Evdə öz əlinizlə manipulyator. Sənaye robot manipulyatoru: Mən hər şeyi edə bilərəm və hər şeyi edə bilərəm. Materiallar və alətlər

Bələdiyyə dövlət tərəfindən maliyyələşdirilən təşkilat

əlavə təhsil"Stansiya gənc texniklər»

Kamensk Şahtinski şəhəri

Regional müsabiqənin bələdiyyə mərhələsi

"Üçüncü minillik üçün Donun gənc dizaynerləri"

"Robotexnika" bölməsi

« Arduino manipulyator qolu"

əlavə təhsil müəllimi

MBU DO "SYUT"

Giriş 3

Tədqiqat və təhlil 4

Bölmələrin istehsalı və manipulyatorun yığılması mərhələləri 6

Materiallar və alətlər 6
Manipulyatorun mexaniki komponentləri 7
Elektron doldurma manipulyator 9

Nəticə 11

Məlumat mənbələri 12

Əlavə 13

Giriş

Robot manipulyator canlının məkanına uyğun gələn üç ölçüsü olan üçölçülü maşındır. Geniş mənada manipulyator kimi müəyyən edilə bilər texniki sistem, bir insanı əvəz edə və ya yerinə yetirməkdə ona kömək edə bilən müxtəlif vəzifələr.

Hal-hazırda robototexnikanın inkişafı irəliləmir, əksinə, vaxtından əvvəl işləyir. Təkcə 21-ci əsrin ilk 10 ilində 1 milyondan çox robot icad edilib və tətbiq edilib. Amma ən maraqlısı odur ki, bu sahədə inkişafları təkcə iri korporasiyaların komandaları, alim və peşəkar mühəndislər qrupları deyil, həm də bütün dünyada adi məktəblilər həyata keçirə bilər.

Məktəbdə robototexnikanı öyrənmək üçün bir neçə kompleks hazırlanıb. Onlardan ən məşhurları bunlardır:

Robotis Bioloidi;

LEGO Mindstorms;

Arduino.

Arduino konstruktorları robot qurucuları üçün böyük maraq doğurur. Arduino lövhələri bir radio konstruktordur, çox sadədir, lakin Viring dilində (əslində C++) çox sürətli proqramlaşdırma və həyata keçirmək üçün kifayət qədər funksionaldır. texniki fikirlər.

Ancaq təcrübədən göründüyü kimi, getdikcə daha çox praktik əhəmiyyəti Məhz yeni nəslin gənc mütəxəssislərinin əsərləri alınır.

Uşaqlara proqramlaşdırmanın öyrədilməsi həmişə aktual olacaq, çünki robototexnikanın sürətli inkişafı, ilk növbədə, inkişafı ilə bağlıdır. informasiya texnologiyaları və rabitə vasitələri.

Layihənin məqsədi manipulyator qoluna əsaslanan təhsil radio-konstruktoru yaratmaq, uşaqlara Arduino mühitində proqramlaşdırmanı oynaq formada öyrətməkdir. Mümkün qədər çox uşaq üçün robototexnika sahəsində dizayn fəaliyyətləri ilə tanış olmaq imkanı yaratmaq.

Layihənin məqsədləri:

ilə bir manipulyator - inkişaf və tədris qolu qurmaq minimal xərclər xarici analoqlardan geri qalmayan vəsaitlər;

manipulyator mexanizmləri kimi servolardan istifadə etmək;

Arduino UNO R 3 radio dəstindən istifadə edərək manipulyator mexanizmlərini idarə etmək;

servoların mütənasib idarə edilməsi üçün Arduino proqramlaşdırma mühitində proqram hazırlamaq.

Layihəmizin qarşıya qoyulmuş məqsəd və vəzifələrinə nail olmaq üçün mövcud manipulyatorların növlərini, bu mövzuya dair texniki ədəbiyyatı və Arduino aparat və hesablama platformasını öyrənmək lazımdır.

Tədqiqat və təhlil

Öyrənmək.

Sənaye manipulyatoru - mühərrik və idarəetmə funksiyalarını yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur istehsalat prosesi, yəni. avtomatik cihaz manipulyatordan və tələb olunan hərəkətləri təyin edən nəzarət hərəkətlərini yaradan yenidən proqramlaşdırıla bilən idarəetmə qurğusundan ibarətdir. icra orqanları manipulyator. İstehsal elementlərini daşımaq və müxtəlif texnoloji əməliyyatları yerinə yetirmək üçün istifadə olunur.

HAQQINDA
inkişaf edən konstruktor - manipulyator sıxışdıran və açan robot qolu ilə təchiz edilmişdir. Onun köməyi ilə siz onu uzaqdan idarə edərək şahmat oynaya bilərsiniz. Siz həmçinin vizit kartları paylamaq üçün robot əldən istifadə edə bilərsiniz. Hərəkətlərə daxildir: bilək 120°, dirsək 300°, əsas fırlanma 270°, əsas fırlanma 180°. Oyuncaq çox yaxşı və faydalıdır, lakin onun qiyməti təxminən 17200 rubl təşkil edir.

“uArm” layihəsi sayəsində hər kəs öz masaüstü mini-robotunu yığa bilər. “uArm” 4 oxlu manipulyatordur, “ABB PalletPack IRB460” sənaye robotunun miniatür versiyasıdır. Manipulyator Atmel mikroprosessoru və servomotorlar dəsti ilə təchiz edilmişdir. ümumi xərc zəruri hissələr - 12959 rubl. uArm layihəsi ən azı əsas proqramlaşdırma bacarıqları və Leqoların yaradılması təcrübəsi tələb edir. Mini robot bir çox funksiyalar üçün proqramlaşdırıla bilər: oynamaqdan tutmuş Musiqi Aləti, bəzi mürəkkəb proqramı yükləməzdən əvvəl. Hazırda iOS və Android üçün proqramlar hazırlanır ki, bu da smartfondan “uArm”-ı idarə etməyə imkan verəcək.

"uArm" manipulyatorları

Mövcud manipulyatorların əksəriyyəti mühərriklərin birbaşa birləşmələrə yerləşdirilməsini nəzərdə tutur. Bu, dizayn baxımından daha sadədir, lakin belə çıxır ki, mühərriklər təkcə faydalı yükü deyil, digər mühərrikləri də qaldırmalıdır.

Təhlil.

Kickstarter saytında təqdim olunan “uArm” adlanan manipulyatoru əsas götürdük. Bu dizaynın üstünlüyü ondan ibarətdir ki, tutucu yerləşdirmək üçün platforma həmişə paralel yerləşir iş səthi. Ağır mühərriklər bazada yerləşir, qüvvələr çubuqlar vasitəsilə ötürülür. Nəticədə, manipulyatorda üç servo (üç sərbəstlik dərəcəsi) var ki, bu da aləti hər üç ox boyunca 90 dərəcə hərəkət etdirməyə imkan verir.

Onlar manipulyatorun hərəkət edən hissələrinə podşipniklər quraşdırmaq qərarına gəliblər. Manipulyatorun bu dizaynı hazırda satışda olan bir çox modellərə nisbətən bir çox üstünlüklərə malikdir: Ümumilikdə manipulyator 11 rulmandan istifadə edir: 3 mm şaft üçün 10 ədəd və 30 mm mil üçün bir ədəd.

Manipulyator qolunun xüsusiyyətləri:

Hündürlük: 300 mm.

İş zonası(qolu tam uzadılmış vəziyyətdə): baza ətrafında 140 mm - 300 mm

Qol uzunluğunda maksimum yükləmə qabiliyyəti: 200g

Cari istehlak, artıq deyil: 1A

Asan yığılır. Manipulyatorun montajının belə bir ardıcıllığının olmasını təmin etməyə çox diqqət yetirildi, burada bütün hissələri vidalamaq son dərəcə rahat olardı. Bu, bazadakı güclü servo sürücü qurğuları üçün xüsusilə çətin idi.

Nəzarət dəyişən rezistorlardan istifadə etməklə həyata keçirilir, proporsional nəzarət. Nüvə alimləri və “Avatar” filmindəki böyük robotun qəhrəmanı kimi pantoqraf tipli idarəetmə dizayn edə bilərsiniz; onu siçan ilə də idarə etmək olar və kod nümunələrindən istifadə edərək öz hərəkət alqoritmlərinizi yarada bilərsiniz.

Layihənin açıqlığı. Hər kəs öz alətlərini (sorma fincanı və ya qələm klipi) düzəldə və tapşırığı yerinə yetirmək üçün lazım olan proqramı (eskiz) nəzarətçiyə yükləyə bilər.

Komponentlərin hazırlanması və manipulyatorun yığılması mərhələləri

Materiallar və alətlər

Manipulyator qolunu hazırlamaq üçün qalınlığı 3 mm və 5 mm olan kompozit paneldən istifadə edilmişdir. Bu, 0,21 mm qalınlığında, termoplastik polimer təbəqə ilə birləşdirilmiş iki alüminium təbəqədən ibarət olan, yaxşı sərtliyə malik, yüngül və emal üçün asan bir materialdır. İnternetdə manipulyatorun yüklənmiş fotoşəkilləri Inkscape kompüter proqramı (vektor qrafikası redaktoru) tərəfindən işlənmişdir. Manipulyator qolunun təsvirləri AutoCAD proqramında (üçölçülü kompüter dəstəkli dizayn və rəsm sistemi) çəkilmişdir.

