03.06.2019

„Pasidaryk pats“ pramoninis robotų manipuliatorius. „Pasidaryk pats“ staliniams kompiuteriams skirta robotinė rankena, pagaminta iš organinio stiklo su servo pavaromis arba „uArm“ atvirkštine inžinerija. Tyrimai ir analizė


Turi foninį apšvietimą. Iš viso robotas dirba su 6 servovarikliais. Mechaninei daliai sukurti buvo panaudotas dviejų milimetrų storio akrilas. Gaminant trikojį, pagrindas buvo paimtas iš disko kamuoliuko, o vienas variklis įmontuotas tiesiai į jį.

Robotas veikia ant Arduino lentos. Kaip maitinimo šaltinis naudojamas kompiuterio blokas.

Medžiagos ir įrankiai:
- 6 servovarikliai;
- 2 mm storio akrilas (ir kitas mažas 4 mm storio gabalėlis);
- trikojis (pagrindui sukurti);
- ultragarsinis atstumo jutiklis, tipas hc-sr04;
- Arduino Uno valdiklis;
- galios valdiklis (gaminamas savarankiškai);
- maitinimas iš kompiuterio;
- kompiuteris (reikalingas Arduino programavimui);
- laidai, įrankiai ir kt.



Gamybos procesas:

Pirmas žingsnis. Mechaninės roboto dalies surinkimas
Mechaninę dalį labai lengva surinkti. Naudojant servo variklį, reikia sujungti du akrilo gabalus. Kitos dvi nuorodos yra sujungtos panašiai. Kalbant apie rankeną, geriausia jį įsigyti internetu. Visi elementai tvirtinami varžtais.

Pirmos dalies ilgis apie 19 cm, o antros apie 17,5 cm.Priekinės jungties ilgis 5,5 cm.Kalbant apie likusius elementus, jų matmenys pasirenkami savo nuožiūra.





Mechaninės svirties pagrindo sukimosi kampas turi būti 180 laipsnių, todėl servo variklis turi būti sumontuotas iš apačios. Mūsų atveju jį reikia sumontuoti disko kamuoliuke. Robotas jau sumontuotas ant servovariklio.

Norėdami sumontuoti ultragarsinį jutiklį, jums reikės 2 cm storio akrilo gabalo.

Norėdami sumontuoti griebtuvą, jums reikės kelių varžtų ir servovariklio. Turite nuimti svirtį nuo servovariklio ir sutrumpinti, kol ji atitiks rankeną. Tada galite priveržti du mažus varžtus. Sumontavus servovariklį reikia pasukti į kraštinę kairę padėtį, o suėmimo lūpas sujungti.

Dabar servovariklis sumontuotas ant 4 varžtų, tuo tarpu svarbu užtikrinti, kad jis būtų kraštutinėje kairėje padėtyje, o lūpos būtų sujungtos.
Dabar servo gali būti prijungtas prie lentos ir patikrinti, ar rankena veikia.








Antras žingsnis. Roboto apšvietimas
Kad robotas būtų įdomesnis, jį galima apšviesti iš fono. Tai atliekama naudojant įvairių spalvų šviesos diodus.


Trečias žingsnis. Elektroninės dalies prijungimas
Pagrindinis roboto valdiklis yra Arduino plokštė. Kaip maitinimo šaltinis naudojamas kompiuterio blokas, jo išėjimuose turi būti 5 voltų įtampa. Taip turėtų būti, jei multimetru matuojate raudonų ir juodų laidų įtampą. Ši įtampa reikalinga servovarikliui ir atstumo jutikliui maitinti. Geltonos ir juodos spalvos bloko laidai jau gamina 12 voltų, jų reikia, kad Arduino veiktų.

Servo sistemoms reikia padaryti penkias jungtis. Mes prijungiame 5 V į teigiamą, o neigiamą - į žemę. Atstumo jutiklis prijungtas taip pat.

Taip pat plokštėje yra LED maitinimo indikatorius. Norėdami jį prijungti, tarp + 5 V ir žemės naudojamas 100 omų rezistorius.










Servo išėjimai yra prijungti prie „Arduino“ PWM išėjimų. Tokie kaiščiai ant lentos pažymėti „~“ ženklu. Kalbant apie ultragarsinį atstumo jutiklį, jį galima prijungti prie 6 ir 7 kaiščių. LED yra prijungtas prie žemės ir 13 kontakto.

Dabar galite pradėti programuoti. Prieš jungdami per USB, turite įsitikinti, kad maitinimas yra visiškai išjungtas. Testuojant programą, reikia išjungti ir roboto maitinimą. Jei tai nebus padaryta, valdiklis gaus 5 V iš USB ir 12 V iš maitinimo šaltinio.

Diagramoje matote, kad servomotoriams valdyti buvo pridėti potenciometrai. Jie nėra būtinas roboto komponentas, tačiau siūlomas kodas be jų neveiks. Potenciometrai jungiami prie 0,1,2,3 ir 4 kaiščių.

Grandinėje yra rezistorius R1, jį galima pakeisti 100 kΩ potenciometru. Tai leis rankiniu būdu reguliuoti ryškumą. Kalbant apie rezistorius R2, jų vertė yra 118 omų.

Čia yra pagrindinių naudotų mazgų sąrašas:
- 7 šviesos diodai;
- R2 - 118 omų rezistorius;
- R1 - 100 kOhm rezistorius;
- jungiklis;
- fotorezistorius;
- bc547 tranzistorius.

Ketvirtas žingsnis. Programavimas ir pirmasis roboto paleidimas
Robotui valdyti buvo naudojami 5 potenciometrai. Gana realu tokią grandinę pakeisti vienu potenciometru ir dviem vairasvirtėmis. Kaip prijungti potenciometrą, buvo parodyta ankstesniame žingsnyje. Sumontavus eskizą, robotą galima išbandyti.

Pirmieji roboto bandymai parodė, kad sumontuoti futuba s3003 tipo servovarikliai robotui buvo silpni. Jais galima tik pasukti ranką arba patraukti. Vietoj to autorius įdiegė mg995 variklius. Idealus variantas būtų mg946 varikliai.

Šis straipsnis yra įvadinis vadovas pradedantiesiems, norint sukurti robotines rankas, užprogramuotas naudojant Arduino. Koncepcija yra ta, kad roboto rankos projektas bus nebrangus ir lengvas. Surinksime paprastą prototipą su kodu, kurį galima ir reikia optimizuoti, tai bus puiki pradžia jums robotikoje. Arduino robotas valdomas nulaužta vairasvirte ir gali būti užprogramuotas kartoti jūsų nurodytą veiksmų seką. Jei nesugebate programuoti, tuomet galite priimti projektą kaip aparatūros surinkimo mokymus, įkelti į jį mano kodą ir pagal jį įgyti pagrindinių žinių. Vėlgi, projektas yra gana paprastas.

Vaizdo įraše – demo su mano robotu.

1 veiksmas: medžiagų sąrašas



Mums reikės:

  1. Arduino lenta. Naudojau Uno, bet bet kuri iš veislių tą darbą atliks vienodai gerai.
  2. Servos, 4 pigiausi, kuriuos rasite.
  3. Jūsų pasirinktos būsto medžiagos. Tinka mediena, plastikas, metalas, kartonas. Mano projektas sukurtas iš seno užrašų knygelės.
  4. Jei nenorite vargti su PCB, jums reikės duonos lentos. Tinka maža lenta, ieškokite variantų su džemperiais ir maitinimo šaltiniu - jie gana pigūs.
  5. Kažkas dėl rankos pagrindo - naudojau kavos skardinę, tai nėra pats geriausias variantas, bet tai viskas, ką radau bute.
  6. Smulkus siūlas rankos mechanizmui ir adata skylėms daryti.
  7. Klijai ir lipni juosta, kad viskas būtų kartu. Nėra nieko, ko nebūtų galima laikyti kartu su lipnia juosta ir karštais klijais.
  8. Trys 10K rezistoriai. Jei neturite rezistorių, tokiais atvejais kode yra išeitis, tačiau geriausias pasirinkimas yra nusipirkti rezistorius.

