DIY Robot Arm 6 o'qi (Step motorlari bilan): 9 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Bir yildan ortiq tadqiqotlar, prototiplar va turli xil muvaffaqiyatsizliklardan so'ng men qadam dvigatellari tomonidan boshqariladigan 6 darajali erkinlikka ega temir / alyuminiy robotni qurishga muvaffaq bo'ldim.

Eng qiyin qismi dizayn edi, chunki men uchta asosiy maqsadga erishmoqchi edim:

• Kam sotish narxi
• Kichik uskunalar bilan ham oson yig'ish
• Harakatlanayotganda yaxshi aniqlik

Men 3D modelni Rhino bilan bir necha bor loyihalashtirdim (menimcha) 3 ta talabga javob beradigan yaxshi kelishuvga qadar.

Men muhandis emasman va bu loyihadan oldin men robototexnika sohasida hech qanday tajribaga ega emas edim, shuning uchun mendan tajribali odam qilgan ishimda dizayndagi kamchiliklarni topishi mumkin edi, lekin men shuni aytishim mumkinki, men erishgan yakuniy natijadan qoniqdim.

Ta'minotlar

Qo'shimcha ma'lumot olish uchun mening shaxsiy blogimga tashrif buyuring

1 -qadam: SAPR dizayni

Yakuniy modelga kelishdan oldin men turli xil uzatish tizimlari bilan kamida 8 xil prototipni ishlab chiqdim, lekin hech biri yuqorida tavsiflangan 3 ta talabni qondira olmadi.

Amalga oshirilgan barcha prototiplarning mexanik echimlarini yig'ish (shuningdek, ba'zi murosalarni qabul qilish) bilan yakuniy model chiqdi. Men SAPR oldida o'tkazgan vaqtimni hisoblamadim, lekin ishontirib aytamanki, ular juda ko'p edi.

Dizayn bosqichida yodda tutish kerak bo'lgan jihat shundaki, robotning bilagining oxiriga qo'shilgan bitta gramm ham, taglikdagi motorlarning moment qarshiligi hisobiga ko'paytiriladi va shuning uchun ko'proq og'irlik qo'shiladi va motorlar qanchalik ko'p bo'ladi. harakatlarga bardosh berish uchun hisoblanishi kerak.

Dvigatellarga stressga bardosh berishga "yordam berish" uchun men 250N va 150N gazli pistonlarni qo'lladim.

Men robotni qalinligi 2, 3, 5, 10 mm bo'lgan lazerli kesilgan temir plitalar (C40) va alyuminiy bilan yaratish orqali xarajatlarni kamaytirish haqida o'yladim; lazerli kesish 3D metall frezalashdan ancha arzon.

Har bir alohida komponentni loyihalashdan so'ng, men.dxf formatida bo'laklarning shakllarini yasab, ularni kesish markaziga jo'natdim. Qolgan komponentlarning hammasini men torna dastgohida tayyorlaganman.

2 -qadam: Tayyorlash va yig'ish

Nihoyat, qo'llarimni iflos qilish vaqti keldi (men buni eng yaxshi qilaman) …

Qurilish bosqichi bo'laklarni tayyorlash, teshiklarni, bo'g'inlarni, iplarni va hublarni burish ishlarini qo'lda to'ldirish uchun ko'p soatlik ishlarni olib tashladi. Bir nechta ishchi asboblar bilan ishlash imkoniyatiga ega bo'lish uchun har bir komponentni ishlab chiqish meni katta kutilmagan hodisalar yoki mexanik muammolarga olib kelmadi.

Eng muhimi, ishni tugatishga shoshilmaslik, lekin puxta bo'lish va loyihaning har bir satrini bajarish, bu bosqichda improvizatsiya hech qachon yaxshi natijalarga olib kelmaydi.

Rulman o'rindiqlarini bilish juda muhim, chunki har bir bo'g'in ularga tayanadi va hatto bir necha foizli kichik o'yin ham loyihaning muvaffaqiyatiga putur etkazishi mumkin.

Men pimlarni qayta ishlashga majbur bo'ldim, chunki men torna bilan rulman teshigidan taxminan 5 tsent kichikroq narsani olib tashladim va uni o'rnatmoqchi bo'lganimda, o'yin juda aniq bo'ldi.

Men barcha qismlarni tayyorlash uchun ishlatgan asboblar:

• matkap bosimi
• maydalagich / dremel
• maydalangan tosh
• qo'lda fayl
• torna
• Inglizcha kalitlari

Men hamma ham uyda torna qila olmasligini tushunaman va bu holda buyumlarni ixtisoslashgan markazga topshirish kerak bo'ladi.