Manipulyator üçün hazır hissələr.

Manipulyator bazasının bitmiş hissələri.

Manipulyatorun mexaniki tərkibi

Manipulyatorun bazası üçün MG-995 servolarından istifadə edilmişdir. Bunlar metal dişli və bilyalı rulmanlar olan rəqəmsal servolardır, onlar 4,8 kq/sm güc, dəqiq yerləşdirmə və məqbul sürət təmin edir; Bir servo sürücüsünün çəkisi 55,0 qram, ölçüləri 40,7 x 19,7 x 42,9 mm, təchizatı gərginliyi 4,8 ilə 7,2 volt arasındadır.

MG-90S servoları əli tutmaq və fırlatmaq üçün istifadə edilmişdir. Bunlar həm də metal dişlilər və 1,8 kq/sm-lik bir qüvvə və dəqiq mövqe nəzarətini təmin edən bilyalı rulmanlı rəqəmsal servolardır; Bir servo sürücüsünün çəkisi 13,4 qram, ölçüləri 22,8 x 12,2 x 28,5 mm, təchizatı gərginliyi 4,8 ilə 6,0 volt arasındadır.

Servo sürücü MG-995 Servo sürücü MG90S

Qolun əsasının fırlanmasını asanlaşdırmaq üçün 30x55x13 ölçülü bir rulman istifadə olunur - yüklə bir manipulyator.

Rulmanların quraşdırılması. Fırlanan cihaz montajı.

Qolun əsası - manipulyator montajı.

Tutucunun yığılması üçün hissələr. Tutucu montaj.

Manipulyatorun elektron doldurulması

Biri var açıq layihə, buna Arduino deyilir. Bu layihənin əsasını əsas aparat modulu və nəzarətçi üçün xüsusi dildə kod yaza biləcəyiniz və bu modulu birləşdirməyə və proqramlaşdırmağa imkan verən proqram təşkil edir.

Manipulyatorla işləmək üçün biz Arduino UNO R 3 lövhəsindən və servoları birləşdirmək üçün uyğun genişləndirici lövhədən istifadə etdik. Servoları gücləndirmək üçün quraşdırılmış 5 voltluq stabilizator, servoları birləşdirmək üçün PLS kontaktları və dəyişən rezistorları birləşdirmək üçün birləşdirici var. Enerji 9V, 3A blokundan verilir.

Arduino nəzarətçi lövhəsi UNO R 3.

Sxematik diaqram Arduino nəzarətçi lövhəsi üçün uzantılar UNO R 3 verilən tapşırıqlar nəzərə alınmaqla hazırlanmışdır.

Nəzarətçi üçün genişləndirici lövhənin sxematik diaqramı.

Nəzarətçi üçün genişləndirmə lövhəsi.

USB A-B kabelindən istifadə edərək Arduino UNO R 3 platasını kompüterə qoşuruq, proqramlaşdırma mühitində lazımi parametrləri təyin edir və Arduino kitabxanalarından istifadə edərək servoların işləməsi üçün proqram (eskiz) yaradırıq. Eskizi tərtib edirik (yoxlayırıq), sonra onu nəzarətçiyə yükləyirik. İLƏ ətraflı məlumat Arduino mühitində işləmək haqqında http://edurobots.ru/category/uroki/ saytında tanış ola bilərsiniz (Arduino yeni başlayanlar üçün. Dərslər).

Proqram pəncərəsi eskiz ilə.

Nəticə

Manipulyatorun bu modeli 2 hərəkəti yerinə yetirən və qiyməti 1102 rubl olan sadə “Duckrobot” konstruksiya dəsti və ya qiyməti 8429 rubl olan Lego “Polis Station” konstruksiya dəsti ilə müqayisədə aşağı qiyməti ilə seçilir. Konstruktorumuz 5 hərəkəti yerinə yetirir və 2384 rubl təşkil edir.

	Komponentlər və material	Kəmiyyət
	Servo sürücü MG-995
	Servo sürücü MG90S
	Dəstək 30x55x13
	Dəstək 3x8x3
	M3x27 latun qadın-qadın stend
	M3x10 qollu vint. h/w altında
	Kompozit panelölçüsü 0.6 m 2
	Arduino UNO R 3 nəzarətçi lövhəsi
	Dəyişən rezistorlar 100 kom.

Aşağı qiymət, manipulyator qolu üçün texniki konstruktorun inkişafına kömək etdi, bunun bir nümunəsi manipulyatorun işləmə prinsipini və verilmiş tapşırıqların oynaq şəkildə yerinə yetirilməsini aydın şəkildə nümayiş etdirdi.

Arduino proqramlaşdırma mühitində işləmə prinsipi sınaqlarda özünü sübut etdi. Proqramlaşdırmanı oynaq şəkildə idarə etməyin və öyrətməyin bu yolu təkcə mümkün deyil, həm də effektivdir.

Rəsmi Arduino veb saytından götürülmüş və proqramlaşdırma mühitində düzəldilmiş eskizi olan ilkin fayl düzgün və etibarlı əməliyyat manipulyator.

Gələcəkdə bahalı servolardan imtina edib istifadə etmək istəyirəm pilləli mühərriklər, beləliklə, kifayət qədər dəqiq və rəvan hərəkət edəcək.

Manipulyator Bluetooth radio kanalı vasitəsilə pantoqrafdan istifadə etməklə idarə olunur.

İnformasiya mənbələri

Gololobov N.V. Məktəblilər üçün Arduino layihəsi haqqında. Moskva. 2011.

Kurt E. D. Mikrokontrollerlərə giriş T. Volkov tərəfindən rus dilinə tərcümə ilə. 2012.

Belov A.V. AVR mikrokontrollerlərində cihaz tərtibatçıları üçün təlimat kitabçası. Elm və Texnologiya, Sankt-Peterburq, 2008.

http://www.customelectronics.ru/robo-ruka-sborka-mehaniki/ paletli quraşdırılmış manipulyator.

Bluetooth vasitəsilə http://robocraft.ru/blog/electronics/660.html manipulyator.

http://robocraft.ru/blog/mechanics/583.html məqaləyə və videoya keçid.

http://edurobots.ru/category/uroki/ Arduino başlayanlar üçün.

Ərizə

Manipulyator əsasının rəsmi

Bumun və manipulyatorun tutuşunun çəkilməsi.

Biz məsafəölçəndən istifadə edərək robot manipulyator yaradırıq və arxa işıqlandırma tətbiq edirik.

Baza akrildən kəsəcəyik. Biz motor kimi servo sürücülərdən istifadə edirik.

Robot manipulyator layihəsinin ümumi təsviri

Layihədə 6 servo mühərrikdən istifadə edilir. Mexanik hissə üçün 2 mm qalınlığında akril istifadə edilmişdir. Diskotopdan olan baza ştativ kimi lazımlı oldu (mühərriklərdən biri içəridə quraşdırılıb). Ultrasonik məsafə sensoru və 10 mm LED də istifadə olunur.

Robotu idarə etmək üçün Arduino elektrik lövhəsi istifadə olunur. Enerji mənbəyinin özü kompüterin enerji təchizatıdır.

Layihədə robot qolun inkişafı üçün hərtərəfli izahatlar verilir. Hazırlanmış dizaynın enerji təchizatı məsələləri ayrıca nəzərdən keçirilir.

Manipulyator layihəsi üçün əsas komponentlər

İnkişafa başlayaq. Sizə lazım olacaq:

6 servomotor (2 model mg946, 2 mg995, 2 futuba s3003 istifadə etdim (mg995/mg946 futuba s3003-dən daha yaxşı xüsusiyyətlərə malikdir, lakin sonuncular daha ucuzdur);
akril 2 millimetr qalınlığında (və 4 mm qalınlığında kiçik bir parça);
ultrasəs məsafə sensoru hc-sr04;
LED-lər 10 mm (rəng - öz mülahizənizlə);
tripod (əsas kimi istifadə olunur);
alüminium tutacaq (təxminən 10-15 dollara başa gəlir).

Sürücülük üçün:

Ödəmək Arduino Uno(layihə Arduino-ya tamamilə bənzəyən evdə hazırlanmış lövhədən istifadə edir);
elektrik lövhəsi (onu özünüz etməli olacaqsınız, bu məsələyə daha sonra qayıdacayıq, bu, xüsusi diqqət tələb edir);
enerji təchizatı (bu halda kompüter enerji təchizatı istifadə olunur);
manipulyatorunuzu proqramlaşdırmaq üçün kompüter (proqramlaşdırma üçün Arduino istifadə edirsinizsə, o zaman Arduino IDE)

Əlbəttə ki, kabellərə və bəzilərinə ehtiyacınız olacaq əsas alətlər tornavidalar və s. İndi dizayna keçə bilərik.

Mexanik montaj

Manipulyatorun mexaniki hissəsini inkişaf etdirməyə başlamazdan əvvəl qeyd etmək lazımdır ki, mənim rəsmlərim yoxdur. Bütün düyünlər "diz üzərində" edildi. Ancaq prinsip çox sadədir. İki akril keçidiniz var, onların arasında servo mühərrikləri quraşdırmalısınız. Və digər iki bağlantı. Həm də mühərriklərin quraşdırılması üçün. Yaxşı, tutma özü. Belə bir tutacaq almaq üçün ən asan yol İnternetdir. Demək olar ki, hər şey vintlər ilə quraşdırılmışdır.