2 veiksmas: kaip visa tai veikia



Pridedamame paveikslėlyje parodytas rankos principas. Taip pat viską paaiškinsiu žodžiais. Dvi rankos dalys yra sujungtos plonu siūlu. Sriegio vidurys prijungtas prie rankinio servo. Kai servo traukia siūlą, ranka suspaudžiama. Rankoje pritvirtinau tušinuko spyruoklę, bet jei turite lankstesnę medžiagą, galite ją naudoti.

3 veiksmas: pakeiskite vairasvirtę

Darant prielaidą, kad jau baigėte surinkti svirties mechanizmą, pereisiu prie vairasvirtės dalies.

Projektui buvo panaudota sena vairasvirtė, bet iš esmės tiks bet koks įrenginys su mygtukais. Analoginiai mygtukai (grybai) naudojami servo valdymui, nes jie iš esmės yra tik potenciometrai. Jei neturite vairasvirtės, galite naudoti tris įprastus potenciometrus, bet jei esate panašus į mane, savo rankomis modifikuojate seną vairasvirtę, tada štai ką jums reikia padaryti.

Potenciometrus prijungiau prie duonos lentos, kiekvienas iš jų turi tris gnybtus. Vieną iš jų reikia jungti prie GND, antrą – prie +5V Arduino, o vidurinį – prie įvesties, kurią apibrėšime vėliau. Mes nenaudosime Y ašies kairiajame potenciometre, todėl mums reikia tik potenciometro virš vairasvirtės.

Kalbant apie jungiklius, prie vieno jo galo prijunkite +5V, o prie kito galo laidą, kuris eina į kitą Arduino įvestį. Mano vairasvirte yra +5 V linija, bendra visiems jungikliams. Sujungiau tik 2 mygtukus, bet po to prijungiau dar vieną, kaip reikėjo.

Taip pat svarbu nupjauti laidus, kurie eina į lustą (juodas apskritimas ant vairasvirtės). Atlikę visus aukščiau nurodytus veiksmus, galite pradėti laidų montavimą.

4 veiksmas: prijunkite mūsų įrenginį

Nuotraukoje parodyta įrenginio elektros instaliacija. Potenciometrai yra vairasvirtės svirtys. Alkūnė yra dešinioji Y ašis, bazė yra dešinė X ašis, petys yra kairioji X ašis. Jei norite pakeisti servo kryptį, tiesiog pakeiskite +5 V ir GND laidus atitinkamame potenciometre.

5 veiksmas: atsisiųskite kodą

Šiuo metu turime atsisiųsti pridėtą kodą į kompiuterį ir įkelti jį į „Arduino“.

Pastaba: jei kodą į Arduino įkėlėte anksčiau, tiesiog praleiskite šį veiksmą – nieko naujo nesužinosite.

  1. Atidarykite Arduino IDE ir įklijuokite kodą į jį
  2. Įrankiuose / lenta pasirinkite savo lentą
  3. Skiltyje „Tools/Serial Port“ pasirinkite prievadą, prie kurio prijungta plokštė. Labiausiai tikėtina, kad pasirinkimą sudarys vienas elementas.
  4. Spustelėkite mygtuką Įkelti.

Galite pakeisti servo diapazoną, kode palikau pastabas, kaip tai padaryti. Greičiausiai kodas veiks be problemų, tereikės pakeisti rankos servo parametrą. Šis nustatymas priklauso nuo to, kaip nustatėte giją, todėl rekomenduoju jį teisingai nustatyti.

Jei nenaudojate rezistorių, turėsite pakeisti kodą toje vietoje, kur palikau pastabas apie tai.

Failai

6 veiksmas: projekto pradžia

Robotas valdomas judesiais vairasvirte, ranka suspaudžiama ir atspaudžiama rankos mygtuku. Vaizdo įraše parodyta, kaip viskas veikia realiame gyvenime.

Štai būdas užprogramuoti ranką:

  1. Atidarykite serijinį monitorių „Arduino IDE“, kad būtų lengviau sekti procesą.
  2. Išsaugokite pradinę padėtį spustelėdami Išsaugoti.
  3. Vienu metu perkelkite tik vieną servo, pavyzdžiui, peties aukštyn, ir paspauskite išsaugoti.
  4. Suaktyvinkite ranką taip pat tik jos žingsnyje, o tada išsaugokite paspausdami išsaugoti. Išjungimas taip pat atliekamas atskiru žingsniu, po kurio paspaudžiamas išsaugoti.
  5. Kai baigsite komandų seką, paspauskite paleidimo mygtuką, robotas nueis į pradinę padėtį ir pradės judėti.
  6. Jei norite tai sustabdyti, atjunkite laidą arba paspauskite „Arduino“ plokštės atstatymo mygtuką.

Jei viską padarėte teisingai, rezultatas bus panašus į šį!

Tikiuosi, kad pamoka jums buvo naudinga!

Sveiki, Geektimes!

„uFactory“ projektas „uArm“ surinko lėšų „kickstarter“ daugiau nei prieš dvejus metus. Jie nuo pat pradžių sakė, kad tai bus atviras projektas, tačiau iškart pasibaigus įmonei šaltinio kodo įkelti neskubėjo. Tiesiog norėjau iškirpti organinį stiklą pagal jų brėžinius ir tiek, bet kadangi šaltinio kodų nebuvo ir to nebuvo numatyta artimiausioje ateityje, pradėjau kartoti dizainą iš nuotraukų.

Dabar mano robo ranka atrodo taip:

Dirbdamas lėtai per dvejus metus pavyko padaryti keturias versijas ir įgavau daug patirties. Aprašymas, projekto istorija ir visi projekto failai, kuriuos galite rasti po išpjova.

bandymas ir klaida

Kai pradėjau dirbti su brėžiniais, norėjau ne tik pakartoti uArm, bet ir jį patobulinti. Man atrodė, kad mano sąlygomis visiškai įmanoma apsieiti be guolių. Nepatiko ir tai, kad elektronika sukasi visa ranka ir norėjosi supaprastinti apatinės lanksto dalies dizainą. Be to, iš karto pradėjau piešti jį šiek tiek mažiau.

Su šiais įvestimis nupiešiau pirmąjį variantą. Deja, tos manipuliatoriaus versijos nuotraukų (kuri buvo pagaminta geltonos spalvos) neturėjau. Klaidos joje buvo tiesiog epinės. Pirma, surinkti buvo beveik neįmanoma. Paprastai mechanika, kurią nupiešiau prieš manipuliatorių, buvo gana paprasta ir man nereikėjo galvoti apie surinkimo procesą. Bet vis tiek surinkau ir bandžiau paleisti, O ranka beveik nejudėjo! Visos dalys sukosi aplink varžtus ir jei aš juos priveržčiau, kad būtų mažiau laisvumo, ji negalėtų pajudėti. Jei jį atlaisvinau, kad jis galėtų judėti, atsirastų neįtikėtinas atsakas. Dėl to koncepcija neišgyveno net trijų dienų. Ir aš pradėjau dirbti su antrąja manipuliatoriaus versija.

Raudona jau buvo visai tinkama darbui. Jis paprastai surinko ir galėjo judėti tepamas. Galėjau išbandyti programinę įrangą ant jo, bet vis tiek dėl guolių trūkumo ir didelių nuostolių ant skirtingų strypų jis labai susilpnino.

