Sådan oprettes en trådløs robotarm ved hjælp af Arduino

Sådan oprettes en trådløs robotarm ved hjælp af Arduino

Dette robotarmskredsløb, som også kan implementeres som en robotkran, fungerer ved hjælp af 6 servomotorer og kan styres via en mikrocontroller fjernbetjening ved hjælp af et Arduino-baseret 2,4 GHz-kommunikationslink.



Hovedtræk

Når du bygger noget så sofistikeret som en robotarm, skal det se moderne ud og skal omfatte mange avancerede funktioner og ikke kun et legetøjsfunktion.

Det foreslåede fuldgyldige design er relativt let at bygge, men alligevel tilskrives det nogle avancerede manøvreringsfunktioner, der kan styres præcist via trådløse eller fjernstyrede kommandoer. Designet er endda kompatibelt til industriel brug, hvis motorerne er passende opgraderet.





Hovedfunktionerne i denne mekaniske kran som robotarm er:

  • Kontinuerligt justerbar 'arm' over 180 grader lodret akse.
  • Kontinuerligt justerbar 'albue' over en 180 graders lodret akse.
  • Kontinuerligt justerbar 'fingerknip' eller greb over en 90 graders lodret akse.
  • Kontinuerligt justerbar 'arm' over et 180 graders vandret plan.
  • Hele robotsystemet eller kranarmen er bevægelig og manøvrerbar som en fjernstyret bil .

Grov arbejdssimulering

De få af de funktioner, der er forklaret ovenfor, kan ses og forstås ved hjælp af følgende GIF-simulering:



robotarmsimulering

Motormekanismepositioner

Følgende figur giver os et klart billede af de forskellige motorpositioner og de tilknyttede gearmekanismer, der skal installeres for at gennemføre projektet:

I dette design sørger vi for at holde tingene så enkle som muligt, så selv en lægmand er i stand til at forstå med hensyn til de involverede motor- / gearmekanismer. og intet forbliver skjult bag komplekse mekanismer.

Arbejdet eller funktionen af ​​hver motor kan forstås ved hjælp af følgende punkter:

  1. Motor nr. 1 styrer 'fingerkniven' eller robotens gribesystem. Det bevægelige element er direkte hængslet med motorens aksel til bevægelse.
  2. Motor nr. 2 styrer systemets albue-mekanisme. Den er konfigureret med et simpelt kant-til-egde gearsystem til implementering af løftebevægelsen.
  3. Motor nr. 3 er ansvarlig for at løfte hele robotarmsystemet lodret, derfor skal denne motor være mere kraftfuld end de to ovenstående. Denne motor er også integreret ved hjælp af gearmekanisme til at levere de nødvendige handlinger.
  4. Motor nr. 4 styrer hele kranmekanismen over et fuldt 360 graders vandret plan, så armen er i stand til at plukke eller løfte ethvert objekt inden for det fulde med eller mod uret radial rækkevidde.
  5. Motor nr. 5 og 6 fungerer som hjul til platformen, der bærer hele systemet. Disse motorer kan styres ved at flytte systemet fra et sted til et andet uden besvær, og det letter også øst / vest, nord / syd bevægelse af systemet ved blot at justere hastighederne på venstre / højre motorer. Dette gøres simpelthen ved at reducere eller stoppe en af ​​de to motorer, for eksempel for at starte en højre side drejning, højre side motor kan standses eller stoppes, indtil drejningen udføres fuldt ud eller til den ønskede vinkel. Tilsvarende skal du starte det samme med venstre motor for at starte en venstre drejning.

Baghjulet har ingen motor forbundet med det, det er hængslet for at bevæge sig frit på sin centrale akse og følge forhjulets manøvrer.

Det trådløse modtagerkredsløb

Da hele systemet er designet til at arbejde med en fjernbetjening, skal en trådløs modtager konfigureres med de ovenfor forklarede motorer. Og dette kan gøres ved hjælp af følgende Arduino-baserede kredsløb.

Som du kan se, er der 6 servomotorer tilsluttet med Arduino-udgangene, og hver af disse styres gennem de fjernstyrede signaler, der er fanget af den tilsluttede sensor NRF24L01.

Signalerne behandles af denne sensor og føres til Arduino, som leverer behandlingen til den relevante motor til de tilsigtede hastighedsstyringsoperationer.

Signaler sendes fra et senderkredsløb med potentiometre. Justeringen på dette potentiometer styrer hastighedsniveauerne på de korresponderende motorer, der er fastgjort med det ovenfor forklarede modtager kredsløb.

Lad os nu se, hvordan senderkredsløbet ser ud:

Sendermodul

Senderdesignet kan ses med 6 potentiometer fastgjort med sit Arduino-kort og også med en anden 2,4 GHz-kommunikationslinkenhed.

Hver af gryderne er programmeret til styring af en tilsvarende motor tilknyttet modtagerkredsløbet. Derfor, når brugeren roterer akslen på et valgt potentiometer på transmitteren, begynder den tilsvarende motor i robotarmen at bevæge sig og implementere handlingerne afhængigt af dens specifikke position på systemet.

Styring af motoroverbelastning

Du undrer dig måske over, hvordan motorerne begrænser deres bevægelse over deres bevægelige områder, da systemet ikke har nogen begrænsningsarrangement, der forhindrer motoren i at overbelastes, når de respektive mekanismebevægelser når deres slutpunkter?

Hvad betyder for eksempel hvad der sker, hvis motoren ikke stoppes, selv efter at 'grebet' har holdt objektet tæt?

Den nemmeste løsning på dette er at tilføje individ aktuelle kontrolmoduler med hver af motorerne, så motoren i sådanne situationer forbliver tændt og låst uden at brænde eller overbelaste.

På grund af en aktiv strømstyring gennemgår motorerne ikke overbelastning eller overstrømsforhold, og de fortsætter med at køre inden for et specificeret sikkert område.

Komplet programkode kan findes i denne artikel




Forrige: USB 5V lydforstærker til pc-højttalere Næste: 7 modificerede sinusbølgeomformer kredsløb udforsket - 100W til 3kVA