STEM
Hướng dẫn lắp ráp cánh tay robot 4 bậc tự do mk1
HƯỚNG DẪN LẮP RÁP CÁNH TAY ROBOT 4 BẬC TỰ DO (cơ bản – mk1)
Cánh tay robot bốn bậc tự do với các bộ phận là sản phẩm in 3D.
Ý định của thiết kế là tạo ra các bộ phận một cách dễ dàng khi tạo thành sản phẩm với giá thành rẻ.
Nó sử dụng servo MG90S và một Pololu mini maestro 12 để điều khiển các servo (đây là một phương pháp mẫu, bạn có thể chọn bất kỳ phương pháp khác nào phù hợp)
Tất cả các bộ phận được in 3D bằng ABS nhưng bạn có thể sử dụng vật liệu khác như PLA.
Bạn có thể tải file 3D mẫu ở định dạng stl của các bộ phận miễn phí tại Thingiverse:
http://www.thingiverse.com/thing:1015238
Video :
Kiểm tra vòng lặp các góc:
Video thử nghiệm sơ bộ:
Danh sách các linh kiện và file cần in 3D:
- Danh sách in 3D
- 00.001.STL
- 00.002_vertical_drive_arm.STL
- 00.003_link.STL
- 00.004_forward_drive_arm.STL
- 00.005_horizontal_arm.STL
- 00.006_triangular_link.STL
- 00.009_servo_plate.STL
- 00.010_basement.STL
- 00.011_round_plate.STL
- 00.012_R01_claw_support.STL
- 00.013_R01_right_finger.STL
- 00.014_R01_left_finger.STL
- 00.015_drive_gear.STL
- 00.016_R01_driven_gear.STL
- 00.017_R01_ramp.STL (optional)
- 00.018_maestro_holder.STL (optional)
- 00.019_ball.STL (optional)
- Các linh kiện cần thiết
- Động cơ RC servo MG90S (Tower Pro MG90S servos)
- Động cơ servo SG90 (gripper) + 1 dây nối
- Đai ốc M4 (M4 self locking nuts)
- Vòng đệm M4 (M4 washers)
- Đai ốc M3 (M3 nuts)
- 30 vít M3 (M3 screw)
- Vòng đệm M3 (M3 washers)
- 12 bulong M3 (M3 hex screw)
- 32 vít TCEI M3
- 20 đinh tán đầu tròn M4 (M4 round hed hex recess screw)
- 1 ống đồng 4 x 3 x 22 + 4 x 3 x 26
Cánh tay robot có thể được điều khiển theo nhiều cách khác nhau: sketch, chiết áp, nút nhấn đa hướng, WII nunchuck…. sau một vài thử nghiệm, tôi thấy khá “dễ” khi sử dụng bộ điều khiển từ Pololu: Bộ điều khiển Mini Maestro USB Servo. Bạn có thể đính kèm tới 6 – 12 – 24 servo phụ thuộc vào loại bộ điều khiển. Nó được cung cấp một chương trình điều khiển và cấu hình miễn phí cho Windows và Linux cung cấp cho bạn khả năng điều khiển servo khi điều khiển thủ công; bạn có thể thiết lập các giá trị của tốc độ và gia tốc cho bất kỳ servo nào. Bạn cũng có thể xây dựng chuỗi các chuyển động servo và chạy các tập lệnh được lưu trữ trong bộ nhớ tập lệnh nội bộ có thể được tự động chạy lại mà không cần máy tính hoặc vi điều khiển bên ngoài phải kết nối.
Đây là link của bộ điều khiển servo Pololu:
https://www.pololu.com/product/1352
——- CẬP NHẬT ——
Thêm một hướng dẫn để sử dụng nó bằng Arduino, mô-đun bluetooth và Android APP phát triển từ ứng dụng wit MIT
https: //www.instructables.com/id/Android-APP-to-Con …
Bước 1:
Nối hai bộ phận (003) bằng bộ phận nối Tam giác (006).
Cố định các bộ phận trên bẳng các ốc, vít, bulong M4 như hiển thị trên hình.
QUAN TRỌNG
Các bộ phận được thiết kế với các lỗ khớp khá chính xác để lắp ráp chính xác hơn so với cách sử dụng mũi khoan.
Các đai ốc phải được siết chặt cho đến khi khóa khớp, do đó bạn phải di chuyển vào, ra chúng cho đến khi bạn có chuyển động trơn tru với các bộ phận được nối với nhau chặt hơn. Quy tắc này là hợp lệ và cũng sẽ được áp dụng cho mối nối tiếp theo liên quan đến việc sử dụng các đai ốc.
Bước 2:
Nối bộ phận (003) với khớp nối phía sau của cánh tay ngang (005).
Phần dưới của bộ phận (003) phải được nối với bộ phận (002) như được hiển thị.
Giữa hai bộ phận đặt ba vòng đệm M4 để căn chỉnh tốt hơn với cánh tay thẳng đứng
Lắp các vít tròn M4 vào các lỗ và cố định bằng đai ốc.
Bước 3:
Nối hai bộ phận được lắp ráp sẵn với cánh tay điều hướng phía trước (004).
Punt ở vị trí ngang cánh tay (005) và khớp tam giác (006) nối với bộ phận phía trên của cánh tay điều hướng phía trước (004). Lắp trụ đồng Ø4 mm qua tất cả các bộ phận và cố định nó bằng vít M3x30 và đai ốc ở phía bên kia.