Tada kuriam laikui apleidau projektą, bet netrukus nusprendžiau jį priminti. Nusprendžiau naudoti galingesnius ir populiaresnius servus, padidinti dydį ir pridėti guolius. Ir nusprendžiau, kad nesistengsiu visko iš karto padaryti tobulą. Piešinius nubrėžiau paskubomis, nebraižydamas gražių bičiulių ir užsisakiau iškirpti iš skaidraus organinio stiklo. Gautame manipuliatoriuje galėjau derinti surinkimo procesą, nustatyti vietas, kurias reikia papildomai sustiprinti, ir išmokau naudoti guolius.

Pažaidęs su skaidriu manipuliatoriumi iki valios prisėdau piešti galutinės baltos versijos. Taigi, dabar visa mechanika yra visiškai derinama, man tinka ir yra pasiruošusi pareikšti, kad nenoriu nieko daugiau keisti šiame projekte:

Mane slegia tai, kad uArm projekte negalėjau įnešti nieko iš esmės naujo. Kai pradėjau piešti galutinę versiją, jie jau buvo išleidę 3D modelius „GrabCad“. Galų gale aš tik šiek tiek supaprastinau leteną, paruošiau failus patogiu formatu ir naudojau labai paprastus ir standartinius komponentus.

Manipuliatoriaus savybės

Prieš atsirandant uArm, šios klasės staliniai manipuliatoriai atrodė gana nuobodžiai. Jie arba visai neturėjo elektronikos, arba turėjo kažkokį valdymą rezistoriais, arba turėjo savo patentuotą programinę įrangą. Antra, jose dažniausiai nebuvo lygiagrečių vyrių sistemos ir pati rankena eksploatacijos metu keitė savo padėtį. Jei surinksime visus mano manipuliatoriaus pranašumus, gausime gana ilgą sąrašą:
  1. Strypų sistema, leidžianti į manipuliatoriaus pagrindą sudėti galingus ir sunkius variklius, taip pat laikyti griebtuvą lygiagrečiai arba statmenai pagrindui
  2. Paprastas komponentų rinkinys, kurį lengva nusipirkti arba išpjauti iš organinio stiklo
  3. Guoliai beveik visuose manipuliatoriaus mazguose
  4. Lengvas surinkimas. Tai pasirodė tikrai nelengva užduotis. Ypač sunku buvo galvoti apie pagrindo surinkimo procesą
  5. Rankenos padėtį galima keisti 90 laipsnių kampu
  6. Atviras šaltinis ir dokumentacija. Viskas paruošta prieinamais formatais. Pateiksiu 3D modelių, pjaustymo failų, medžiagų sąrašo, elektronikos ir programinės įrangos atsisiuntimo nuorodas
  7. Suderinamas su Arduino. Arduino priešininkų yra daug, bet tikiu, kad tai galimybė praplėsti auditoriją. Profesionalai gali lengvai parašyti savo programinę įrangą C kalba – tai įprastas „Atmel“ valdiklis!

Mechanika

Surinkimui būtina išpjauti dalis iš 5 mm organinio stiklo:

Jie apmokestino mane apie 10 USD už visų šių dalių pjaustymą.

Pagrindas sumontuotas ant didelio guolio:

Ypač sunku buvo galvoti apie bazę surinkimo proceso požiūriu, bet aš žiūrėjau į uArm inžinierius. Supamosios kėdės sėdi ant 6 mm skersmens kaiščio. Reikėtų pažymėti, kad mano alkūnės trauka remiasi į U formos laikiklį, o uFactory - į L formos laikiklį. Sunku paaiškinti, koks skirtumas, bet manau, kad man sekėsi geriau.

Užfiksavimas renkamas atskirai. Jis gali suktis aplink savo ašį. Pats letena yra tiesiai ant variklio veleno:

Straipsnio pabaigoje pateiksiu nuorodą į itin detalias surinkimo instrukcijas nuotraukose. Per porą valandų galite drąsiai viską susukti, jei viskas, ko reikia, yra po ranka. Taip pat nemokamoje programoje SketchUp paruošiau 3D modelį. Galite atsisiųsti, susukti ir pamatyti, kas ir kaip yra surinkta.

Elektronika

Kad rankena veiktų, tereikia penkis servo įrenginius prijungti prie „Arduino“ ir maitinti juos iš gero šaltinio. uArm turi tam tikrus grįžtamojo ryšio variklius. Aš tiekiau tris įprastus MG995 variklius ir du mažus metalinius pavarų variklius rankenai valdyti.

Čia mano istorija glaudžiai susipynusi su ankstesniais projektais. Jau kurį laiką pradėjau dėstyti Arduino programavimą ir net paruošiau šiam tikslui savo su Arduino suderinamą plokštę. Kita vertus, kažkada gavau galimybę pigiai pagaminti lentas (apie tai irgi rašiau). Galų gale viskas baigėsi tuo, kad manipuliatoriaus valdymui naudojau savo su Arduino suderinamą plokštę ir specializuotą skydą.

Šis skydas iš tikrųjų yra labai paprastas. Jame yra keturi kintamieji rezistoriai, du mygtukai, penkios servo jungtys ir maitinimo jungtis. Tai labai patogu derinimo požiūriu. Galite įkelti bandomąjį eskizą ir parašyti kokią nors makrokomandą, kurią norite valdyti, ar panašiai. Straipsnio pabaigoje duosiu ir nuorodą, kur galima parsisiųsti lentos failą, bet jis paruoštas gamybai su skylučių apkalimu, todėl nelabai tinka namų gamybai.

Programavimas

Įdomiausias dalykas yra manipuliatoriaus valdymas iš kompiuterio. „uArm“ turi patogią programą, skirtą manipuliatoriui valdyti, ir darbo su juo protokolą. Kompiuteris siunčia 11 baitų į COM prievadą. Pirmasis visada yra 0xFF, antrasis yra 0xAA, o kai kurie kiti yra servo signalai. Be to, šie duomenys normalizuojami ir pateikiami varikliams išbandyti. Turiu servosus, prijungtus prie skaitmeninio įvesties / išvesties 9-12, bet tai galima lengvai pakeisti.

uArm terminalo programa leidžia keisti penkis parametrus valdant pelę. Perkeliant pelę ant paviršiaus, keičiasi manipuliatoriaus padėtis XY plokštumoje. Pasukite ratą – pakeiskite aukštį. LMB / RMB - suspauskite / atlaisvinkite leteną. RMB + ratas - rankenos sukimasis. Tiesą sakant, labai patogu. Jei norite, galite parašyti bet kokią terminalo programinę įrangą, kuri susisieks su manipuliatoriumi naudodama tą patį protokolą.

Eskizų čia nepateiksiu – juos galite atsisiųsti straipsnio pabaigoje.

Darbo video

Ir galiausiai – paties manipuliatoriaus veikimo vaizdo įrašas. Rodo pelės valdymą, rezistorius ir pagal iš anksto įrašytą programą.

Nuorodos

Plexiglas pjovimo failus, 3D modelius, pirkinių sąrašą, lentų brėžinius ir programinę įrangą galima atsisiųsti mano puslapio pabaigoje

Šis projektas yra kelių lygių modulinė užduotis. Pirmasis projekto etapas – roboto rankos modulio surinkimas, tiekiamas kaip dalių rinkinys. Antrasis užduoties etapas bus IBM PC sąsajos surinkimas taip pat iš dalių rinkinio. Galiausiai trečiasis užduoties etapas – balso valdymo modulio sukūrimas.