Birinci hissənin uzunluğu təxminən 19 sm-dir; ikinci - təxminən 17,5; Ön keçidin uzunluğu təxminən 5,5 sm-dir, qalan ölçüləri layihənizin ölçülərinə uyğun olaraq seçin. Prinsipcə, qalan qovşaqların ölçüləri o qədər də vacib deyil.

Mexanik qol bazada 180 dərəcə fırlanma bucağı təmin etməlidir. Beləliklə, aşağıya bir servo motor quraşdırmalıyıq. Bu vəziyyətdə, eyni diskoteka topunda quraşdırılır. Sizin vəziyyətinizdə bu hər hansı uyğun qutu ola bilər. Robot bu servo motora quraşdırılıb. Şəkildə göstərildiyi kimi, əlavə bir metal flanş halqası quraşdıra bilərsiniz. Onsuz da edə bilərsiniz.

Ultrasonik sensoru quraşdırmaq üçün 2 mm qalınlığında akril istifadə olunur. Aşağıda bir LED quraşdıra bilərsiniz.

Belə bir manipulyatorun necə qurulacağını ətraflı izah etmək çətindir. Çox şey ehtiyatda olan və ya satın aldığınız komponentlərdən və hissələrdən asılıdır. Məsələn, servolarınızın ölçüləri fərqlidirsə, akril armatur keçidləri də dəyişəcək. Ölçülər dəyişirsə, manipulyatorun kalibrlənməsi də fərqli olacaq.

Manipulyatorun mexaniki hissəsinin işlənməsini tamamladıqdan sonra mütləq servo motor kabellərini uzatmalı olacaqsınız. Bu məqsədlər üçün bu layihədə İnternet kabelindən olan naqillərdən istifadə edilmişdir. Bütün bunların görünməsi üçün tənbəl olmayın və Arduino lövhənizin, qalxanınızın və ya enerji mənbəyinizin çıxışlarından asılı olaraq uzadılmış kabellərin boş uclarına - qadın və ya kişi adapterlər quraşdırın.

Mexanik hissəni yığdıqdan sonra manipulyatorumuzun "beyinlərinə" keçə bilərik.

Manipulyator tutuşu

Tutuşu quraşdırmaq üçün bir servo motor və bir neçə vint lazımdır.

Beləliklə, tam olaraq nə etmək lazımdır.

Rokkeri servodan götürün və tutmağınıza uyğun gələnə qədər qısaldın. Bundan sonra, iki kiçik vintini sıxın.

Servo quraşdırdıqdan sonra onu həddindən artıq sola çevirin və tutucu çənələri sıxın.

İndi servoyu 4 bolt ilə quraşdıra bilərsiniz. Eyni zamanda, mühərrikin hələ də həddindən artıq sol vəziyyətdə olduğundan və tutucu çənələrin bağlı olduğundan əmin olun.

Servo sürücüsünü Arduino lövhəsinə qoşa və tutucunun funksionallığını yoxlaya bilərsiniz.

Nəzərə alın ki, boltlar/vintlər çox sıx olarsa, tutucunun işində problemlər yarana bilər.

İşarə cihazına işıqlandırmanın əlavə edilməsi

Layihənizə işıqlandırma əlavə etməklə onu parlaqlaşdıra bilərsiniz. Bunun üçün LED-lərdən istifadə edilmişdir. Bunu etmək asandır və qaranlıqda çox təsir edici görünür.

LED-lərin quraşdırılması üçün yerlər yaradıcılığınızdan və təxəyyülünüzdən asılıdır.

Elektrik diaqramı

Parlaqlığı əl ilə tənzimləmək üçün R1 rezistoru əvəzinə 100 kOhm potensiometrdən istifadə edə bilərsiniz. R2 müqaviməti olaraq 118 Ohm rezistorlar istifadə edilmişdir.

İstifadə olunan əsas komponentlərin siyahısı:

R1 - 100 kOhm rezistor
R2 - 118 Ohm rezistor
Transistor bc547
Fotorezistor
7 LED
Keçid
Arduino lövhəsinə qoşulma

Mikrokontroller kimi Arduino lövhəsi istifadə edilmişdir. Istifadə olunan enerji təchizatı bir elektrik təchizatı idi Şəxsi kompüter. Multimetri qırmızı və qara kabellərə qoşmaqla siz 5 volt görəcəksiniz (bu, servo mühərriklər və ultrasəs məsafə sensoru üçün istifadə olunur). Sarı və qara sizə 12 volt verəcək (Arduino üçün). Servomotorlar üçün 5 bağlayıcı düzəldirik, paralel olaraq müsbət olanları 5 V-ə, mənfi olanları isə yerə bağlayırıq. Məsafə sensoru ilə eynidir.

Bundan sonra, qalan bağlayıcıları (hər bir servodan biri və məsafəölçəndən iki) lehimlədiyimiz lövhəyə və Arduino-ya qoşun. Eyni zamanda, gələcəkdə proqramda istifadə etdiyiniz sancaqları düzgün göstərməyi unutmayın.

Bundan əlavə, elektrik lövhəsində güc LED göstəricisi quraşdırılmışdır. Bunu həyata keçirmək asandır. Bundan əlavə, 5V və torpaq arasında 100 ohm rezistor istifadə edilmişdir.

Robotdakı 10 mm-lik LED də Arduino-ya qoşulub. 100 ohm rezistor pin 13-dən LED-in müsbət ayağına keçir. Mənfi - yerə. Proqramda onu söndürə bilərsiniz.

6 servo mühərrik üçün 6 bağlayıcı istifadə olunur, çünki aşağıdakı 2 servo mühərrik eyni idarəetmə siqnalından istifadə edir. Müvafiq keçiricilər bir pinlə birləşdirilir və birləşdirilir.

Təkrar edirəm ki, fərdi kompüterdən enerji təchizatı enerji təchizatı kimi istifadə olunur. Və ya, əlbəttə ki, ayrı bir enerji təchizatı ala bilərsiniz. Ancaq hər biri təxminən 2 A istehlak edə bilən 6 sürücünün olduğunu nəzərə alsaq, belə bir güclü enerji təchizatı ucuz olmayacaqdır.

Nəzərə alın ki, servolardan olan bağlayıcılar Arduino-nun PWM çıxışlarına qoşulub. Lövhədə hər bir belə sancağın yanında var simvolu~. Ultrasonik məsafə sensoru 6, 7 pinlərinə qoşula bilər. LED pin 13 və yerə qoşula bilər. Bunlar bizə lazım olan bütün sancaqlardır.

İndi Arduino proqramlaşdırmasına keçə bilərik.

Lövhəni USB vasitəsilə kompüterinizə qoşmazdan əvvəl enerjini söndürdüyünüzə əmin olun. Proqramı sınaqdan keçirdiyiniz zaman robot qolunuzun gücünü də söndürün. Enerji söndürülməsə, Arduino usb-dən 5 volt və enerji təchizatından 12 volt alacaq. Müvafiq olaraq, usb-dən gələn enerji enerji mənbəyinə keçəcək və bir az "salacaq".

Naqil diaqramı servoları idarə etmək üçün potensiometrlərin əlavə edildiyini göstərir. Potensiometrlər isteğe bağlıdır, lakin yuxarıdakı kod onlarsız işləməyəcək. Potensiometrlər 0,1,2,3 və 4 saylı sancaqlara qoşula bilər.

Proqramlaşdırma və ilk işə salma

Nəzarət üçün 5 potensiometr istifadə olunur (bunu 1 potensiometr və iki joystiklə tamamilə əvəz edə bilərsiniz). Potensiometrlərlə əlaqə diaqramı əvvəlki hissədə göstərilmişdir. Arduino eskizi buradadır.

Aşağıda robot qolunun bir neçə videosu var. Ümid edirəm zövq alacaqsınız.

Yuxarıdakı videoda silahın ən son modifikasiyaları göstərilir. Dizaynı bir az dəyişməli və bir neçə hissəni dəyişdirməli oldum. Futuba s3003 servolarının kifayət qədər zəif olduğu ortaya çıxdı. Onların yalnız əli tutmaq və ya çevirmək üçün istifadə edildiyi ortaya çıxdı. Beləliklə, mg995 quraşdırdılar. Yaxşı, mg946 ümumiyyətlə əla seçim olacaqdır.

Nəzarət proqramı və onun izahı

// sürücülər dəyişən rezistorlar - potensiometrlərdən istifadə etməklə idarə olunur.

int potpin = 0; // potensiometri birləşdirmək üçün analoq pin

int val; // analoq pindən verilənləri oxumaq üçün dəyişən

myservo1.attach(3);

myservo2.attach(5);

myservo3.attach(9);

myservo4.attach(10);

myservo5.attach(11);

pinMode (led, OUTPUT);

( //servo 1 analoq pin 0

val = analogRead(potpin); // potensiometr dəyərini oxuyur (0 ilə 1023 arasında dəyər)

// ortaya çıxan dəyəri servolarla istifadə üçün ölçür (0-dan 180-ə qədər dəyər əldə edir)

myservo1.write(val); // servoyu hesablanmış qiymətə uyğun vəziyyətə gətirir

gecikmə(15); // servomotorun göstərilən mövqeyə çatmasını gözləyir

val = analogRead(potpin1); // analoq pin 1-də servo 2

val = xəritə(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo2.write(val);

val = analogRead(potpin2); // analoq pin 2-də servo 3

val = xəritə(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo3.write(val);

val = analogRead(potpin3); // analoq pin 3-də servo 4

val = xəritə(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo4.write(val);

val = analogRead(potpin4); //serva 5 analoq pin 4-də

val = xəritə(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo5.write(val);

Ultrasonik məsafə sensorundan istifadə edərək eskiz

Bu, yəqin ki, layihənin ən möhtəşəm hissələrindən biridir. Manipulyatorda ətrafdakı maneələrə reaksiya verən məsafə sensoru quraşdırılıb.

