Dit project is een modulaire taak met meerdere niveaus. De eerste fase van het project is de montage van de robotarmmodule, geleverd als set onderdelen. De tweede fase van de taak zal bestaan ​​uit het samenstellen van de IBM PC-interface, eveneens uit een reeks onderdelen. Ten slotte is de derde fase van de taak het creëren van een spraakbesturingsmodule.

De robotarm kan handmatig worden bediend met behulp van het draagbare bedieningspaneel dat in de set zit. De arm van de robot kan ook worden bestuurd via een in een kit gemonteerde IBM PC-interface of met behulp van een spraakbesturingsmodule. Met de IBM PC-interfacekit kunt u de acties van de robot besturen en programmeren via een IBM PC-werkcomputer. Met het stembedieningsapparaat kunt u de robotarm bedienen met behulp van spraakopdrachten.

Al deze modules samen vormen een functioneel apparaat waarmee u kunt experimenteren en geautomatiseerde reeksen acties kunt programmeren of zelfs een volledig draadgestuurde robotarm tot leven kunt brengen.

Met de pc-interface kunt u, met behulp van een personal computer, de manipulatorarm programmeren voor een reeks geautomatiseerde acties of deze “nieuw leven inblazen”. Er is ook een optie waarbij u de hand interactief kunt besturen met behulp van een handcontroller of een Windows 95/98-programma. De ‘animatie’ van de hand is het ‘entertainment’-gedeelte van de keten van geprogrammeerde geautomatiseerde acties. Als u bijvoorbeeld de handpop van een kind op een robotarm plaatst en het apparaat programmeert om een ​​kleine show op te voeren, programmeert u de elektronische pop om tot leven te komen. Geautomatiseerde actieprogrammering wordt veel gebruikt in de industriële en entertainmentindustrie.

De meest gebruikte robot in de industrie is de robotarm. De robotarm is een uiterst flexibel stuk gereedschap, al was het maar omdat het laatste segment van de armmanipulator het geschikte stuk gereedschap kan zijn dat nodig is voor een specifieke taak of productie. Hiervoor kan bijvoorbeeld een gelede lasversteller worden gebruikt puntlassen kan de spuitmond worden gebruikt om verschillende onderdelen en samenstellingen te verven, en de grijper kan worden gebruikt om objecten vast te klemmen en te positioneren, om er maar een paar te noemen.

Zoals we kunnen zien, doet de robotarm dus veel nuttige functies en kan dienen het perfecte hulpmiddel verschillende processen bestuderen. Het is echter een moeilijke taak om vanuit het niets een robotarm te maken. Het is veel eenvoudiger om een ​​​​hand samen te stellen uit delen van een kant-en-klaar bouwpakket. OWI verkoopt een aantal behoorlijk goede robotarmkits die bij veel distributeurs kunnen worden gekocht. elektronische apparaten(Zie de onderdelenlijst aan het einde van dit hoofdstuk). Met behulp van de interface kunt u de geassembleerde robotarm aansluiten op de printerpoort van uw werkende computer. Als werkcomputer kunt u een IBM PC-serie of een compatibele machine gebruiken die DOS of Windows 95/98 ondersteunt.

Eenmaal aangesloten op de printerpoort van de computer, kan de robotarm interactief of programmatisch vanaf de computer worden bestuurd. Handbediening in interactieve modus is heel eenvoudig. Om dit te doen, klikt u eenvoudig op een van de functietoetsen om de robot een commando te sturen om een ​​bepaalde beweging uit te voeren. De tweede druk op de toets stopt het commando.

Het programmeren van een keten van geautomatiseerde acties is ook niet moeilijk. Klik eerst op de programmatoets om naar de programmeermodus te gaan. In deze mod functioneert de hand op precies dezelfde manier als hierboven beschreven, maar bovendien wordt elke functie en de duur ervan vastgelegd in een scriptbestand. Het scriptbestand kan maximaal 99 bevatten verschillende functies inclusief pauzes. Het scriptbestand zelf kan 99 keer worden afgespeeld. Door verschillende scriptbestanden op te nemen, kunt u experimenteren met een computergestuurde reeks geautomatiseerde acties en de hand "doen herleven". Het werken met het programma onder Windows 95/98 wordt hieronder in meer detail beschreven. Het Windows-programma wordt meegeleverd met de robotarminterfacekit of kan gratis worden gedownload van internet op http://www.imagesco.com.