Roboto ranką galima valdyti rankiniu būdu, naudojant komplekte esantį rankinį valdiklį. Roboto ranką taip pat galima valdyti per surinktą IBM PC sąsają arba naudojant balso valdymo modulį. IBM PC sąsajos rinkinys leidžia valdyti ir programuoti roboto veiksmus per IBM PC darbo kompiuterį. Balso valdymo įrenginys leis valdyti roboto ranką naudojant balso komandas.

Visi šie moduliai kartu sudaro funkcionalų įrenginį, kuris leis atlikti eksperimentus ir programuoti automatizuotas veiksmų sekas ar net „animuoti“ visiškai „laidinę“ manipuliatoriaus ranką.

Kompiuterio sąsaja leis užprogramuoti manipuliatoriaus rankenėlę automatizuotų veiksmų grandinei naudojant asmeninį kompiuterį arba ją „atgaivinti“. Taip pat yra parinktis, kai galite interaktyviai valdyti ranką naudodami rankinį valdiklį arba Windows 95/98 programą. Rankos „animacija“ yra „pramoginė“ užprogramuotų automatizuotų veiksmų grandinės dalis. Pavyzdžiui, jei ant manipuliatoriaus rankos uždėsite lėlę su pirštinėmis ir užprogramuosite įrenginį, kad surengtumėte nedidelį pasirodymą, užprogramuosite elektroninę lėlę, kad ji atgytų. Automatizuotų veiksmų programavimas plačiai naudojamas pramonėje ir pramogų pramonėje.

Plačiausiai pramonėje naudojamas robotas yra roboto ranka. Roboto ranka yra ypač lankstus įrankis, jau vien todėl, kad rankos manipuliatoriaus galinis segmentas gali būti tinkamas įrankis, reikalingas konkrečiai užduočiai ar gamybai. Pavyzdžiui, šarnyrinė suvirinimo svirtis gali būti naudojama taškiniam suvirinimui, purškimo antgaliu galima dažyti įvairias dalis ir mazgus, o griebtuvą galima naudoti objektams prispausti ir išdėstyti.

Taigi, kaip matome, roboto ranka atlieka daug naudingų funkcijų ir gali pasitarnauti kaip idealus įrankis tiriant įvairius procesus. Tačiau sukurti roboto ranką nuo nulio yra iššūkis. Daug lengviau surinkti ranką iš gatavo rinkinio detalių. OWI parduoda gana gerus manipuliatoriaus svirties rinkinius, kuriuos galima įsigyti iš daugelio elektronikos platintojų (žr. dalių sąrašą šio skyriaus pabaigoje). Naudodamiesi sąsaja, surinktą manipuliatoriaus svirtį galite prijungti prie veikiančio kompiuterio spausdintuvo prievado. Kaip darbo kompiuterį galite naudoti IBM PC seriją arba suderinamą įrenginį, kuris palaiko DOS arba Windows 95/98.

Prijungus prie kompiuterio spausdintuvo prievado, roboto ranką galima valdyti interaktyviai arba programiškai iš kompiuterio. Valdymas rankomis interaktyviuoju režimu yra labai paprastas. Norėdami tai padaryti, tiesiog spustelėkite vieną iš funkcijų klavišų, kad nusiųstumėte komandą robotui atlikti tam tikrą judesį. Paspaudus klavišą antrą kartą, komanda nutraukiama.

Suprogramuoti automatizuotų veiksmų grandinę taip pat nėra sunku. Pirmiausia spustelėkite mygtuką Programa, kad įeitumėte į programos režimą. Šiame modulyje ranka veikia tiksliai taip, kaip aprašyta aukščiau, tačiau be to, kiekviena funkcija ir jos veikimo laikas yra fiksuojami scenarijaus faile. Scenarijaus faile gali būti iki 99 skirtingų funkcijų, įskaitant pauzes. Pats scenarijaus failas gali būti atkuriamas 99 kartus. Įvairių scenarijų failų įrašymas leidžia eksperimentuoti su kompiuteriu valdoma automatizuotų veiksmų seka ir „atgaivinti“ ranką. Darbas su programa Windows 95/98 yra išsamiau aprašytas toliau. „Windows“ programa yra įtraukta į robotinės rankos sąsajos rinkinį arba ją galima nemokamai atsisiųsti iš interneto http://www.imagesco.com.

Be Windows programos, ranką galima valdyti naudojant BASIC arba QBASIC. DOS lygio programa yra su sąsajos rinkiniu pateiktuose diskeliuose. Tačiau DOS programa leidžia tik interaktyvų valdymą naudojant klaviatūrą (žr. BASIC programos spausdinimą viename iš diskelių). DOS lygio programa neleidžia kurti scenarijaus failų. Tačiau jei turite BASIC programavimo patirties, tuomet manipuliatoriaus rankos judesių seka gali būti programuojama taip pat, kaip ir Windows programoje naudojamas scenarijaus failas. Judesių seka gali kartotis, kaip tai daroma daugelyje „animuotų“ robotų.

Robotinė rankena

Manipuliatoriaus rankena (žr. 15.1 pav.) turi tris judėjimo laisvės laipsnius. Alkūnės sąnarys gali judėti vertikaliai aukštyn ir žemyn maždaug 135° lanku. Pečių „sąnarys“ judina rankeną pirmyn ir atgal maždaug 120° lanku. Rankena gali būti pasukta ant pagrindo pagal laikrodžio rodyklę arba prieš laikrodžio rodyklę maždaug 350° kampu. Roboto rankos griebtuvas gali paimti ir laikyti iki 5 cm skersmens objektus ir pasisukti riešo sąnaryje maždaug 340°.

Ryžiai. 15.1. Kinematinė roboto rankos judesių ir posūkių schema


OWI Robotic Arm Trainer naudojo penkis miniatiūrinius nuolatinės srovės variklius, kad maitintų ranką. Varikliai užtikrina rankinį valdymą laidais. Šis „laidinis“ valdymas reiškia, kad kiekviena roboto judėjimo funkcija (t.y. atitinkamo variklio veikimas) yra valdoma atskirais laidais (tiekiant įtampą). Kiekvienas iš penkių nuolatinės srovės variklių valdo savo rankos judesį. Laidinis valdymas leidžia sukurti rankinį valdiklį, kuris tiesiogiai reaguoja į elektros signalus. Tai supaprastina roboto rankos sąsajos, kuri jungiasi prie spausdintuvo prievado, išdėstymą.

Rankena pagaminta iš lengvo plastiko. Dauguma pagrindinių apkrovą nešančių dalių taip pat pagamintos iš plastiko. Svirties konstrukcijoje naudojami nuolatinės srovės varikliai yra miniatiūriniai, didelio greičio, mažo sukimo momento varikliai. Norint padidinti sukimo momentą, kiekvienas variklis yra prijungtas prie pavarų dėžės. Varikliai kartu su pavarų dėžėmis sumontuoti manipuliatoriaus svirties konstrukcijos viduje. Nors pavarų dėžė padidina sukimo momentą, roboto ranka negali pakelti ar nešti pakankamai sunkių daiktų. Rekomenduojamas didžiausias leistinas kėlimo svoris yra 130 g.

Roboto rankos komplektas ir jo komponentai parodyti 15.2 ir 15.3 paveiksluose.