Kodun əsas izahatları aşağıda təqdim olunur

# trigPin 7-ni təyin edin

Aşağıdakı kod parçası:

Biz bütün 5 siqnala adlar təyin etdik (6 sürücü üçün) (hər şey ola bilər)

Aşağıdakılar:

Serial.begin(9600);

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

pinMode (led, OUTPUT);

myservo1.attach(3);

myservo2.attach(5);

myservo3.attach(9);

myservo4.attach(10);

myservo5.attach(11);

Arduino lövhəsinə LED-lərin, servo mühərriklərin və məsafə sensorunun hansı sancaqlar bağlandığını bildiririk. Burada heç nəyi dəyişməyə ehtiyac yoxdur.

boş mövqe1())(

digitalWrite(led, HIGH);

myservo2.writeMicroseconds(1300);

myservo4.writeMicroseconds(800);

myservo5.writeMicroseconds(1000);

Burada dəyişə biləcəyiniz bəzi şeylər var. Mən mövqe təyin etdim və onu mövqe1 adlandırdım. Gələcək proqramda istifadə olunacaq. Fərqli hərəkət təmin etmək istəyirsinizsə, mötərizədə olan dəyərləri 0-dan 3000-ə qədər dəyişdirin.

Ondan sonra:

boş mövqe2())(

digitalWrite (led, LOW);

myservo2.writeMicroseconds(1200);

myservo3.writeMicroseconds(1300);

myservo4.writeMicroseconds(1400);

myservo5.writeMicroseconds(2200);

Əvvəlki parça kimi, yalnız bu halda mövqe2-dir. Eyni prinsipdən istifadə edərək, hərəkət üçün yeni mövqelər əlavə edə bilərsiniz.

uzun müddət, məsafə;

digitalWrite(trigPin, LOW);

gecikməMikrosaniyələr(2);

digitalWrite(trigPin, HIGH);

gecikməMikrosaniyələr(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

müddət = pulseIn(echoPin, HIGH);

məsafə = (müddət/2) / 29.1;

İndi proqramın əsas kodu işlənməyə başlayır. Onu dəyişməməlisən. Yuxarıdakı xətlərin əsas vəzifəsi məsafə sensorunu konfiqurasiya etməkdir.

Ondan sonra:

əgər (məsafə<= 30) {

əgər (məsafə< 10) {

myservo5.writeMicroseconds(2200); //açıq tutucu

myservo5.writeMicroseconds(1000); //grabberi bağlayın

İndi ultrasəs sensoru ilə ölçülmüş məsafəyə əsaslanaraq yeni hərəkətlər əlavə edə bilərsiniz.

əgər (məsafə<=30){ // данная строка обеспечивает переход в position1, если расстояние меньше 30 см.

mövqe1(); //əsasən qol mötərizələr arasında göstərdiyiniz hər şeyi işləyəcək ( )

else( // əgər məsafə 30 sm-dən çox olarsa, 2-ci mövqeyə keçin

mövqe()2 // əvvəlki sətirə bənzəyir

Koddakı məsafəni dəyişə və istədiyinizi edə bilərsiniz.

Kodun son sətirləri

əgər (məsafə > 30 || məsafə<= 0){

Serial.println("Ərazidən kənarda"); //serial monitorda göstərilən diapazondan kənara çıxdığımız barədə bir mesaj çıxarın

Serial.print(məsafə);

Serial.println("sm"); //santimetrlə məsafə

gecikmə (500); //gecikmə 0,5 saniyə

Əlbəttə ki, burada hər şeyi millimetrə, metrə çevirə, göstərilən mesajı dəyişdirə və s. Gecikmə ilə bir az oynaya bilərsiniz.

Hamısı budur. Zövq alın, öz manipulyatorlarınızı təkmilləşdirin, fikir və nəticələri paylaşın!

Arduino platformasındakı bu robotun xüsusiyyətləri arasında onun dizaynının mürəkkəbliyini qeyd etmək olar. Robot qolu yalnız 4 servo mühərrikdən istifadə edərək bütün oxlar boyunca hərəkət etməyə, müxtəlif əşyaları tutmağa və hərəkət etdirməyə imkan verən çoxlu rıçaqlardan ibarətdir. Belə bir robotu öz əllərinizlə yığdıqdan sonra siz mütləq dostlarınızı və yaxınlarınızı bu cihazın imkanları və xoş görünüşü ilə təəccübləndirə biləcəksiniz! Unutmayın ki, proqramlaşdırma üçün siz hər zaman bizim qrafik mühitimiz RobotON Studio-dan istifadə edə bilərsiniz!

Hər hansı bir sualınız və ya şərhiniz varsa, biz həmişə əlaqə saxlayırıq! Nəticələrinizi yaradın və göndərin!

Xüsusiyyətlər:

Öz əlinizlə bir robot qolu yığmaq üçün kifayət qədər bir neçə komponentə ehtiyacınız olacaq. Əsas hissəni 3D çap edilmiş hissələr tutur, onlardan təxminən 18-i var (slayd çap etmək lazım deyilsə, sizə lazım olan hər şeyi yükləyib çap etmisinizsə, onda boltlar, qoz-fındıq və elektronika lazımdır:

5 M4 20 mm boltlar, 1 x 40 mm və dönmə əleyhinə qoruyucu ilə uyğun qoz-fındıq
6 M3 10 mm boltlar, 1 x 20 mm və müvafiq qoz-fındıq
Birləşdirən naqillər və ya qalxan ilə çörək lövhəsi
Arduino Nano
4 servo mühərrik SG 90

Korpusu yığdıqdan sonra onun sərbəst hərəkət etməsini təmin etmək VACİBDİR. Roboarm-ın əsas komponentləri çətinliklə hərəkət edərsə, servo mühərriklər yükün öhdəsindən gələ bilməyəcəklər. Elektronikanı yığarkən, əlaqələri hərtərəfli yoxladıqdan sonra dövrəni gücə qoşmağın daha yaxşı olduğunu xatırlamalısınız. SG 90 servo sürücülərə zərər verməmək üçün lazım olmadıqca motoru əl ilə çevirmək lazım deyil. SG 90-ı inkişaf etdirmək lazımdırsa, motor şaftını müxtəlif istiqamətlərdə rəvan hərəkət etdirməlisiniz.

Xüsusiyyətlər:

Az sayda və eyni tipli mühərriklərin olması səbəbindən sadə proqramlaşdırma
Bəzi servolar üçün ölü zonaların olması
Robotun gündəlik həyatda geniş tətbiqi
Maraqlı mühəndislik işi
3D printerdən istifadə ehtiyacı

Əvvəlcə ümumi məsələlər, sonra nəticənin texniki xüsusiyyətləri, detallar və nəhayət montaj prosesinin özü müzakirə olunacaq.

Ümumiyyətlə və ümumiyyətlə

Bu cihazı bütövlükdə yaratmaq heç bir çətinlik yaratmamalıdır. Yalnız fiziki nöqteyi-nəzərdən həyata keçirmək olduqca çətin olacaq mexaniki hərəkətlərin imkanlarını diqqətlə nəzərdən keçirmək lazımdır ki, manipulyasiya edən qolu ona tapşırılan vəzifələri yerinə yetirsin.

Nəticənin texniki xüsusiyyətləri

Müvafiq olaraq 228/380/160 millimetr uzunluq/hündürlük/eni parametrləri olan nümunə nəzərdən keçiriləcək. Öz əlinizlə hazırlanmış bir manipulyatorun çəkisi təxminən 1 kiloqram olacaq. İdarə etmək üçün simli uzaqdan idarəetmə istifadə olunur. Təcrübəniz varsa, təxmini montaj vaxtı təxminən 6-8 saatdır. Əgər orada deyilsə, onda manipulyator qolunun yığılması günlər, həftələr və hətta aylar çəkə bilər. Belə hallarda, bunu yalnız öz maraqlarınız üçün öz əllərinizlə etməlisiniz. Komponentləri hərəkət etdirmək üçün kommutator mühərrikləri istifadə olunur. Kifayət qədər səylə 360 dərəcə dönəcək bir cihaz edə bilərsiniz. Həmçinin, işin asanlığı üçün, lehimləmə dəmiri və lehim kimi standart alətlərə əlavə olaraq, ehtiyat toplamaq lazımdır:

Uzun burun kəlbətinləri.
Yan kəsicilər.
Phillips tornavida.
4 D tipli batareyalar.

Uzaqdan idarəetmə düymələr və mikrokontroller vasitəsilə həyata keçirilə bilər. Uzaqdan simsiz idarəetmə etmək istəyirsinizsə, manipulyatorun əlində hərəkətə nəzarət elementinə də ehtiyacınız olacaq. Əlavə olaraq, yalnız dövrəni sabitləşdirməyə və lazımi vaxtda lazımi böyüklükdə bir cərəyanın ötürülməsinə imkan verəcək cihazlara (kondensatorlar, rezistorlar, tranzistorlar) ehtiyac olacaq.