In aanvulling op Windows-programma de arm kan worden bediend met BASIC of QBASIC. Het programma op DOS-niveau bevindt zich op diskettes die in de interfacekit zijn meegeleverd. Het DOS-programma staat echter alleen besturing toe in de interactieve modus met behulp van het toetsenbord (zie de afdruk van het BASIC-programma op een van de diskettes). Met het programma op DOS-niveau kunt u geen scriptbestanden maken. Als u echter ervaring heeft met programmeren in BASIC, dan kan de bewegingsvolgorde van de manipulatorarm op dezelfde manier worden geprogrammeerd als de werking van een scriptbestand dat in een programma onder Windows wordt gebruikt. De reeks bewegingen kan worden herhaald, zoals bij veel "bewegende" robots gebeurt.

Robotarm

De manipulatorarm (zie Fig. 15.1) heeft drie bewegingsvrijheidsgraden. Het ellebooggewricht kan verticaal op en neer bewegen in een boog van ongeveer 135°. Het schoudergewricht beweegt de greep heen en weer in een boog van ongeveer 120°. De arm kan op zijn basis met de klok mee of tegen de klok in draaien over een hoek van ongeveer 350°. De handgreep van de robot kan voorwerpen met een diameter tot 5 cm vastpakken en vasthouden en ongeveer 340° rond het polsgewricht draaien.

Rijst. 15.1. Kinematisch diagram van bewegingen en rotaties van de robotarm

OWI Robotic Arm Trainer gebruikte vijf miniatuurmotoren om de arm te bewegen. Gelijkstroom. De motoren zorgen voor bediening van de arm met behulp van draden. Deze “bedrade” besturing betekent dat elke functie van de beweging van de robot (d.w.z. de werking van de bijbehorende motor) wordt bestuurd door afzonderlijke draden (voedingsspanning). Elk van de vijf DC-motoren bestuurt een andere armbeweging. Met Control by Wire kunt u een handcontroller maken die direct reageert op elektrische signalen. Dit vereenvoudigt het ontwerp van de robotarminterface die wordt aangesloten op de printerpoort.

De hand is gemaakt van lichtgewicht plastic. De meeste onderdelen die de hoofdbelasting dragen, zijn ook gemaakt van plastic. De gelijkstroommotoren die in het armontwerp worden gebruikt, zijn miniatuurmotoren met hoge snelheid en een laag koppel. Om het koppel te vergroten, is elke motor verbonden met een versnellingsbak. De motoren en versnellingsbakken zijn in de manipulatorarmconstructie geïnstalleerd. Hoewel de versnellingsbak het koppel verhoogt, kan de arm van de robot geen voorwerpen tillen of dragen die zwaar genoeg zijn. Het aanbevolen maximale tilgewicht is 130 g.

Het bouwpakket voor het maken van een robotarm en de onderdelen ervan worden getoond in figuren 15.2 en 15.3.

Rijst. 15.2. Kit voor het maken van een robotarm

Rijst. 15.3. Versnellingsbak vóór montage

Principe van motorbesturing

Om te begrijpen hoe control-by-wire werkt, gaan we eens kijken hoe een digitaal signaal de werking van een enkele DC-motor regelt. Om de motor te besturen zijn twee complementaire transistoren nodig. Eén transistor heeft een geleidbaarheid van het PNP-type, de andere heeft een geleidbaarheid van het NPN-type. Elke transistor fungeert als een elektronische schakelaar en regelt de beweging van de stroom die door de DC-motor vloeit. De richtingen van de stroom die door elk van de transistors worden geregeld, zijn tegengesteld. De richting van de stroom bepaalt de draairichting van de motor, respectievelijk met de klok mee of tegen de klok in. In afb. Figuur 15.4 toont een testcircuit dat u kunt samenstellen voordat u de interface maakt. Merk op dat wanneer beide transistors uitgeschakeld zijn, de motor uitgeschakeld is. Er mag altijd slechts één transistor ingeschakeld zijn. Als beide transistors op een gegeven moment per ongeluk worden ingeschakeld, leidt dit tot kortsluiting. Elke motor wordt bestuurd door twee interfacetransistors die op een vergelijkbare manier werken.