Ryžiai. 15.2. Roboto rankų komplektas



Ryžiai. 15.3. Pavarų dėžė prieš surinkimą

Variklio valdymo principas

Norėdami suprasti, kaip veikia valdymas laidu, pažiūrėkime, kaip skaitmeninis signalas valdo vieno nuolatinės srovės variklio veikimą. Varikliui valdyti reikalingi du vienas kitą papildantys tranzistoriai. Vienas tranzistorius turi PNP tipo laidumą, kitas – atitinkamai NPN tipo laidumą. Kiekvienas tranzistorius veikia kaip elektroninis jungiklis, valdantis srovės srautą per nuolatinės srovės variklį. Kiekvieno tranzistoriaus valdomos srovės srauto kryptys yra priešingos. Srovės kryptis lemia variklio sukimosi kryptį atitinkamai pagal arba prieš laikrodžio rodyklę. Ant pav. 15.4 paveiksle parodyta bandomoji grandinė, kurią galite surinkti prieš sukurdami sąsają. Atkreipkite dėmesį, kad kai abu tranzistoriai išjungti, variklis yra išjungtas. Vienu metu turi būti įjungtas tik vienas tranzistorius. Jei tam tikru momentu abu tranzistoriai netyčia įsijungs, tai sukels trumpąjį jungimą. Kiekvienas variklis yra varomas dviem sąsajos tranzistoriais, kurie veikia panašiai.


Ryžiai. 15.4. Tikrinimo diagrama

PC sąsajos dizainas

Kompiuterio sąsajos schema parodyta fig. 15.5. Kompiuterio sąsajos dalių rinkinyje yra spausdintinė plokštė, kurios dalių vieta parodyta fig. 15.6.


Ryžiai. 15.5. Scheminė kompiuterio sąsajos schema



Ryžiai. 15.6. Kompiuterio sąsajos dalių išdėstymas


Visų pirma, turite nustatyti spausdintinės plokštės pusę. Montavimo pusėje nubrėžtos baltos linijos, žyminčios rezistorius, tranzistorius, diodus, IC ir DB25 jungtį. Visos dalys į plokštę įkišamos iš montavimo pusės.

Bendroji pastaba: Prilitavę dalį prie PCB laidų, nuimkite pernelyg ilgus laidus nuo spausdinimo pusės. Montuojant dalis labai patogu laikytis tam tikros sekos. Pirmiausia sumontuokite 100 kΩ rezistorius (spalvoti žiedai: rudi, juodi, geltoni, auksiniai arba sidabriniai), kurie pažymėti R1-R10. Tada sumontuokite 5 diodus D1-D5 ir įsitikinkite, kad juoda juostelė ant diodų yra prie DB25 jungties, kaip parodyta baltomis linijomis, pažymėtomis PCB tvirtinimo pusėje. Tada sumontuokite 15 kΩ rezistorius (spalvomis pažymėtus ruda, žalia, oranžinė, auksinė arba sidabrinė), pažymėtus R11 ir R13. Padėtyje R12 prilituokite raudoną šviesos diodą prie plokštės. Šviesos diodo anodas atitinka angą R12, pažymėtą + ženklu. Tada sumontuokite 14 ir 20 kontaktų lizdus po U1 ir U2 IC. Sumontuokite ir lituokite kampinę DB25 jungtį. Nemėginkite jungties kaiščių į plokštę įstumti per didele jėga, čia reikalingas tik tikslumas. Jei reikia, švelniai pasukite jungtį, atsargiai, kad nesulenktumėte kaiščio kojelių. Pritvirtinkite slankiojantį jungiklį ir įtampos reguliatorių 7805. Nupjaukite keturias reikiamo ilgio vielos dalis ir prilituokite prie jungiklio viršaus. Laikykite laidų išdėstymą taip, kaip parodyta paveikslėlyje. Įdėkite ir lituokite tranzistorius TIP 120 ir TIP 125. Galiausiai lituokite 8 kontaktų lizdą ir 75 mm jungiamąjį laidą. Pagrindas sumontuotas taip, kad ilgiausi gnybtai atrodytų aukštyn. Įkiškite du IC – 74LS373 ir 74LS164 – į atitinkamus lizdus. Įsitikinkite, kad IC rakto padėtis ant jo dangtelio atitinka raktą, pažymėtą baltomis linijomis plokštėje. Galbūt pastebėjote, kad lentoje liko vietos papildomoms dalims. Ši vieta skirta tinklo adapteriui. Ant pav. 15.7 parodyta baigtos sąsajos nuotrauka iš montavimo pusės.


Ryžiai. 15.7. Surinkta kompiuterio sąsaja. Vaizdas iš viršaus

Kaip veikia sąsaja

Manipuliatoriaus svirtis turi penkis nuolatinės srovės variklius. Atitinkamai, kiekvienam varikliui valdyti, įskaitant sukimosi kryptį, mums reikia 10 įvesties / išvesties magistralių. IBM PC ir suderinamų įrenginių lygiagrečiame (spausdintuvo) prievade yra tik aštuonios I/O magistralės. Norint padidinti valdymo magistralių skaičių roboto rankos sąsajoje, naudojamas IC 74LS164, kuris yra nuoseklus ir lygiagretus (SIPO) keitiklis. Naudodami tik dvi lygiagrečių prievadų magistrales D0 ir D1, kurios siunčia serijos kodą į IC, galime gauti aštuonias papildomas I/O magistrales. Kaip minėta, galima sukurti aštuonias I/O magistrales, tačiau ši sąsaja naudoja penkias iš jų.

Kai serijinis kodas įvedamas į 74LS164 IC, atitinkamas lygiagretus kodas pasirodo IC išvestyje. Jei 74LS164 išėjimai būtų tiesiogiai prijungti prie valdymo tranzistorių įėjimų, tai siunčiant serijinį kodą laiku įsijungtų ir išsijungtų atskiros manipuliatoriaus svirties funkcijos. Akivaizdu, kad tokia situacija yra nepriimtina. Siekiant to išvengti, į sąsajos grandinę įvedamas antrasis IC 74LS373 – valdomas aštuonių kanalų elektroninis raktas.

74LS373 aštuonių kanalų perjungiklis turi aštuonias įvesties ir aštuonias išvesties magistrales. Dvejetainė informacija, esanti įvesties magistralėse, perduodama į atitinkamus IC išėjimus tik tuo atveju, jei IC yra įjungtas. Išjungus įjungimo signalą, esama išėjimo magistralių būsena išsaugoma (prisimenama). Šioje būsenoje signalai IC įėjime neturi įtakos išvesties magistralių būsenai.

Nusiuntus nuoseklųjį informacijos paketą į 74LS164, lygiagrečiojo prievado D2 kaištis siunčia įjungimo signalą į 74LS373. Tai leidžia perkelti informaciją jau lygiagrečiu kodu iš IC 74LS174 įvesties į jo išvesties magistrales. Išvesties magistralių būsena atitinkamai valdoma TIP 120 tranzistoriais, kurie savo ruožtu valdo manipuliatoriaus svirties funkcijas. Procesas kartojamas su kiekviena nauja komanda, duodama manipuliatoriaus rankai. Lygiagrečių prievadų magistralės D3-D7 tiesiogiai valdo TIP 125 tranzistorius.

Sąsajos prijungimas prie manipuliatoriaus svirties

Roboto ranką maitina 6 V maitinimo šaltinis, susidedantis iš keturių D elementų, esančių konstrukcijos apačioje. Kompiuterio sąsaja taip pat maitinama šiuo 6V maitinimo šaltiniu.Maitinimas yra dvipolis ir suteikia ±3V įtampas.Maitinimas į sąsają tiekiamas per aštuonių kontaktų Molex jungtį, pritvirtintą prie manipuliatoriaus pagrindo.

Prijunkite sąsają prie manipuliatoriaus svirties naudodami 75 mm aštuonių laidų Molex kabelį. Molex laidas jungiamas prie jungties, esančios manipuliatoriaus apačioje (žr. 15.8 pav.). Patikrinkite, ar jungtis įdėta tinkamai ir saugiai. Sąsajos plokštės prijungimui prie kompiuterio naudojamas 180 cm ilgio DB25 laidas, kuris yra komplekte. Vienas laido galas jungiamas prie spausdintuvo prievado. Kitas galas jungiamas prie sąsajos plokštės DB25 jungties.