Kiçik hissələr

İnqilabların sayını tənzimləmək üçün adapter təkərlərindən istifadə edə bilərsiniz. Onlar manipulyator əlinin hərəkətini hamar edəcəklər.

Həmçinin tellərin onun hərəkətlərini çətinləşdirməməsini təmin etmək lazımdır. Onları strukturun içərisinə qoymaq optimal olardı. Hər şeyi kənardan edə bilərsiniz, bu yanaşma vaxta qənaət edəcək, lakin potensial olaraq fərdi komponentlərin və ya bütün cihazın hərəkətində çətinliklərə səbəb ola bilər. İndi: manipulyatoru necə etmək olar?

Ümumilikdə məclis

İndi birbaşa manipulyator qolunu yaratmağa davam edək. Gəlin təməldən başlayaq. Cihazın bütün istiqamətlərdə fırlanmasını təmin etmək lazımdır. Yaxşı bir həll onu tək bir motorla idarə olunan disk platformasına yerləşdirmək olardı. Hər iki istiqamətdə dönə bilməsi üçün iki seçim var:

İki mühərrikin quraşdırılması. Onların hər biri müəyyən bir istiqamətə dönməyə cavabdeh olacaq. Biri işləyərkən digəri istirahət edir.
Bir mühərrikin hər iki istiqamətdə fırlanmasına səbəb ola biləcək bir dövrə ilə quraşdırılması.

Təklif olunan variantlardan hansını seçmək tamamilə sizdən asılıdır. Sonra əsas quruluş hazırlanır. Rahat iş üçün iki "oynaq" lazımdır. Platformaya bərkidilmiş o, müxtəlif istiqamətlərdə əyilə bilməlidir ki, bu da onun əsasında yerləşən mühərriklərdən istifadə etməklə əldə edilir. Dirsək əyilməsinə başqa biri və ya bir cüt qoyulmalıdır ki, tutuşun bir hissəsi koordinat sisteminin üfüqi və şaquli xətləri boyunca hərəkət edə bilsin. Bundan əlavə, maksimum imkanlar əldə etmək istəyirsinizsə, biləkdə başqa bir motor quraşdıra bilərsiniz. Sonrakı ən zəruridir, onsuz manipulyasiya edən əl mümkün deyil. Tutma cihazını öz əllərinizlə özünüz etməli olacaqsınız. Burada bir çox tətbiq variantları var. Ən populyar ikisi haqqında bir ipucu verə bilərsiniz:

Yalnız iki barmaqdan istifadə olunur ki, onlar eyni vaxtda tutulacaq obyekti sıxır və açır. Bu, ən sadə tətbiqdir, lakin adətən əhəmiyyətli yük qabiliyyəti ilə öyünə bilməz.
İnsan əlinin prototipi yaradılıb. Burada bütün barmaqlar üçün bir motor istifadə edilə bilər, onun köməyi ilə əyilmə/uzatma aparılacaqdır. Ancaq dizayn daha mürəkkəb edilə bilər. Beləliklə, hər bir barmağa motor qoşub onları ayrıca idarə edə bilərsiniz.

Bundan sonra, ayrı-ayrı mühərriklərə və onların iş sürətinə təsir edəcək bir uzaqdan idarəetmə düzəltmək qalır. Və özünüz hazırladığınız robot manipulyatordan istifadə edərək sınaqlara başlaya bilərsiniz.

Nəticənin mümkün sxematik təsvirləri

DIY manipulyasiya edən əl yaradıcılıq üçün geniş imkanlar təmin edir. Buna görə də, oxşar məqsəd üçün öz cihazınızı yaratmaq üçün əsas götürə biləcəyiniz bir neçə tətbiqi diqqətinizə təqdim edirik.

Təqdim olunan hər hansı manipulyator sxemi təkmilləşdirilə bilər.

Nəticə

Robot texnikası ilə bağlı vacib olan odur ki, funksional təkmilləşdirmə üçün praktiki olaraq heç bir məhdudiyyət yoxdur. Buna görə də, arzu etsəniz, əsl sənət əsəri yaratmaq çətin olmayacaq. Daha da yaxşılaşdırmağın mümkün yolları haqqında danışarkən, kranı qeyd etmək lazımdır. Öz əlinizlə belə bir cihaz hazırlamaq eyni zamanda çətin olmayacaq, uşaqları yaradıcı işə, elm və dizayna öyrədəcək; Bu da öz növbəsində onların gələcək həyatına müsbət təsir göstərə bilər. Öz əlinizlə bir kran etmək çətin olacaqmı? Bu, ilk baxışdan göründüyü qədər problemli deyil. Kabel və onun fırlanacağı təkərlər kimi əlavə kiçik hissələrin olmasına diqqət yetirməyə dəyməzsə.

Bu layihə çoxsəviyyəli modul tapşırıqdır. Layihənin birinci mərhələsi hissələr dəsti kimi təqdim edilən robot qol modulunun yığılmasıdır. Tapşırığın ikinci mərhələsi IBM PC interfeysini, həmçinin bir sıra hissələrdən yığmaq olacaq. Nəhayət, tapşırığın üçüncü mərhələsi səsli idarəetmə modulunun yaradılmasıdır.

Robot qolunu dəstdə olan əl idarəetmə panelindən istifadə etməklə əl ilə idarə etmək olar. Robotun qolu həmçinin ya dəstdə yığılmış IBM PC interfeysi və ya səsli idarəetmə modulu vasitəsilə idarə oluna bilər. IBM PC interfeys dəsti sizə IBM PC iş kompüteri vasitəsilə robotun hərəkətlərini idarə etməyə və proqramlaşdırmağa imkan verir. Səsli idarəetmə cihazı səs əmrlərindən istifadə edərək robot qolunu idarə etməyə imkan verəcək.

Bu modulların hamısı birlikdə sizə avtomatlaşdırılmış hərəkətlər ardıcıllığını sınaqdan keçirməyə və proqramlaşdırmağa imkan verəcək və ya hətta tam naqillə idarə olunan robot qolu həyata keçirməyə imkan verəcək funksional cihaz təşkil edir.

PC interfeysi, fərdi kompüterdən istifadə edərək, manipulyator qolunu avtomatlaşdırılmış hərəkətlər zənciri üçün proqramlaşdırmağa və ya onu "canlandırmağa" imkan verəcəkdir. Əl nəzarətçisindən və ya Windows 95/98 proqramından istifadə edərək əli interaktiv şəkildə idarə edə biləcəyiniz bir seçim də var. Əlin "animasiyası" proqramlaşdırılmış avtomatlaşdırılmış hərəkətlər zəncirinin "əyləncə" hissəsidir. Məsələn, bir uşaq əlcək kuklasını robot qoluna taxsanız və cihazı kiçik bir tamaşa göstərmək üçün proqramlaşdırsanız, elektron kuklanın canlanması üçün proqramlaşdırmış olacaqsınız. Avtomatlaşdırılmış fəaliyyət proqramlaşdırması sənaye və əyləncə sənayesində geniş istifadə olunur.

Sənayedə ən çox istifadə edilən robot robot qoludur. Robot qolu son dərəcə çevik alətdir, yalnız ona görə ki, qolun manipulyatorunun son seqmenti konkret tapşırıq və ya istehsal üçün tələb olunan uyğun alət ola bilər. Məsələn, nöqtəli qaynaq üçün oynaqlı qaynaq qolu, müxtəlif hissələri və birləşmələri rəngləmək üçün püskürtmə ucluğu və bir neçə nümunə göstərmək üçün obyektləri sıxmaq və yerləşdirmək üçün tutucu istifadə edilə bilər.

Beləliklə, gördüyümüz kimi, robot qolu bir çox faydalı funksiyaları yerinə yetirir və müxtəlif prosesləri öyrənmək üçün ideal bir vasitə kimi xidmət edə bilər. Bununla belə, sıfırdan robot qolu yaratmaq çətin bir işdir. Hazır dəstin hissələrindən əl yığmaq daha asandır. OWI bir çox elektronika distribyutorlarından alına bilən kifayət qədər yaxşı robot qol dəstləri satır (bu fəslin sonundakı hissələrin siyahısına baxın). İnterfeysdən istifadə edərək, yığılmış robot qolunu işləyən kompüterinizin printer portuna qoşa bilərsiniz. İş kompüteri kimi siz DOS və ya Windows 95/98-i dəstəkləyən IBM PC seriyasından və ya uyğun maşından istifadə edə bilərsiniz.

Kompüterin printer portuna qoşulduqdan sonra robot qolunu kompüterdən interaktiv və ya proqramlı şəkildə idarə etmək olar. İnteraktiv rejimdə əl ilə idarəetmə çox sadədir. Bunu etmək üçün robota müəyyən bir hərəkəti yerinə yetirmək üçün əmr göndərmək üçün funksiya düymələrindən birini sıxmağınız kifayətdir. İkinci düyməyə basmaq əmri dayandırır.