Men bo'laklarni qo'lda mukammal qilish uchun biroz ko'proq bo'g'inlar bilan lazer bilan kesish uchun loyihalashtirgandim, chunki lazer, qanchalik aniq bo'lmasin, konus shaklida kesma hosil qiladi va uni ko'rib chiqish zarur.

Qismlar orasidagi aniq birlashma hosil qilish uchun men qilgan har bir bo'g'inni qo'lda ishlash.

Hatto rulman o'rindig'idagi teshiklarni ham kichraytirdim, keyin ularni qo'lda dremel va ko'p sabr -toqat bilan o'rab oldim.

Men qo'lda matkap ustaxonasida yasagan barcha iplar, chunki asbob va bo'lak orasidagi maksimal perpendikulyarlik olinadi. Har bir bo'lakni tayyorlagandan so'ng, uzoq kutilgan haqiqat vaqti keldi, butun robot yig'ildi. Men hayron bo'ldimki, har bir bo'lak to'g'ri bardoshlik bilan boshqasiga to'g'ri keladi.

Robot endi yig'ildi

Boshqa hech narsa qilishdan oldin, men dvigatellarning to'g'ri ishlab chiqilganligiga ishonch hosil qilish uchun bir nechta harakat sinovlarini o'tkazishni ma'qul ko'rdim, agar menda dvigatellar bilan bog'liq muammolar, ayniqsa ularning tortish momenti aniqlansa, men loyihaning yaxshi qismini qaytadan bajarishga majbur bo'laman.

Shunday qilib, 6 ta dvigatelni o'rnatgandan so'ng, men og'ir robotni birinchi sinovlarga topshirish uchun chodir laboratoriyasiga olib bordim.

3 -qadam: Birinchi harakat testlari

Robotning mexanik qismini tugatgandan so'ng, men tezda elektronni yig'dim va faqat 6 ta dvigatelning kabellarini uladim, test natijalari juda ijobiy edi, bo'g'inlar yaxshi harakatlanadi va oldindan belgilangan burchakda, men bir nechta oson echiladigan muammolarni topdim..

Birinchi muammo qo'shma raqami bilan bog'liq. 3, bu maksimal uzayishda kamarni haddan tashqari yuklagan va ba'zida qadamlarning yo'qolishiga olib kelgan. Bu muammoning echimi meni turli bahslarga olib keldi, biz keyingi bosqichda ko'rib chiqamiz.

Ikkinchi muammo qo'shma raqami bilan bog'liq. 4, kamar burilishining echimi juda ishonchli emas va muammolarni keltirib chiqardi. Bu orada robotning temir qismlari zangdan kichik nuqtalar yasay boshlagan edi, shuning uchun muammolarni hal qilish imkoniyati bilan men ham uni bo'yash imkoniyatidan foydalandim.

4 -qadam: bo'yash va qayta yig'ish

Menga rasm chizish davri yoqmaydi, lekin bu holda men buni qilishga majburman, chunki men uni kamroq sevaman.

Dazmolda men birinchi navbatda qizil rangli fluo bo'yoq uchun fon vazifasini o'taydigan astar qo'yaman.

5 -qadam: Xatolarni tuzatish N.1

Sinov natijalaridan so'ng, men robotning aniqligini yaxshilash uchun ba'zi o'zgartirishlar kiritishga majbur bo'ldim. Birinchi modifikatsiya, ayniqsa, №3 bo'g'imga taalluqli, agar u eng noqulay holatda bo'lsa, kamarning haddan tashqari tortilishi natijasida dvigatel har doim pastda bo'lgan. stress Yechim aylanish yo'nalishiga zid kuch ishlatish orqali yordam berish edi.

Men butun kecha hamma narsani takrorlamasdan, eng yaxshi echim nima bo'lishi mumkinligi haqida o'yladim. Dastlab men katta burilish bulog'ini qo'llashni o'ylardim, lekin Internetga qarasam, qoniqarli narsa topmadim, shuning uchun men gaz pistonini tanladim (men 2 -chi bo'g'in uchun mo'ljallangan edi), lekin men uni qaerga joylashtirishni hal qilishim kerak edi, chunki men etarli joy yo'q edi.

Bir oz estetikadan voz kechib, men pistonni joylashtirish uchun eng yaxshi joy yon tomonda deb qaror qildim.