Ryžiai. 15.8. Kompiuterio sąsajos prijungimas prie roboto rankos


Daugeliu atvejų spausdintuvas paprastai yra prijungtas prie spausdintuvo prievado. Kad išvengtumėte vargo prijungti ir atjungti jungtis kiekvieną kartą, kai norite naudoti mentelę, verta įsigyti spausdintuvo A/B magistralės įjungimo/išjungimo jungiklio dėžutę (DB25). Prijunkite manipuliatoriaus sąsajos jungtį prie įvesties A, o spausdintuvą prie įvesties B. Dabar galite naudoti jungiklį, kad prijungtumėte kompiuterį prie spausdintuvo arba sąsajos.

Programos diegimas sistemoje Windows 95

Į diskelių įrenginį įdėkite 3,5" diskelį, pažymėtą "Disc 1" ir paleiskite diegimo programą (setup.exe). Diegimo programa jūsų standžiajame diske sukurs katalogą pavadinimu "Images" ir nukopijuos reikiamus failus į šį katalogą. Pradėti Meniu pasirodys piktograma Vaizdai Norėdami paleisti programą, spustelėkite piktogramą Vaizdai meniu Pradėti.

Darbas su programa Windows 95

Prijunkite sąsają prie kompiuterio spausdintuvo prievado naudodami 180 cm ilgio kabelį DB 25. Prijunkite sąsają prie manipuliatoriaus svirties pagrindo. Iki tam tikro laiko laikykite sąsają išjungtą. Jei sąsaja šiuo metu įjungta, spausdintuvo prievade saugoma informacija gali sukelti manipuliatoriaus svirties judesius.

Dukart spustelėdami piktogramą Vaizdai meniu Pradėti, paleiskite programą. Programos langas parodytas fig. 15.9. Kai programa veikia, sąsajos plokštėje turi mirksėti raudonas šviesos diodas. Pastaba: sąsajos nereikia įjungti, kad šviesos diodas pradėtų mirksėti. Šviesos diodo mirksėjimo greitį lemia jūsų kompiuterio procesoriaus greitis. Šviesos diodo mirgėjimas gali būti labai silpnas; Kad tai pastebėtumėte, gali tekti pritemdyti šviesą kambaryje ir sulenkti delnus, kad galėtumėte stebėti šviesos diodą. Jei šviesos diodas nemirksi, programa gali pasiekti neteisingą prievado adresą (LPT prievadą). Norėdami perjungti sąsają į kitą prievado adresą (LPT prievadą), eikite į langelį Printer Port Options viršutiniame dešiniajame ekrano kampe. Pasirinkite kitą parinktį. Teisingai nustačius prievado adresą, šviesos diodas mirksės.


Ryžiai. 15.9. „Windows“ kompiuterio sąsajos programos ekrano kopija


Kai mirksi šviesos diodas, spustelėkite Puuse piktogramą ir tik tada įjunkite sąsają. Spustelėjus atitinkamą funkcijos klavišą, manipuliatoriaus svirtis sureaguos. Paspaudus dar kartą, judėjimas bus sustabdytas. Funkcinių klavišų naudojimas rankai valdyti yra vadinamas interaktyvus mados valdymas.

Scenarijaus failo kūrimas

Scenarijaus failai naudojami manipuliatoriaus rankos judesiams ir automatinėms veiksmų sekoms programuoti. Scenarijaus faile yra laikinų komandų, valdančių manipuliatoriaus rankos judesius, sąrašas. Sukurti scenarijaus failą labai paprasta. Norėdami sukurti failą, spustelėkite programinį mygtuką. Ši operacija leis jums pereiti į scenarijaus failo „programavimo“ madą. Spausdami funkcinius mygtukus, kaip ir anksčiau valdysime rankos judesius, tačiau komandos informacija bus įrašyta į geltoną scenarijų lentelę, esančią apatiniame kairiajame ekrano kampe. Žingsnio numeris, pradedant nuo vieno, bus nurodytas kairiajame stulpelyje, o kiekvienai naujai komandai jis padidės vienu. Viduriniame stulpelyje nurodomas judesio tipas (funkcija). Dar kartą paspaudus funkcijos klavišą, judesio vykdymas sustoja, o trečiame stulpelyje atsiranda judesio vykdymo laiko reikšmė nuo jo pradžios iki pabaigos. Judesio vykdymo laikas nurodomas ketvirčio sekundės tikslumu. Tęsdamas tuo pačiu būdu, vartotojas scenarijaus faile gali užprogramuoti iki 99 judesių, įskaitant laiko pauzes. Tada scenarijaus failą galima išsaugoti ir vėliau įkelti iš bet kurio katalogo. Scenarijaus failo komandų vykdymas gali būti kartojamas iki 99 kartų, tam reikia įvesti pakartojimų skaičių lange Repeat ir spustelėti Pradėti. Norėdami baigti rašyti į scenarijaus failą, paspauskite interaktyvųjį klavišą. Ši komanda grąžins kompiuterį į interaktyvųjį režimą.

Objektų „atgaivinimas“.

Scenarijaus failai gali būti naudojami kompiuteriniam veiksmų automatizavimui arba objektų „animacijai“. Objektų „animacijos“ atveju valdomas robotų mechaninis „skeletas“ dažniausiai yra padengtas išoriniu apvalkalu ir pats nėra matomas. Prisimenate skyriaus pradžioje aprašytą pirštinių lėlę? Išorinis apvalkalas gali būti žmogaus (iš dalies arba visiškai), ateivio, gyvūno, augalo, akmens ir bet ko kito pavidalo.

Taikymo ribos

Jei norite pasiekti profesionalų lygį atliekant automatizuotus veiksmus ar „animuojant“ objektus, tai, taip sakant, išlaikyti prekės ženklą, pozicionavimo tikslumas atliekant judesius bet kuriuo metu turėtų būti artimas 100%.

Tačiau galite pastebėti, kad kartojantis scenarijaus faile įrašytą veiksmų seką, manipuliatoriaus rankos padėtis (judesio modelis) skirsis nuo pradinės. Taip nutinka dėl kelių priežasčių. Išsikraunant svirties maitinimo šaltinio akumuliatoriams, sumažėjus nuolatinės srovės varikliams tiekiamai galiai, sumažėja variklių sukimo momentas ir greitis. Taigi, manipuliatoriaus judėjimo ilgis ir pakeliamo krovinio aukštis per tą patį laikotarpį skirsis negyvoms ir „šviežioms“ baterijoms. Tačiau priežastis yra ne tik tai. Net esant stabilizuotam maitinimo šaltiniui, variklio veleno greitis svyruos, nes nėra variklio greičio reguliatoriaus. Kiekvienam fiksuotam laikotarpiui apsisukimų skaičius kiekvieną kartą šiek tiek skirsis. Tai lems tai, kad kiekvieną kartą skirsis ir manipuliatoriaus rankos padėtis. Be to, pavarų dėžės pavarose yra tam tikras atbulas, į kurį taip pat neatsižvelgiama. Veikiant visiems šiems veiksniams, kuriuos čia išsamiai apsvarstėme, vykdant scenarijaus failo pasikartojančių komandų ciklą, manipuliatoriaus rankos padėtis kiekvieną kartą šiek tiek skirsis.