Rijst. 15.4. Controleer het apparaatschema

Ontwerp van pc-interface

Het pc-interfacediagram wordt getoond in Fig. 15.5. De set pc-interfaceonderdelen omvat een printplaat, waarvan de locatie van de onderdelen wordt weergegeven in Fig. 15.6.

Rijst. 15.5. Schematisch diagram PC-interface

Rijst. 15.6. Lay-out van pc-interfaceonderdelen

Allereerst moet u de montagezijde van de printplaat bepalen. Aan de montagezijde zijn witte lijnen getekend om weerstanden, transistors, diodes, IC's en de DB25-connector aan te duiden. Alle onderdelen worden vanaf de montagezijde in de printplaat gestoken.

Algemeen advies: na het solderen van het onderdeel aan de geleiders van de printplaat is het noodzakelijk om te lange draden vanaf de printzijde te verwijderen. Het is erg handig om bij het installeren van onderdelen een bepaalde volgorde te volgen. Installeer eerst de weerstanden van 100 kOhm (kleurgecodeerde ringen: bruin, zwart, geel, goud of zilver), die zijn gemarkeerd met R1-R10. Monteer vervolgens de 5 diodes D1-D5 en zorg ervoor dat de zwarte streep op de diodes zich tegenover de DB25-connector bevindt, zoals aangegeven door de witte lijnen gemarkeerd op de montagezijde van de print. Installeer vervolgens weerstanden van 15k ohm (kleurgecodeerd bruin, groen, oranje, goud of zilver) met de aanduiding R11 en R13. Soldeer in positie R12 een rode LED op de printplaat. De LED-anode komt overeen met het gat onder R12, aangegeven door het + teken. Monteer vervolgens de 14- en 20-polige voetjes onder de IC's U1 en U2. Monteer en soldeer de DB25-hoekconnector. Probeer de connectorpinnen niet met kracht in het bord te duwen; dit vereist uiterste precisie. Indien nodig kunt u de connector voorzichtig heen en weer bewegen, waarbij u erop let dat u de pinpoten niet verbuigt. Bevestig de schuifschakelaar en de spanningsregelaar 7805. Knip vier stukken draad op de gewenste lengte af en soldeer aan de bovenkant van de schakelaar. Volg de draadindeling zoals weergegeven in de afbeelding. Plaats en soldeer de transistoren TIP 120 en TIP 125. Soldeer tenslotte de 8-polige basisconnector en de 75 mm aansluitkabel. De basis is zo gemonteerd dat de langste kabels naar boven wijzen. Plaats twee IC's - 74LS373 en 74LS164 - in de overeenkomstige sockets. Zorg ervoor dat de positie van de IC-sleutel op het IC-deksel overeenkomt met de sleutel gemarkeerd met witte lijnen op de printplaat. Het is je misschien opgevallen dat er nog ruimte op het bord is voor extra onderdelen. Deze locatie is voor de netwerkadapter. In afb. Figuur 15.7 toont een foto van de voltooide interface vanaf de installatiezijde.

Rijst. 15.7. PC-interfacemontage. Uitzicht van boven

Hoe de interface werkt

De robotarm heeft vijf gelijkstroommotoren. Dienovereenkomstig hebben we 10 input/output-bussen nodig om elke motor te besturen, inclusief de draairichting. De parallelle (printer)poort van de IBM PC en compatibele machines bevat slechts acht I/O-bussen. Om het aantal besturingsbussen te vergroten, maakt de robotarminterface gebruik van de 74LS164 IC, een serieel-naar-parallel (SIPO) converter. Door slechts twee parallelle poortbussen te gebruiken, D0 en D1, die seriële code naar de IC sturen, kunnen we acht extra I/O-bussen krijgen. Zoals gezegd kunnen er acht I/O-bussen worden gemaakt, maar deze interface gebruikt er vijf.

