн кийин шилтеме узундугу чыкты

L1 = 274 мм

L2 = 215мм

L3 = 160мм

Gripper узундугу = 150mm

Torque эсептөөлөр:

Моментти эсептөөдө мен турктун негизги түшүнүктөрүн жана инженерияда колдонулган моменттерди колдондум.

динамикалык эсептөөлөргө өтпөстөн, кээ бир карама -каршылыктардан улам статикалык момент эсептөөлөрүнө таяндым.

2 чоң оюнчу бар, момент катары T = FxR б.а. биздин учурда жүк (массалык) жана шилтеменин узундугу. Шилтеменин узундугу эмитен эле аныкталат, кийинки нерсе компоненттердин салмагын билүү. Бул этапта мен кантип таба алам ар бир компоненттин салмагын ченебей туруп.

Ошентип, мен бул эсептөөлөрдү кайталап жасадым.

1. Мен алюминий каналын узундугу боюнча бирдиктүү материал катары кабыл алдым жана жалпы салмагы 1 метр болгон пейстин узундугу мен колдоно турган пиццанын узундугуна бөлүндүм.
2. Муундарга келсек, мен роботтун жалпы салмагынын божомолунун негизинде ар бир муун үчүн белгилүү бир баалуулуктарды (мотор салмагы + 3D басылган бөлүктүн салмагы + башка) кабыл алдым.
3. Мурунку 2 кадам мага 1 -кайталоо муунунун моментинин баалуулуктарын берди. Бул баалуулуктар үчүн мен интернеттен башка мүнөздөмөлөр жана салмактар менен бирге ылайыктуу моторлорду таптым.
4. 2 -жолу кайталоодо мен моторлордун баштапкы салмагын колдондум (муну мен 3 -кадамда билдим) жана дагы ар бир муун үчүн статикалык моменттерди эсептеп чыктым.
5. Эгерде 4 -кадамдын акыркы моменти 3 -кадамда тандалган моторлор үчүн ылайыктуу болсо, анда мен мотор 3 -жана 4 -кадамдарды кайталап, формулировкаланган маанилер чыныгы мотор өзгөчөлүктөрүнө жооп бергенге чейин тактадым.

Кол дизайны:

Бул долбоордун эң тыкан тапшырмасы болчу жана аны иштеп чыгууга дээрлик бир ай убакыт кетти. Мен CAD моделинин сүрөттөрүн тиркеп койгом. Бул CAD файлдарын бул жерден жүктөп алуу үчүн шилтеме калтырам:

4 -кадам: Бөлүктөрдү 3D басып чыгаруу

Бардык бөлүктөр - бул муундар, 100x100x100 мм басып чыгаруу аянты бар 99 долларлык принтерде 3D басылган (ооба, бул чындык !!)

принтер: Easy threed X1

Мен негизги бөлүктөрдүн сүрөттөрүн кескичтен кошуп койдум жана CAD файлынын бардык бөлүктөрүнө шилтеме берем, ошондой эле stlге жүктөп, каалаганыңыздай түзөтө аласыз.

5 -кадам: ийиндердин биргелешкен ассамблеясы (биргелешкен J1 & J2)

Негизги пульс диаметри 160 мм болгон башка принтерде басылып чыгарылган. Мен bshoulder муунун иштей алгам Үстүнкү бөлүк - подшипниктер туура келген жерде, ал борбордук валга орнотулат, ал колун жылдыруу үчүн жасалган платформага (танк, келечекте дагы).

Чоңураак тиш (сүрөттө сары) алюминий каналга гайка болттору менен орнотулган, ал аркылуу 8мм болоттон жасалган вал 2 пунктту бириктирет. 1 -муундагы тиш катышы 4: 1 жана 2 -муундагы 3.4: 1

6 -кадам: чыканак жана биргелешкен (биргелешкен J3)

(Кээ бир сүрөттөр менде толук процесстин сүрөттөрү жок болгондон кийин курулган)

Чыканак муун ийин муундун артынан бири болуп саналат. Бул 2 -бөлүк муун, бири бири -бирине, экинчиси 2 -шилтемеге туташкан.

1-бөлүктө Dc мотору бар, 2-бөлүк ага чоңураак тишке ээ жана shaft. Gear катышын колдоо үчүн жуп подшипниги бар, J2 менен 3.4: 1, бирок мотор 12.5 KG-CM 60 RPM.

Биргелешкен J3 кыймылдын 160 градустук диапазонуна ээ.

7 -кадам: Билек муундары (биргелешкен J4 & J5)

(Кээ бир сүрөттөр менде толук процесстин сүрөттөрү жок болгондуктан, курулгандан кийин)

Чыканак биргелешкенден кийин Билек муундары. Бул дагы мурунку шилтемедеги 2 бөлүктөн турат (б.а. шилтеме 2) жана J5 мотодон турган, билек ассамблеясын айландырат. Тиш катышы 1,5: 1 жана Dc мотору 10 RPM 8 KG -СМ.

Бул биргелешкен J4 айлануу 90 градус диапазонуна ээ жана J5 360 градуска ээ.

8 -кадам: Gripper

Бул дизайн үчүн эң оор тапшырмалардын бири болчу, ал объекттердин көбүн тандап ала турган, ошондой эле эшиктин бекиткичтери, туткалары, барлары ж.

Сүрөттө көрүнүп тургандай, моторго бекитилген спираль тетиги сааттын жебеси боюнча же сааттын жебесине каршы тиштерге жетет, аларды ачуу жана жабуу үчүн манжалар менен байланышкан.

Gripperдин бардык бөлүктөрү тиркелген сүрөттө көрсөтүлгөн.

9 -кадам: Роботтук кол үчүн куурчак контролерун жасоо

Куурчак контролери - бул так роботтун колунун так 10 эсе кичирейтилген версиясы. Ал 4 потенциометрдин 4 муунуна такталган, тактап айтканда J1, J2, J3, J4 жана Joint J5 тынымсыз айлануу үчүн баскыч менен иштетилет операция)

потенциометрлер муундардын айлануу бурчун сезишет жана бул маанини 1-1023 ортосунда Nodemcuго жөнөтүшөт, ал кайра 1-360ка которулат жана wifi. As ESP8266 аркылуу бир гана аналогдук киргизүүгө ээ, мен 4051 мультиплексорун колдоном.

esp8266 менен 4051 мультиплексорун колдонуу боюнча окуу куралы-https://www.instructables.com/id/How-to-Use-Multip…

принципиалдуу схема:

Мен схеманы бүтүрөөр замат кошуп коем (эгер кимдир бирөөгө керек болсо, ага чейин тез арада мага кайрылыңыз)

Код: (бул жерде дагы камтылган)

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

10 -кадам: Электроника

Мен учурдагы иштин сүрөттөрүн тиркеп жатам. Толук Электроника жана схемалык диаграмма азырынча толук эмес. Мен жакын арада жаңыртууларды жарыялап турам.

(Эскертүү: Бул долбоор азырынча аягына чыга элек. Мен келечекте бардык жаңыртууларды байкап турам)

11 -кадам: коддор жана схемалар бир жерде

Мен роботтун схемасын жана аны бүтүрөөр замат акыркы кодун берем!