Avtomatlaşdırılmış hərəkətlər zəncirinin proqramlaşdırılması da çətin deyil. Əvvəlcə proqram rejiminə daxil olmaq üçün Proqram düyməsini sıxın. Bu modda əl yuxarıda təsvir olunduğu kimi işləyir, lakin əlavə olaraq hər bir funksiya və onun müddəti skript faylında qeyd olunur. Skript faylında fasilələr də daxil olmaqla 99-a qədər müxtəlif funksiya ola bilər. Skript faylının özü 99 dəfə təkrarlana bilər. Müxtəlif skript fayllarını qeyd etmək, kompüter tərəfindən idarə olunan avtomatlaşdırılmış hərəkətlər ardıcıllığı ilə sınaq keçirməyə və əli "canlandırmağa" imkan verir. Windows 95/98 altında proqramla işləmək aşağıda daha ətraflı təsvir edilmişdir. Windows proqramı robot qol interfeysi dəstinə daxildir və ya İnternetdən http://www.imagesco.com saytından pulsuz yüklənə bilər.

Windows proqramına əlavə olaraq, qolu BASIC və ya QBASIC istifadə edərək idarə etmək olar. DOS səviyyəli proqram interfeys dəstinə daxil olan disketlərdə yerləşir. Bununla belə, DOS proqramı klaviaturadan istifadə etməklə yalnız interaktiv rejimdə idarə etməyə imkan verir (disketlərdən birində BASIC proqramının çapına baxın). DOS səviyyəli proqram skript faylları yaratmağa imkan vermir. Bununla belə, BASIC-də proqramlaşdırma təcrübəniz varsa, manipulyator qolunun hərəkət ardıcıllığı Windows altında proqramda istifadə olunan skript faylının işləməsi kimi proqramlaşdırıla bilər. Hərəkətlərin ardıcıllığı bir çox "canlandıran" robotlarda olduğu kimi təkrarlana bilər.

Robot qol

manipulyator qolu (bax. Şəkil. 15.1) hərəkət azadlığının üç dərəcəsi var. Dirsək eklemi təxminən 135° qövsdə şaquli olaraq yuxarı və aşağı hərəkət edə bilər. Çiyin "birləşməsi" tutuşu təxminən 120 ° qövsdə irəli və geri hərəkət etdirir. Qol öz bazasında təxminən 350° bucaq vasitəsilə saat əqrəbi istiqamətində və ya saat yönünün əksinə fırlana bilər. Robotun əl tutacağı diametri 5 sm-ə qədər olan obyektləri tuta və saxlaya bilər və bilək eklemi ətrafında təxminən 340° dönə bilər.

düyü. 15.1. Robot qolunun hərəkətlərinin və fırlanmalarının kinematik diaqramı

Qolu gücləndirmək üçün OWI Robotic Arm Trainer beş miniatür DC mühərrikindən istifadə etdi. Mühərriklər tellərdən istifadə edərək qolu idarə etməyi təmin edir. Bu “naqilli” idarəetmə o deməkdir ki, robotun hərəkətinin hər bir funksiyası (yəni müvafiq motorun işləməsi) ayrı-ayrı naqillər (gərginlik təchizatı) ilə idarə olunur. Beş DC mühərrikinin hər biri fərqli qol hərəkətinə nəzarət edir. Naqillə idarəetmə birbaşa elektrik siqnallarına cavab verən əl nəzarət qurğusu yaratmağa imkan verir. Bu, printer portuna qoşulan robot qolu interfeysinin dizaynını sadələşdirir.

Əl yüngül plastikdən hazırlanmışdır. Əsas yükü daşıyan hissələrin əksəriyyəti də plastikdən hazırlanır. Qol dizaynında istifadə edilən DC mühərrikləri miniatür, yüksək sürətli, aşağı fırlanma momentli mühərriklərdir. Torku artırmaq üçün hər bir mühərrik sürət qutusuna qoşulur. Mühərriklər sürət qutuları ilə birlikdə manipulyator qolunun strukturunda quraşdırılır. Sürət qutusu fırlanma momentini artırsa da, robotun qolu kifayət qədər ağır əşyaları qaldıra və ya daşıya bilməz. Tövsiyə olunan maksimum qaldırma çəkisi 130 qr.

Robot qolunun hazırlanması üçün dəst və onun komponentləri Şəkil 15.2 və 15.3-də göstərilmişdir.

düyü. 15.2. Robot qolu hazırlamaq üçün dəst

düyü. 15.3. Quraşdırmadan əvvəl sürət qutusu

Motor idarəetmə prinsipi

Naqillə idarəetmənin necə işlədiyini başa düşmək üçün rəqəmsal siqnalın tək bir DC mühərrikinin işini necə idarə etdiyinə baxaq. Mühərriki idarə etmək üçün iki tamamlayıcı tranzistor lazımdır. Bir tranzistor PNP tipli keçiriciliyə malikdir, digəri isə NPN tipli keçiriciliyə malikdir. Hər bir tranzistor, DC mühərrikindən keçən cərəyanın hərəkətinə nəzarət edən elektron açar rolunu oynayır. Transistorların hər biri tərəfindən idarə olunan cərəyan axınının istiqamətləri əksdir. Cərəyanın istiqaməti motorun fırlanma istiqamətini müvafiq olaraq saat yönünde və ya saat yönünün əksinə müəyyən edir. Şəkildə. Şəkil 15.4 interfeysi yaratmazdan əvvəl yığa biləcəyiniz sınaq dövrəsini göstərir. Qeyd edək ki, hər iki tranzistor söndürüldükdə, motor sönür. İstənilən vaxt yalnız bir tranzistor açılmalıdır. Bir anda hər iki tranzistor təsadüfən açılırsa, bu, qısaqapanmaya səbəb olacaqdır. Hər bir mühərrik oxşar şəkildə işləyən iki interfeys tranzistoru tərəfindən idarə olunur.

düyü. 15.4. Cihaz diaqramını yoxlayın

PC interfeysi dizaynı

PC interfeysi diaqramı Şəkildə göstərilmişdir. 15.5. PC interfeys hissələri dəstinə hissələrin yeri Şəkildə göstərilən çap dövrə lövhəsi daxildir. 15.6.

düyü. 15.5. PC interfeysinin sxematik diaqramı

düyü. 15.6. PC interfeys hissələrinin düzülüşü

Əvvəla, çap dövrə lövhəsinin montaj tərəfini təyin etməlisiniz. Quraşdırma tərəfində rezistorları, tranzistorları, diodları, IC-ləri və DB25 konnektorunu göstərmək üçün çəkilmiş ağ xətlər var. Bütün hissələr montaj tərəfdən lövhəyə daxil edilir.

Ümumi məsləhət: hissəni çap dövrə lövhəsinin keçiricilərinə lehimlədikdən sonra, çap tərəfdən həddindən artıq uzun telləri çıxarmaq lazımdır. Parçaları quraşdırarkən müəyyən bir ardıcıllığa riayət etmək çox rahatdır. Əvvəlcə R1-R10 etiketli 100 kOhm rezistorları (rəng kodlu üzüklər: qəhvəyi, qara, sarı, qızıl və ya gümüş) quraşdırın. Sonra, PCB-nin montaj tərəfində işarələnmiş ağ xətlərlə göstərildiyi kimi, diodlardakı qara zolağın DB25 konnektorunun əksinə olduğundan əmin olaraq, 5 diod D1-D5 quraşdırın. Sonra, R11 və R13 etiketli 15k ohm rezistorları (rəng kodlu qəhvəyi, yaşıl, narıncı, qızıl və ya gümüş) quraşdırın. R12 mövqeyində lövhəyə qırmızı LED lehimləyin. LED anod + işarəsi ilə göstərilən R12 altındakı çuxura uyğundur. Sonra 14 və 20 pinli rozetkaları U1 və U2 IC-lərinin altına quraşdırın. DB25 bucaqlı birləşdiricisini quraşdırın və lehimləyin. Konnektor sancaqlarını lövhəyə məcbur etməyə çalışmayın; bu, həddindən artıq dəqiqlik tələb edir. Lazım gələrsə, pin ayaqlarını əyməmək üçün ehtiyatla birləşdiricini yumşaq bir şəkildə silkələyin. Sürüşmə açarını və 7805 gərginlik tənzimləyicisini əlavə edin, lazımi uzunluqda dörd parça teli kəsin və açarın yuxarı hissəsinə lehimləyin. Şəkildə göstərildiyi kimi tel sxeminə əməl edin. TIP 120 və TIP 125 tranzistorlarını daxil edin və lehimləyin Nəhayət, səkkiz pinli əsas konnektoru və 75 mm birləşdirici kabeli lehimləyin. Baza elə quraşdırılıb ki, ən uzun dirəklər yuxarı baxsın. İki IC - 74LS373 və 74LS164 - müvafiq rozetkalara daxil edin. IC qapağındakı IC açarının mövqeyinin PCB-də ağ xətlərlə işarələnmiş açara uyğun olduğundan əmin olun. Əlavə hissələr üçün lövhədə yer qaldığını görmüsünüz. Bu yer şəbəkə adapteri üçündür. Şəkildə. Şəkil 15.7 quraşdırma tərəfdən bitmiş interfeysin fotoşəkilini göstərir.

düyü. 15.7. PC interfeysinin yığılması. Yuxarıdan görünüş

İnterfeys necə işləyir

Robot qolunda beş DC mühərriki var. Müvafiq olaraq, fırlanma istiqaməti də daxil olmaqla hər bir mühərriki idarə etmək üçün 10 giriş/çıxış avtobusuna ehtiyacımız olacaq. IBM PC və uyğun maşınların paralel (printer) portu yalnız səkkiz I/O avtobusundan ibarətdir. İdarəetmə avtobuslarının sayını artırmaq üçün robot qolu interfeysi seriyalı-paralel (SIPO) çeviricisi olan 74LS164 IC-dən istifadə edir. IC-yə seriya kodu göndərən yalnız iki paralel port avtobusundan, D0 və D1-dən istifadə etməklə biz səkkiz əlavə I/O avtobusu əldə edə bilərik. Qeyd edildiyi kimi, səkkiz I/O avtobusu yaradıla bilər, lakin bu interfeys onlardan beşindən istifadə edir.