Namų padėties paieška

Galite pagerinti įrenginio veikimą pridėdami grįžtamojo ryšio grandinę, kuri stebi manipuliatoriaus rankos padėtį. Šią informaciją galima įvesti į kompiuterį, kad būtų galima nustatyti absoliučią manipuliatoriaus padėtį. Naudojant tokią pozicinio grįžtamojo ryšio sistemą, kiekvienos scenarijaus faile įrašytų komandų sekos pradžioje galima nustatyti manipuliatoriaus rankos padėtį į tą patį tašką.

Tam yra daug galimybių. Viename iš pagrindinių metodų padėties valdymas kiekviename taške nenumatytas. Vietoj to naudojamas ribinių jungiklių rinkinys, atitinkantis pradinę „pradžios“ padėtį. Ribiniai jungikliai tiksliai nustato tik vieną padėtį – kai manipuliatorius pasiekia „pradžios“ padėtį. Norėdami tai padaryti, turite nustatyti ribinių jungiklių (mygtukų) seką taip, kad jie užsidarytų manipuliatoriui pasiekus kraštutinę padėtį viena ar kita kryptimi. Pavyzdžiui, vienas ribinis jungiklis gali būti sumontuotas ant manipuliatoriaus pagrindo. Jungiklis turi veikti tik tada, kai svirtis pasiekia galinę padėtį, kai pasukama pagal laikrodžio rodyklę. Kiti ribiniai jungikliai turi būti sumontuoti ant pečių ir alkūnių sąnarių. Jie turėtų būti aktyvuoti, kai atitinkama jungtis yra visiškai ištiesta. Kitas jungiklis yra sumontuotas ant šepečio ir suaktyvinamas, kai šepetėlis pasukamas iki galo pagal laikrodžio rodyklę. Paskutinis ribinis jungiklis sumontuotas ant rankenos ir užsidaro, kai visiškai atidaromas. Norint iš naujo nustatyti manipuliatorių, kiekvienas galimas manipuliatoriaus judesys atliekamas ta kryptimi, kuri reikalinga atitinkamam eigos jungikliui uždaryti, kol šis jungiklis užsidaro. Pasiekęs kiekvieno judesio pradinę padėtį, kompiuteris tiksliai „žinos“ tikrąją manipuliatoriaus rankos padėtį.

Pasiekę pradinę padėtį galime iš naujo paleisti scenarijaus faile parašytą programą, remdamiesi prielaida, kad pozicionavimo klaida kiekvieno ciklo vykdymo metu kaupsis pakankamai lėtai, kad nesukels per didelių manipuliatoriaus padėties nukrypimų. nuo norimo. Įvykdžius scenarijaus failą, ranka nustatoma į pradinę padėtį ir scenarijaus failo ciklas kartojamas.

Kai kuriose sekose neužtenka žinoti tik pradinę padėtį, pavyzdžiui, pakėlus kiaušinį nerizikuojant sutraiškyti jo lukštą. Tokiais atvejais reikalinga sudėtingesnė ir tikslesnė padėties grįžtamojo ryšio sistema. Signalus iš jutiklių galima apdoroti naudojant ADC. Gauti signalai gali būti naudojami parametrų, tokių kaip padėtis, slėgis, greitis ir sukimo momentas, reikšmėms nustatyti. Šis paprastas pavyzdys gali būti kaip iliustracija. Įsivaizduokite, kad prie fiksavimo mazgo prijungėte nedidelį tiesinį kintamąjį rezistorių. Kintamasis rezistorius nustatytas taip, kad jo slankiklio judėjimas pirmyn ir atgal būtų susijęs su rankenos atidarymu ir uždarymu. Taigi, priklausomai nuo rankenos atidarymo laipsnio, keičiasi kintamo rezistoriaus varža. Po kalibravimo, išmatavę kintamo rezistoriaus srovės varžą, galite tiksliai nustatyti griebtuvo gnybtų atidarymo kampą.

Tokios grįžtamojo ryšio sistemos sukūrimas įveda kitą įrenginio sudėtingumo lygį ir atitinkamai padidina jo kainą. Todėl paprastesnis variantas yra įdiegti rankinio valdymo sistemą, kuri koreguotų manipuliatoriaus rankos padėtį ir judesius vykdant scenarijaus programą.

Rankinės sąsajos valdymo sistema

Įsitikinę, kad sąsaja veikia tinkamai, galite naudoti 8 kontaktų plokščią jungtį, kad prie jos prijungtumėte rankinį valdymo bloką. Patikrinkite 8 kontaktų Molex jungties prijungimo padėtį prie sąsajos plokštės jungties galvutės, kaip parodyta pav. 15.10. Atsargiai įkiškite jungtį, kol ji bus patikimai prijungta. Po to manipuliatoriaus ranka gali būti valdoma iš rankinio valdymo pulto bet kuriuo metu. Nesvarbu, ar sąsaja prijungta prie kompiuterio, ar ne.


Ryžiai. 15.10. Rankinio valdymo pulto prijungimas

DOS klaviatūros valdymo programa

Yra DOS programa, kuri leidžia valdyti manipuliatoriaus rankos veikimą iš kompiuterio klaviatūros interaktyviu režimu. Klavišų, atitinkančių tam tikros funkcijos vykdymą, sąrašas pateiktas lentelėje.

Manipuliatoriaus rankos valdymui balsu naudojamas kalbos atpažinimo rinkinys (SCR), kuris buvo aprašytas skyriuje. 7. Šiame skyriuje sukursime sąsają, jungiančią URR su manipuliatoriaus svirtimi. Šią sąsają taip pat galima įsigyti kaip rinkinį iš Images SI, Inc.

RRR sąsajos schema parodyta fig. 15.11. Sąsaja naudoja 16F84 mikrovaldiklį. Mikrovaldiklio programa atrodo taip:


„URR sąsajos programa

Simbolio prievadas A = 5

Simbolis TRISA = 133

Simbolio prievadas B = 6

Simbolis TRISB = 134

Jei bit4 = 0, suaktyvinkite „Jei įjungtas rašymas į trigerį, skaitykite schemą

Pradėkite „Pakartoti“.

pauzė 500 'Palauk 0,5 s

Žvilgtelėkite prievadąB, B0 „Skaityti BCD kodą

Jei bit5 = 1, tada atsiųskite „Išvesties kodas

turiu pradėti „Pakartokite“.

žvilgtelėti į PortA, b0 'Skaityti prievadą A

jei bit4 = 1, tada vienuolika „Ar skaičius yra 11?

poke PortB, b0 ‘Išvesties kodas

turiu pradėti „Pakartokite“.

jei bit0 = 0, tada dešimt

turiu pradėti „Pakartokite“.

turiu pradėti „Pakartokite“.



Ryžiai. 15.11. Roboto rankos URR valdiklio schema


Programinės įrangos naujinimą pagal 16F84 galima nemokamai atsisiųsti iš http://www.imagesco.com

URR sąsajos programavimas

RRS sąsajos programavimas panašus į RRS programavimą iš rinkinio, aprašyto Ch. 7. Kad manipuliatoriaus svirtis veiktų teisingai, komandinius žodžius turite suprogramuoti pagal skaičius, atitinkančius konkretų manipuliatoriaus judesį. Lentelėje. 15.1 rodomi komandų žodžių, valdančių manipuliatoriaus rankos veikimą, pavyzdžiai. Komandinius žodžius galite pasirinkti pagal savo skonį.

15.1 lentelė

Kompiuterio sąsajos dalių sąrašas

(5) NPN TIP120 tranzistorius

(5) Tranzistorius PNP TIP 125

(1) IC 74164 kodo keitiklis

(1) IC 74LS373 aštuoni raktai

(1) Šviesos diodas raudonas

(5) Diodas 1N914

(1) 8 kontaktų Molex jungties lizdas

(1) Molex kabelis 8 gyslų, 75 mm ilgio

(1) DIP jungiklis

(1) DB25 kampinė jungtis

(1) 1,8 m DB 25 kabelis su dviem M tipo jungtimis.

