Lengan Bionic yang Dioperasikan dengan Tele: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Dalam Instruksi ini, kami akan membuat lengan bionik yang dioperasikan dengan tele, yaitu lengan robot yang mirip dengan tangan manusia dengan enam derajat kebebasan (lima untuk angka dan satu untuk pergelangan tangan). Itu dikendalikan dengan tangan manusia menggunakan sarung tangan yang memiliki sensor fleksibel yang terpasang untuk umpan balik jari dan IMU untuk umpan balik sudut pergelangan tangan.

Ini adalah fitur utama dari tangan:

1. Tangan robot dengan 6 derajat kebebasan: Lima untuk setiap jari dikendalikan oleh senar yang dipasang ke servo dan gerakan pergelangan tangan lagi dilakukan menggunakan servo. Karena semua derajat kebebasan dikendalikan menggunakan servo, kita tidak memerlukan sensor tambahan untuk umpan balik.
2. Sensor fleksibel: Lima sensor fleksibel dipasang pada sarung tangan. Sensor flex ini memberikan umpan balik ke mikrokontrol yang digunakan untuk mengontrol lengan bionik.
3. IMU: IMU digunakan untuk mendapatkan sudut pergelangan tangan.
4. Dua evive (pengontrol mikro berbasis Arduino) digunakan: Satu dipasang ke sarung tangan untuk mendapatkan sudut pergelangan tangan dan gerakan fleksibel dan yang lainnya dipasang ke lengan bionik yang mengontrol servos.
5. Keduanya evive berkomunikasi satu sama lain menggunakan Bluetooth.
6. Dua derajat kebebasan ekstra diberikan untuk memberikan gerakan bidang X dan Z lengan bionik, yang selanjutnya dapat diprogram untuk menyelesaikan tugas kompleks seperti ROBOT PILIH DAN TEMPAT.
7. Dua gerakan ekstra dikendalikan menggunakan joystick.

Karena sekarang Anda telah mendapatkan gambaran singkat tentang apa yang telah kita lakukan di lengan bionik ini, mari kita bahas setiap langkah secara mendetail.

Langkah 1: Tangan dan Lengan

Kami belum merancang seluruh tangan dan mempersenjatai diri kami sendiri. Ada banyak desain untuk tangan dan lengan yang tersedia di internet. Kami telah mengambil salah satu desain dari InMoov.

Kami telah membuat tangan kanan, jadi ini adalah bagian-bagian yang diperlukan untuk dicetak 3D:

• 1x ibu jari
• 1x Indeks
• 1x Kahar
• 1x Aurikulare
• 1x Pinky
• 1x Baut_entretoise
• 1x Pergelangan Tangan
• 1x Pergelangan Tangan
• 1x permukaan atas
• 1x jari penutup
• 1x robcap3
• 1x robpart2
• 1x robpart3
• 1x robpart4
• 1x robpart5
• 1x rotawrist2
• 1x rotawrist1
• 1x rotawrist3
• 1x Pergelangan Tangan
• 1x CableHolderWrist

Anda bisa mendapatkan seluruh panduan perakitan di sini.

Langkah 2: Desain Sumbu Z

Kami telah merancang bagian khusus yang terpasang di ujung lengan bawah yang memiliki slot untuk bantalan dan sekrup timah. Bantalan digunakan untuk memandu lengan pada sumbu z dan pergerakan sumbu dikendalikan menggunakan mekanisme timbal dan sekrup. Dalam mekanisme sekrup timbal, ketika poros seperti sekrup berputar, mur sekrup utama mengubah gerakan putar ini menjadi gerakan linier, menghasilkan gerakan linier lengan.

Lead-screw diputar menggunakan motor stepper sehingga menghasilkan gerakan lengan robot yang akurat.

Motor Stepper, poros, dan sekrup timah semuanya terpasang ke bagian cetakan 3D khusus di mana lengan robot bergerak.

Langkah 3: Gerakan dan Bingkai Sumbu X

Seperti disebutkan pada langkah sebelumnya, bagian kustom kedua dirancang untuk menahan motor stepper dan poros. Bagian yang sama juga memiliki lubang untuk bantalan dan mur yang digunakan untuk mekanisme sekrup timah untuk gerakan sumbu X. Motor stepper dan penopang poros dipasang pada rangka aluminium yang dibuat dengan ekstrusi aluminium slot-t 20mm x 20mm.

Aspek mekanik dari proyek selesai, sekarang mari kita lihat bagian elektroniknya.

Langkah 4: Menjalankan Motor Stepper: Diagram Sirkuit Driver A4988

Kami menggunakan evive sebagai pengontrol mikro kami untuk mengontrol servos dan motor kami. Berikut adalah komponen-komponen yang diperlukan untuk mengendalikan motor stepper menggunakan joystick:

• Joystik XY
• Kabel Jumper
• Pengemudi Motor A4988
• Baterai (12V)

Ditunjukkan di atas adalah diagram sirkuit.

Langkah 5: Kode Motor Stepper

Kami menggunakan perpustakaan BasicStepperDriver untuk mengontrol motor stepper dengan evive. Kodenya sederhana:

• Jika pembacaan potensiometer sumbu X lebih besar dari 800 (pembacaan analog 10-bit), gerakkan gripper ke atas.
• Jika pembacaan potensiometer sumbu X kurang dari 200 (pembacaan analog 10-bit), gerakkan gripper ke bawah.
• Jika pembacaan potensiometer sumbu Y lebih besar dari 800 (pembacaan analog 10-bit), gerakkan gripper ke kiri.
• Jika pembacaan potensiometer sumbu Y kurang dari 200 (pembacaan analog 10-bit), gerakkan gripper ke kanan.

Kode diberikan di bawah ini.

Langkah 6: Sensor Fleksibel

Sensor fleksibel ini adalah resistor variabel. Resistansi sensor flex meningkat saat bodi komponen tertekuk. Kami telah menggunakan lima sensor flex panjang 4,5 untuk gerakan jari.

Cara paling sederhana untuk memasukkan sensor ini ke dalam proyek kami adalah dengan menggunakannya sebagai pembagi tegangan. Rangkaian ini membutuhkan satu resistor. Kami akan menggunakan resistor 47kΩ dalam contoh ini.

Sensor flex terpasang ke pin analog A0-A4 pada evive.

Diberikan di atas adalah salah satu rangkaian pembagi potensial dengan evive.

Langkah 7: Mengkalibrasi Sensor Fleksibel

"loading="lazy" hasil akhir yang fantastis. Kami dapat mengontrol lengan bionik menggunakan sarung tangan.

Apa itu evive? elive adalah platform pembuatan prototipe elektronik satu atap untuk semua kelompok umur untuk membantu mereka belajar, membangun, men-debug robotika, tertanam, dan proyek lainnya. Dengan Arduino Mega sebagai intinya, eviv menawarkan antarmuka visual berbasis menu yang unik yang menghilangkan kebutuhan untuk memprogram ulang Arduino berulang kali. evive menawarkan dunia IoT, dengan catu daya, sensorik, dan dukungan aktuator dalam satu unit portabel kecil.

Singkatnya, ini membantu Anda membangun proyek/prototipe dengan cepat dan mudah.

Untuk menjelajahi lebih lanjut, kunjungi di sini.