IC 74LS164-ə seriya kodu daxil edildikdə, müvafiq paralel kod IC-nin çıxışında görünür. Əgər 74LS164 IC-nin çıxışları birbaşa idarəetmə tranzistorlarının girişlərinə qoşulmuşdusa, o zaman seriya kodunun göndərilməsi ilə manipulyator qolunun fərdi funksiyaları vaxtında açılıb sönürdü. Aydındır ki, bu vəziyyət qəbuledilməzdir. Bunun qarşısını almaq üçün interfeys dövrəsinə ikinci bir IC 74LS373 daxil edildi - idarə olunan səkkiz kanallı elektron açar.

IC 74LS373 səkkiz kanallı açarda səkkiz giriş və səkkiz çıxış avtobusu var. Giriş avtobuslarında mövcud olan ikili məlumat yalnız IC-yə aktivləşdirmə siqnalı tətbiq edildikdə IC-nin müvafiq çıxışlarına ötürülür. Aktivləşdirmə siqnalı söndürüldükdən sonra çıxış avtobuslarının cari vəziyyəti saxlanılır (yadda saxlanılır). Bu vəziyyətdə, IC-nin girişindəki siqnallar çıxış avtobuslarının vəziyyətinə təsir göstərmir.

Serial məlumat paketini IC 74LS164-ə ötürdükdən sonra paralel portun D2 pinindən IC 74LS373-ə aktivləşdirmə siqnalı göndərilir. Bu, artıq paralel kodda olan məlumatları IC 74LS174 girişindən onun çıxış avtobuslarına ötürməyə imkan verir. Çıxış avtobuslarının vəziyyəti müvafiq olaraq TIP 120 tranzistorları tərəfindən idarə olunur, bu da öz növbəsində manipulyator qolunun funksiyalarını idarə edir. Manipulyator qoluna verilən hər yeni əmrlə proses təkrarlanır. Paralel port avtobusları D3-D7 birbaşa TIP 125 tranzistorlarını idarə edir.

İnterfeysin manipulyator qoluna qoşulması

Robot qolu strukturun bazasında yerləşən dörd D-hüceyrədən ibarət 6V-lik enerji təchizatı ilə təchiz edilir. PC interfeysi də bu 6 V mənbəyi ilə təchiz edilir. Enerji təchizatı bipolyardır və ±3 V istehsal edir. Güc avarın bazasına bərkidilmiş səkkiz pinli Molex konnektoru vasitəsilə verilir.

75 mm səkkiz keçirici Molex kabelindən istifadə edərək interfeysi qola birləşdirin. Molex kabeli avarın altında yerləşən birləşdiriciyə bərkidilir (bax Şəkil 15.8). Bağlayıcının düzgün və etibarlı şəkildə daxil edildiyini yoxlayın. İnterfeys lövhəsini kompüterə qoşmaq üçün dəstdə olan 180 sm uzunluğunda DB25 kabelindən istifadə edin. Kabelin bir ucu printer portuna qoşulur. Digər ucu interfeys lövhəsindəki DB25 konnektoruna qoşulur.

düyü. 15.8. PC interfeysinin robot qola qoşulması

Əksər hallarda printer normal olaraq printer portuna qoşulur. Göstəricidən hər dəfə istifadə etmək istədiyiniz zaman konnektorları qoşmaq və çıxarmaqda çətinlik çəkməmək üçün iki mövqeli A/B printer avtobus keçid blokunu (DB25) almaq faydalıdır. Göstərici interfeysi konnektorunu A girişinə və printeri B girişinə qoşun. İndi kompüteri printerə və ya interfeysə qoşmaq üçün keçiddən istifadə edə bilərsiniz.

Proqramın Windows 95 altında quraşdırılması

Disketə "Disk 1" etiketli 3,5" disket daxil edin və quraşdırma proqramını (setup.exe) işə salın. Quraşdırma proqramı sərt diskinizdə "Şəkillər" adlı kataloq yaradacaq və lazımi faylları bu qovluğa köçürür. Başlat menyusunda Şəkillər ikonu görünəcək Proqramı işə salmaq üçün başlanğıc menyusundakı Şəkillər ikonasına klikləyin.

Windows 95 altında proqramla işləmək

180 sm uzunluğunda DB 25 kabelindən istifadə edərək interfeysi kompüterin printer portuna qoşun. Müəyyən vaxta qədər interfeysi söndürün. Bu anda interfeysi yandırsanız, printer portunda saxlanılan məlumat manipulyator qolunun hərəkətinə səbəb ola bilər.

Proqramı işə salmaq üçün başlanğıc menyusundakı Şəkillər işarəsinə iki dəfə klikləyin. Proqram pəncərəsi Şəkildə göstərilmişdir. 15.9. Proqram işləyərkən interfeys lövhəsindəki qırmızı LED yanıb-sönməlidir. Qeyd: LED-in yanıb-sönməyə başlaması üçün interfeysin işə salınmasına ehtiyac yoxdur. LED-in yanıb-sönmə sürəti kompüterinizin prosessorunun sürəti ilə müəyyən edilir. LED titrəməsi çox zəif görünə bilər; Bunu fərq etmək üçün otaqdakı işığı azaltmalı və LED-ə baxmaq üçün əllərinizi stəkan etməlisiniz. Əgər LED yanıb-sönmürsə, proqram səhv port ünvanına (LPT portu) daxil ola bilər. İnterfeysi başqa port ünvanına (LPT portu) dəyişmək üçün ekranın yuxarı sağ küncündə yerləşən Printer Port Options qutusuna keçin. Başqa variant seçin. Port ünvanının düzgün qurulması LED-in yanıb-sönməsinə səbəb olacaq.

düyü. 15.9. Windows üçün kompüter interfeysi proqramının ekran görüntüsü

LED yanıb-sönəndə, Puuse simgesini basın və yalnız bundan sonra interfeysi yandırın. Müvafiq funksiya düyməsini sıxmaq manipulyator qolunun cavab hərəkətinə səbəb olacaq. Yenidən klikləmək hərəkəti dayandıracaq. Əlinizi idarə etmək üçün funksiya düymələrindən istifadə deyilir interaktiv nəzarət rejimi.

Skript faylının yaradılması

Skript faylları manipulyator qolunun hərəkətlərini və avtomatlaşdırılmış hərəkət ardıcıllığını proqramlaşdırmaq üçün istifadə olunur. Skript faylı manipulyator qolunun hərəkətlərini idarə edən müvəqqəti əmrlərin siyahısını ehtiva edir. Skript faylı yaratmaq çox sadədir. Fayl yaratmaq üçün proqramın seçim düyməsini sıxın. Bu əməliyyat bir skript faylını "proqramlaşdırma" modasına girməyə imkan verəcəkdir. Funksional düymələri basaraq, biz artıq etdiyimiz kimi əlin hərəkətlərinə nəzarət edəcəyik, lakin eyni zamanda, ekranın aşağı sol küncündə yerləşən sarı skript cədvəlində komanda məlumatı qeyd olunacaq. Birdən başlayaraq addım nömrəsi sol sütunda göstəriləcək və hər yeni əmr üçün bir artacaq. Hərəkət növü (funksiya) orta sütunda göstərilir. Funksiya düyməsinə yenidən basıldıqdan sonra hərəkətin icrası dayanır və üçüncü sütunda hərəkətin əvvəlindən sonuna kimi yerinə yetirilmə vaxtının dəyəri görünür. Hərəkətin icra müddəti saniyənin dörddə biri dəqiqliyi ilə göstərilir. Bu şəkildə davam edərək, istifadəçi vaxt fasilələri də daxil olmaqla skript faylına 99-a qədər hərəkəti proqramlaşdıra bilər. Bundan sonra skript faylı saxlanıla və sonra istənilən kataloqdan yüklənə bilər. Skript faylı əmrlərinin yerinə yetirilməsi tsiklik olaraq 99 dəfəyə qədər təkrarlana bilər, bunun üçün Təkrar pəncərəsində təkrarların sayını daxil edib Başlat düyməsini sıxmaq lazımdır. Skript faylına yazmağı başa çatdırmaq üçün İnteraktiv düyməni basın. Bu əmr kompüteri yenidən interaktiv rejimə keçirəcək.

Obyektlərin "dirçəlişi"

Skript faylları kompüter hərəkətlərini avtomatlaşdırmaq və ya obyektləri canlandırmaq üçün istifadə edilə bilər. Obyektlərin "canlandırması" vəziyyətində, idarə olunan robot mexaniki "skelet" adətən xarici qabıqla örtülür və özü görünmür. Fəslin əvvəlində təsvir edilən əlcək kuklasını xatırlayırsınız? Xarici qabıq insan (qismən və ya tamamilə), yadplanetli, heyvan, bitki, qaya və ya başqa bir şey şəklində ola bilər.

Tətbiq Məhdudiyyətləri

Avtomatlaşdırılmış hərəkətləri yerinə yetirmək və ya obyektləri "canlandırmaq" üçün peşəkar səviyyəyə nail olmaq istəyirsinizsə, markanı qorumaq üçün istənilən vaxt hərəkətləri yerinə yetirərkən yerləşdirmə dəqiqliyi 100% -ə yaxınlaşmalıdır.