(1) PCB

(3) Rezistorius 15kΩ, 0,25W


Visos išvardytos prekės yra įtrauktos į komplektą.

Kalbos atpažinimo sąsajos dalių sąrašas

(5) NPN TIP 120 tranzistorius

(5) Tranzistorius PNP TIP 125

(1) IC 4011 NOR vartai

(1) IC 4049 - 6 buferiai

(1) IC 741 operacinis stiprintuvas

(1) Rezistorius 5,6 kΩ, 0,25 W

(1) Rezistorius 15 kΩ, 0,25 W

(1) 8 kontaktų Molex jungties galvutė

(1) Molex kabelis 8 gyslų, ilgis 75 mm

(10) Rezistorius 100 kΩ, 0,25 W

(1) Rezistorius 4,7 kΩ, 0,25 W

(1) 7805 įtampos reguliatorius IC

(1) IC PIC 16F84 mikrovaldiklis

(1) 4,0 MHz kvarcinis kristalas

Robotinės rankos sąsajos rinkinys

OWI manipuliatoriaus rankos komplektas

Manipuliatoriaus rankenos kalbos atpažinimo sąsaja

Kalbos atpažinimo įrenginių komplektas


Dalis galima užsisakyti iš:

Images, S.I., Inc.

Pirmiausia bus paliečiami bendrieji klausimai, vėliau – techninės rezultato charakteristikos, detalės, galiausiai – pats surinkimo procesas.

Apskritai ir apskritai

Šio įrenginio sukūrimas neturėtų sukelti jokių sunkumų. Reikės kokybiškai apgalvoti tik galimybes, kurias įgyvendinti fiziniu požiūriu bus gana sunku, kad manipuliatoriaus ranka atliktų jai pavestas užduotis.

Techninės rezultato charakteristikos

Bus svarstomas pavyzdys, kurio ilgio / aukščio / pločio parametrai yra atitinkamai 228/380/160 milimetrų. Pagamintas svoris bus maždaug 1 kilogramas. Valdymui naudojamas laidinis nuotolinio valdymo pultas. Numatomas surinkimo laikas su patirtimi – apie 6-8 val. Jei jo nėra, gali prireikti dienų, savaičių ir sutikus mėnesius, kol bus surinkta manipuliatoriaus rankena. Savo rankomis ir vienam tokiais atvejais verta daryti nebent dėl ​​savo interesų. Komponentams perkelti naudojami kolektorių varikliai. Įdėdami pakankamai pastangų, galite sukurti įrenginį, kuris pasisuks 360 laipsnių. Be to, darbo patogumui, be standartinių įrankių, tokių kaip lituoklis ir lituoklis, turite turėti atsargų:

  1. Ilgos nosies replės.
  2. Šoninės kirpimo mašinėlės.
  3. Kryžminis atsuktuvas.
  4. 4D baterijos.

Nuotolinio valdymo pultas gali būti įgyvendintas naudojant mygtukus ir mikrovaldiklį. Jei norite sukurti nuotolinį belaidį valdymą, jums reikės veiksmų valdymo elemento manipuliatoriaus rankoje. Kaip papildymai bus reikalingi tik įtaisai (kondensatoriai, rezistoriai, tranzistoriai), kurie leis stabilizuoti grandinę ir reikiamu metu per ją perduoti reikiamo dydžio srovę.

Mažos dalys

Norėdami reguliuoti apsisukimų skaičių, galite naudoti perėjimo ratus. Jie padarys manipuliatoriaus rankos judesį sklandų.

Taip pat turite įsitikinti, kad laidai neapsunkina jo judėjimo. Būtų optimalu juos kloti konstrukcijos viduje. Viską galite padaryti iš išorės, šis metodas sutaupys laiko, tačiau gali kilti sunkumų perkeliant atskirus mazgus ar visą įrenginį. O dabar: kaip pasidaryti manipuliatorių?

Asamblėja apskritai

Dabar pereiname tiesiai prie manipuliatoriaus rankos kūrimo. Pradedame nuo pamatų. Būtina užtikrinti, kad prietaisą būtų galima pasukti visomis kryptimis. Geras sprendimas būtų įdėti jį ant disko platformos, kurią varo vienas variklis. Kad jis galėtų suktis į abi puses, yra dvi parinktys:

  1. Dviejų variklių montavimas. Kiekvienas iš jų bus atsakingas už pasukimą tam tikra kryptimi. Kai vienas dirba, kitas ilsisi.
  2. Įdiekite vieną variklį su grandine, kuri gali priversti jį suktis abiem kryptimis.

Kurį iš siūlomų variantų pasirinkti, priklauso tik nuo jūsų. Toliau ateina pagrindinė struktūra. Darbo patogumui reikalingos dvi „sąnariai“. Pritvirtinta prie platformos, ji turi turėti galimybę pakrypti į skirtingas puses, o tai išsprendžiama jos bazėje esančių variklių pagalba. Kitas ar pora turi būti dedami ties alkūnės lenkimu, kad griebtuvo dalis būtų galima perkelti išilgai horizontalių ir vertikalių koordinačių sistemos linijų. Be to, jei norite išnaudoti maksimalias galimybes, prie riešo galite sumontuoti kitą variklį. Be to, pats reikalingiausias, be kurio neįsivaizduojama manipuliatoriaus ranka. Savo rankomis turite padaryti patį fiksavimo įrenginį. Čia yra daug įgyvendinimo variantų. Galite duoti patarimą apie du populiariausius:

  1. Naudojami tik du pirštai, kurie vienu metu suspaudžia ir atima fiksavimo objektą. Tai paprasčiausias įgyvendinimas, kuris, tačiau dažniausiai negali pasigirti dideliu naudingumu.
  2. Kuriamas žmogaus rankos prototipas. Čia visiems pirštams gali būti naudojamas vienas variklis, kurio pagalba bus atliekamas lenkimas / išlenkimas. Bet jūs galite padaryti dizainą sudėtingesnį. Taigi, prie kiekvieno piršto galite prijungti variklį ir valdyti juos atskirai.

Toliau belieka pasidaryti nuotolinio valdymo pultelį, kurio pagalba bus įtakojami atskiri varikliai ir jų darbo tempas. Ir jūs galite pradėti eksperimentuoti naudodami „pasidaryk pats“ roboto ranką.

Galimi schematiški rezultato atvaizdai

Suteikia daug galimybių kūrybiškam mąstymui. Todėl jūsų dėmesiui pateikiami keli įgyvendinimai, kuriais galima remtis kuriant savo šios paskirties įrenginį.

Bet kurią pateiktą manipuliatoriaus schemą galima patobulinti.

Išvada

Robotikoje svarbu tai, kad funkciniam tobulėjimui ribų praktiškai nėra. Todėl, jei norite sukurti tikrą meno kūrinį, nėra sunku. Kalbant apie galimus papildomo tobulinimo būdus, reikėtų atkreipti dėmesį į kraną-manipuliatorių. Tokį įrenginį savo rankomis pasigaminti nebus sunku, tuo pačiu jis leis pratinti vaikus prie kūrybinio darbo, mokslo ir dizaino. Ir tai, savo ruožtu, gali teigiamai paveikti jų tolesnį gyvenimą. Ar bus sunku savo rankomis pasidaryti kraną-manipuliatorių? Tai nėra tokia problemiška, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Ar verta pasirūpinti, kad būtų papildomų smulkių detalių, tokių kaip trosas ir ratai, ant kurių jis suksis.