Men pistonning kuchini hisoblab chiqdim, u kuch sarflashi kerak bo'lgan joyni hisobga olib, ebayga 340 mm uzunlikdagi 150 N pistonga buyurtma berdim, keyin uni tuzatish uchun yangi tayanchlarni ishlab chiqdim.

6 -qadam: Xatolarni tuzatish N.2

Ikkinchi o'zgarish qo'shma raqami bilan bog'liq. 4 bu erda men dastlab o'ralgan kamar bilan uzatishni rejalashtirgandim, lekin bo'shliqlar qisqarganini va kamar umid qilgandek ishlamayotganini tushundim.

Men dvigatelni ularga nisbatan parallel yo'nalishda qabul qilish uchun elkalarni loyihalash orqali butun bo'g'inni butunlay o'zgartirishga qaror qildim. Bu yangi modifikatsiya bilan endi kamar to'g'ri ishlaydi va uni tortish ham osonroq bo'ladi, chunki men kamarni osongina tortish uchun kalit tizimini ishlab chiqdim.

7 -qadam: elektronika

Dvigatelni boshqarish elektronikasi klassik 3 o'qli CNC uchun ishlatiladi, xuddi shu farq bilan, yana 3 haydovchi va yana 3 ta dvigatel bor, barcha o'qlarni boshqarish mantig'i dastur tomonidan hisoblab chiqilgan, elektronikaning yagona vazifasi bor. bo'g'in kerakli joyga etib bormasligi uchun dvigatellar necha daraja aylanishi kerakligi to'g'risida ko'rsatma olish.

Elektronikani tashkil etuvchi qismlar:

• Arduino Mega
• n 6 haydovchi DM542T
• n 4 Qolgan
• n 1 24V quvvat manbai
• n 2 solenoid klapan (pnevmatik qisqich uchun)

Arduino -ga men bir vaqtning o'zida tezlashtirish, sekinlashuv, tezlik, qadamlar va maksimal chegaralar kabi motorlarning harakatlarini boshqarish bilan shug'ullanadigan va ketma -ket (USB) buyruqlarni qabul qilish uchun dasturlashtirilgan eskizni yukladim.

Bir necha ming evrogacha bo'lgan professional harakatni boshqarish moslamalari bilan taqqoslaganda, Arduino o'z -o'zidan juda murakkab operatsiyalarni himoya qila olmaydi, masalan, ko'p tarmoqli, masalan, bir vaqtning o'zida bir nechta dvigatellarni boshqarish kerak bo'lganda..

8 -qadam: dasturiy ta'minot haqida fikrlar

Har bir robotning o'ziga xos shakli va har xil harakat burchaklari bor va ularning har biri uchun kinematikasi har xil. Hozirgi vaqtda testlarni o'tkazish uchun men Kris Anninning (www.anninrobotics.com) dasturiy ta'minotidan foydalanmoqdaman, lekin uning roboti uchun yozilgan matematika men ishlay olmaydigan ba'zi sohalarga mos kelmaydi. ularni, chunki burchaklarning hisob -kitoblari tugallanmagan.

Anninning dasturiy ta'minoti hozir tajriba o'tkazish uchun juda yaxshi, lekin men o'z robotim fizikasiga 100% mos keladigan o'z dasturiy ta'minotimni yozish haqida o'ylashni boshlashim kerak. Men allaqachon Blender yordamida bir nechta testlarni o'tkazishni boshladim va harakatni boshqarish moslamasining Python qismini yozishni boshladim va bu yaxshi echim kabi ko'rinadi, lekin uni ishlab chiqishning ba'zi jihatlari bor, lekin bu kombinatsiyani (Blender + Ptyhon) amalga oshirish juda oson, ayniqsa oson oldingizda robot bo'lmasdan harakatlarni rejalashtirish va taqlid qilish.

9 -qadam: pnevmatik qisqich

Robotga narsalarni olib borish uchun men uni pnevmatik qisqich bilan jihozladim.

Shaxsan menga servosli penslar yoqmaydi, ular menga muhrga unchalik ishonishmaydi, shuning uchun bosimni moslashtiradigan pnevmatik qisqich barcha ehtiyojlarni qondirishi mumkin deb o'yladim.

Kvadrat alyuminiy profillar yordamida qisqichni ham kichik, ham katta narsalarni olish uchun o'zgartirdim.

Keyinchalik, vaqt topsam, uni yuklab olishim uchun loyiha haqidagi barcha ma'lumotlarni yig'ib olaman.

Umid qilamanki, sizga bu ko'rsatma yoqdi.