Kiểm tra khả năng di chuyển của bộ phận và nếu mọi thứ đều ổn, hãy chuyển sang bước tiếp theo.
Bước 4: Lắp ráp đế
Danh sách các phần cần thiết:
- 1 EBA_01.00.001_base.stl
- 1 EBA_01.00.011_round plate.stl
- 1 EBA_01.00.010_basement.stl
- 1 Động cơ RC servo MG90S với horn 2 đầu
- 1 vít cố định servo và horn
- 15 vít M3 (VTCEI)
- 3 đai ốc M3
Bước 5:
Ráp servo và horn như trong hình, cố định servo bằng một trong hai vít dài được cung cấp với servo (cái nhỏ quá ngắn do độ dày của bộ phận khá lớn)
Bước 6:
Đặt bộ phận vừa lắp trên vào giữa đế sao cho các lỗ trùng nhau và gắn với nhau bằng hai ốc vít và đai ốc M3. Có hai lỗ lục giác ở bộ phận cố định servo, vì vậy các đai ốc được giữ cố định trong quá trình siết chặt
Bước 7:
Căn chỉnh servo và đặt hệ thống dây điện ở phần trung tâm của bộ phận đế. Nhẹ nhàng kéo dây để nó thẳng trong khi cố định servo với đế
Sau khi xong, dây được giữ ở vị trí làm cho nó đi qua một lỗ phía trước
Bước 8: Lắp ráp Gripper ( đầu gấp vật)
Danh sách các phần cần thiết:
1 Động cơ RC servo MG90S (hoặc SG90) với horn 2 đầu
1 vít cố định horn vào servo
1 EBA_01.00.012_claw support.stl
1 EBA_01.00.015_drive gear.stl
1 EBA_01.00.014_left finger.stl
1 EBA_01.00.016_driven gear.stl
1 EBA_01.00.013_right finger.stl
2 vít M3 x20 (TCEI)
3 vòng đệm M3
Bước 9:
Gắn servo vào khung hỗ trợ bằng cách sử dụng hai vít cố định đi kèm với servo
Giữ trục đầu ra về phía trước
Bước 10:
Lắp horn vào bánh răng sau đó cố định bằng vít được cung cấp
Horn phải được căn chỉnh về phía trước và ở chính giữa servo. Cắt bỏ phần dư ra của horn so với bánh răng bằng dao cắt
Bước 11:
Chèn một ốc vít M3 cố định như hình sau đó kiểm tra bằng cách kéo ra, kéo vô nó.
Bước 12:
Liên kết bánh răng của trục bên trái với bánh răng nhỏ của trục bên phải và bánh răng lớn của trục bên phải với bánh răng của servo. Bạn có thể tham khảo các hướng dẫn trên hình để lắp ráp dễ dàng hơn.
Lắp vít M3 vào lỗ trung tâm và cố định 2 trục với servo.
Bây giờ các gripper đã sẵn sàng để nối với cánh tay ngang.
Kiểm tra sự tự do di chuyển của kẹp bằng tay hoặc sử dụng bộ kiểm tra servo
Bước 13: Các bộ phận sau khi lắp ráp
Bây giờ chúng ta có ba bộ phận đã được lắp ráp sẵn sàng để được nối với nhau.
Bước tiếp theo chúng ta sẽ nối phần đế với cánh tay chính
Bước 14:
Để nối phần đế với các cánh tay chính, đặt trục của các bộ phận như trong hình và chèn vào giữa một trụ đồng dài 24mm như hình.
Ngoài ra cánh tay ngắn của servo điều khiển chuyển động dọc phải được nối bởi trụ đồng như được hiển thị trên hình.
Kiểm tra sự di chuyển của nó.
Bước 15:
Đã đến lúc lắp servo điều khiển chuyển động dọc của cánh tay. Đặt hai vít hex M3x10 từ bên trong như hình. Bộ điều khiển servo phải ở giữa với horn vuông 90 độ về phía bên phải của bộ phận (009) được lắp đặt ngay sau đó (để dây đi qua phần mở rộng chuyên dụng). Cuối cùng, cố định tất cả bằng 2 đai ốc M3.
Bước 16: Fwd / bckw Drive Servo
Lắp servo đối diện tương tự theo hướng dẫn bước 15. Trong trường hợp này, horn servo phải có hướng thẳng đứng như hình.
Bước 17: Liên kết cuối cùng
Cố định bộ phận chưa được gắn ốc vít theo thứ tự bằng vít tròn M4, vòng đệm M4, đai ốc M4.
Bước 18: Gắn kẹp
Bước lắp ráp cuối cùng là ráp kẹp với cánh tay ngang như thể hiện trên hình.
Bước 19: Làm cho nó hoạt động
Trong bước cuối cùng này, ARM đã sẵn sàng hoạt động.
Như đã nói lúc đầu, tôi thấy khá dễ dàng khi sử dụng một Pololu USB servo Mini Maestro để điều khiển cánh tay robot, tuy nó không rẻ lắm nhưng giải quyết rất nhiều vấn đề. Bạn phải cài đặt trình điều khiển, phần mềm và khi kết nối với usb, bạn sẽ ngay lập tức có thể điều khiển các servo khi chọn tốc độ và gia tốc của chúng. Bạn có thể lưu vị trí servo vào một chuỗi và khi đã sẵn sàng, nó có thể chạy một lần hoặc trong một vòng lặp. Nó cũng có thể được lưu trữ trong bộ nhớ tập lệnh nội bộ và nó có thể chạy tự động mà không cần kết nối với máy tính.