Bununla belə, qeyd edə bilərsiniz ki, skript faylında qeydə alınan hərəkətlərin ardıcıllığını təkrar etdikdə manipulyator əlinin mövqeyi (hərəkət nümunəsi) orijinaldan fərqli olacaq. Bu bir neçə səbəbə görə baş verir. Qolun enerji təchizatı batareyaları tükəndikcə DC mühərriklərinə verilən gücün azalması mühərriklərin fırlanma momentinin və fırlanma sürətinin azalması ilə nəticələnir. Beləliklə, manipulyatorun hərəkət uzunluğu və eyni müddət ərzində qaldırılan yükün hündürlüyü ölü və "təzə" batareyalar üçün fərqli olacaq. Ancaq bu yeganə səbəb deyil. Stabilləşdirilmiş enerji mənbəyi ilə belə, motor şaftının sürəti dəyişəcək, çünki mühərrik sürət tənzimləyicisi yoxdur. Hər bir sabit müddət üçün inqilabların sayı hər dəfə bir qədər fərqli olacaq. Bu, manipulyasiya edən qolun mövqeyinin hər dəfə fərqli olacağına səbəb olacaq. Üstəlik, sürət qutusunun dişlilərində müəyyən bir oyun var, bu da nəzərə alınmır. Burada ətraflı müzakirə etdiyimiz bütün bu amillərə görə, bir skript faylında təkrarlanan əmrlər dövrü yerinə yetirilərkən, manipulyator qolunun mövqeyi hər dəfə bir qədər fərqli olacaqdır.

Ev Vəzifəsini Tapmaq

Robot qolunun vəziyyətinə nəzarət edən əks əlaqə sxemi əlavə etməklə cihaz təkmilləşdirilə bilər. Bu məlumat manipulyatorun mütləq mövqeyini təyin etməyə imkan verən kompüterə daxil edilə bilər. Belə mövqeli əks əlaqə sistemi ilə skript faylında yazılmış hər bir əmr ardıcıllığının icrasının əvvəlində manipulyator qolunun mövqeyini eyni nöqtəyə təyin etmək mümkündür.

Bunun üçün çoxlu imkanlar var. Əsas üsullardan biri hər bir nöqtədə mövqe nəzarətini təmin etmir. Bunun əvəzinə, orijinal "başlanğıc" mövqeyinə uyğun gələn bir sıra limit açarları istifadə olunur. Limit açarları yalnız bir mövqe müəyyənləşdirir - manipulyator "başlanğıc" mövqeyinə çatdıqda. Bunu etmək üçün, manipulyator bu və ya digər istiqamətdə həddindən artıq vəziyyətə çatdıqda bağlanması üçün limit açarlarının (düymələrin) ardıcıllığını qurmaq lazımdır. Məsələn, bir limit açarı manipulyatorun bazasına quraşdırıla bilər. Keçid yalnız manipulyator qolu saat əqrəbi istiqamətində fırlanan zaman həddindən artıq vəziyyətə çatdıqda işləməlidir. Çiyin və dirsək birləşmələrində digər limit açarları quraşdırılmalıdır. Müvafiq birləşmə tam uzadıldıqda, onlar işə salınmalıdır. Əldə başqa bir açar quraşdırılıb və əl tam saat yönünə çevrildikdə işə salınır. Sonuncu limit açarı tutucuya quraşdırılıb və tam açıldıqda bağlanır. Manipulyatoru ilkin vəziyyətinə qaytarmaq üçün manipulyatorun hər bir mümkün hərəkəti bu keçid bağlanana qədər müvafiq limit açarını bağlamaq üçün lazım olan istiqamətdə aparılır. Hər bir hərəkət üçün başlanğıc mövqeyinə çatdıqdan sonra kompüter robot qolunun həqiqi mövqeyini dəqiqliklə "bilir".

İlkin vəziyyətə çatdıqdan sonra, hər bir dövr ərzində yerləşdirmə xətasının kifayət qədər yavaş toplanacağı və manipulyatorun mövqeyindən çox böyük sapmalara səbəb olmayacağı ehtimalına əsaslanaraq, skript faylında yazılmış proqramı yenidən işə sala bilərik. arzu olunan. Skript faylı icra edildikdən sonra əl ilkin vəziyyətinə qoyulur və skript faylının dövrü təkrarlanır.

Bəzi ardıcıllıqlarda, yalnız başlanğıc vəziyyəti bilmək kifayət deyil, məsələn, qabığını əzmə riski olmadan bir yumurta qaldırarkən. Belə hallarda daha mürəkkəb və dəqiq mövqe ilə bağlı rəy sistemi lazımdır. Sensorlardan gələn siqnallar ADC istifadə edərək emal edilə bilər. Yaranan siqnallar mövqe, təzyiq, sürət və fırlanma momenti kimi parametrlərin dəyərlərini müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər. Bunu göstərmək üçün aşağıdakı sadə nümunədən istifadə etmək olar. Təsəvvür edin ki, tutucu qurğuya kiçik bir xətti dəyişən rezistor əlavə etdiniz. Dəyişən rezistor elə quraşdırılmışdır ki, onun sürüşməsinin irəli-geri hərəkəti tutucunun açılması və bağlanması ilə əlaqələndirilir. Beləliklə, tutucunun açılma dərəcəsindən asılı olaraq, dəyişən rezistorun müqaviməti dəyişir. Kalibrləmədən sonra, dəyişən rezistorun cari müqavimətini ölçməklə, tutucu sıxacların açılış bucağını dəqiq müəyyən edə bilərsiniz.

Belə bir əks əlaqə sisteminin yaradılması cihaza başqa bir mürəkkəblik səviyyəsini təqdim edir və müvafiq olaraq onun dəyərinin artmasına səbəb olur. Buna görə də, daha sadə variant, skript proqramının icrası zamanı manipulyator qolunun mövqeyini və hərəkətlərini tənzimləmək üçün əl ilə idarəetmə sistemini tətbiq etməkdir.

Manual interfeys idarəetmə sistemi

İnterfeys düzgün işlədiyinə əmin olduqdan sonra, əl idarəetmə blokunu ona qoşmaq üçün 8 pinli düz konnektordan istifadə edə bilərsiniz. Şəkil 1-də göstərildiyi kimi, 8-pin Molex konnektorunun interfeys lövhəsindəki konnektorun başlığına qoşulma vəziyyətini yoxlayın. 15.10. Konnektoru etibarlı şəkildə bağlanana qədər diqqətlə daxil edin. Bundan sonra manipulyator qolu istənilən vaxt pultla idarə oluna bilər. İnterfeysin kompüterə qoşulub-qoşulmamasının fərqi yoxdur.

düyü. 15.10. Əl ilə idarəetmə bağlantısı

DOS klaviatura nəzarət proqramı

İnteraktiv rejimdə kompüter klaviaturasından manipulyator qolunun işinə nəzarət etməyə imkan verən DOS proqramı mövcuddur. Müəyyən bir funksiyanın yerinə yetirilməsinə uyğun gələn düymələrin siyahısı cədvəldə verilmişdir.

Manipulyator qolunun səslə idarə edilməsində Fəsildə təsvir olunan nitqin tanınması dəsti (SRR) istifadə olunur. 7. Bu fəsildə biz URR-ni manipulyator qolu ilə birləşdirən interfeys quracağıq. Bu interfeys həmçinin Images SI, Inc tərəfindən dəst kimi təklif olunur.

URR üçün interfeys diaqramı Şəkildə göstərilmişdir. 15.11. İnterfeys 16F84 mikro nəzarətçidən istifadə edir. Mikrokontroller üçün proqram belə görünür:

‘URR interfeys proqramı

Simvol PortA = 5

Simvol TRISA = 133

Simvol PortB = 6

Simvol TRISB = 134

Əgər bit4 = 0 olarsa, onda 'Triggerə yazmağa icazə verilirsə, sxemi oxuyun

Başlayın 'Təkrar

fasilə 500 ‘0,5 s gözləyin

Peek PortB, B0 'BCD kodunu oxuyun

Bit5 = 1 olarsa, 'Çıxış kodunu göndərin

başla 'Təkrar et

göz PortA, b0 ‘Oxu portu A

bit4 = 1 olarsa, on bir ‘Rəqəm 11-dirmi?

soxmaq PortB, b0 ‘Çıxış kodu

başla 'Təkrar et

bit0 = 0 olarsa, onda on

başla 'Təkrar et

düyü. 15.11. Robot qolu üçün URR nəzarətçisinin sxemi

16F84 üçün proqram yeniləməsini http://www.imagesco.com saytından pulsuz yükləmək olar

URR interfeysinin proqramlaşdırılması

URR interfeysinin proqramlaşdırılması Fəsildə təsvir edilən dəstdən URR-nin proqramlaşdırılması proseduruna bənzəyir. 7. Manipulyator qolunun düzgün işləməsi üçün əmr sözlərini manipulyatorun xüsusi hərəkətinə uyğun gələn rəqəmlərə uyğun proqramlaşdırmalısınız. Cədvəldə 15.1 manipulyator qolunun işini idarə edən əmr sözlərinin nümunələrini göstərir. Zövqünüzə uyğun əmr sözləri seçə bilərsiniz.

Cədvəl 15.1