Wanneer een seriële code wordt ingevoerd in de IC 74LS164, verschijnt de overeenkomstige parallelle code aan de uitgang van de IC. Als de uitgangen van het 74LS164 IC rechtstreeks zouden zijn verbonden met de ingangen van de besturingstransistors, zouden de individuele functies van de manipulatorarm op tijd worden in- en uitgeschakeld met het verzenden van de seriële code. Het is duidelijk dat deze situatie onaanvaardbaar is. Om dit te voorkomen werd een tweede IC 74LS373 in het interfacecircuit geïntroduceerd: een gecontroleerde elektronische sleutel met acht kanalen.

IC 74LS373 achtkanaalsschakelaar heeft acht ingangs- en acht uitgangsbussen. De op de ingangsbussen aanwezige binaire informatie wordt alleen naar de corresponderende uitgangen van het IC verzonden als het vrijgavesignaal aan het IC wordt aangeboden. Na het uitschakelen van het vrijgavesignaal Huidige toestand uitgangsbussen blijven behouden (onthouden). In deze toestand hebben de signalen aan de ingang van het IC geen invloed op de toestand van de uitgangsbussen.

Na het verzenden van een serieel pakket met informatie naar de IC 74LS164, wordt een activeringssignaal naar de IC 74LS373 verzonden vanaf pin D2 van de parallelle poort. Hierdoor kunt u informatie die al in parallelle code is, overbrengen van de ingang van de IC 74LS174 naar de uitgangsbussen. De status van de uitgangsbussen wordt dienovereenkomstig bestuurd door de TIP 120-transistors, die op hun beurt de functies van de manipulatorarm besturen. Het proces wordt herhaald bij elk nieuw commando dat aan de manipulatorarm wordt gegeven. Parallelle poortbussen D3-D7 sturen rechtstreeks TIP 125-transistoren aan.

De interface aansluiten op de manipulatorarm

De robotarm wordt aangedreven door een 6V-voeding bestaande uit vier D-cellen aan de basis van de structuur. De pc-interface wordt ook gevoed door deze bron van 6 V. De voeding is bipolair en produceert ±3 V. De interface wordt van stroom voorzien via een acht-pins Molex-connector die aan de onderkant van de paddle is bevestigd.

Sluit de interface aan op de arm met behulp van een 75 mm achtaderige Molex-kabel. De Molex-kabel wordt aangesloten op de connector aan de onderkant van de paddle (zie figuur 15.8). Controleer of de connector correct en veilig is geplaatst. Om de interfacekaart op de computer aan te sluiten, gebruikt u een DB25-kabel van 180 cm lang, meegeleverd in de set. Het ene uiteinde van de kabel wordt aangesloten op de printerpoort. Het andere uiteinde wordt aangesloten op de DB25-connector op de interfacekaart.

Rijst. 15.8. De pc-interface verbinden met de robotarm

In de meeste gevallen wordt normaal gesproken een printer op de printerpoort aangesloten. Om het gedoe van het aansluiten en loskoppelen van connectoren elke keer dat u de aanwijzer wilt gebruiken te voorkomen, is het handig om een ​​A/B-printerbusschakelaarblok met twee standen (DB25) aan te schaffen. Sluit de aanwijzerinterfaceconnector aan op ingang A en de printer op ingang B. U kunt nu de schakelaar gebruiken om de computer op de printer of de interface aan te sluiten.

Het programma installeren onder Windows 95

Plaats de 3,5" diskette met het label "Disc 1" in het diskettestation en voer het installatieprogramma (setup.exe) uit. Het installatieprogramma zal een map met de naam "Images" op uw harde schijf aanmaken en de benodigde bestanden naar deze map kopiëren. In Start verschijnt het Afbeeldingen-icoon in het menu. Om het programma te starten, klikt u op het Afbeeldingen-icoon in het startmenu.

Werken met het programma onder Windows 95

Sluit de interface aan op de printerpoort van de computer met behulp van een DB 25-kabel van 180 cm. Sluit de interface aan op de basis van de robotarm. Houd de interface tot een bepaalde tijd uitgeschakeld. Als u op dit moment de interface inschakelt, kan de informatie die in de printerpoort is opgeslagen, bewegingen van de manipulatorarm veroorzaken.

Dubbelklik op het pictogram Afbeeldingen in het startmenu om het programma te starten. Het programmavenster wordt getoond in Fig. 15.9. Wanneer het programma actief is, moet de rode LED op de interfacekaart knipperen. Opmerking: De interface hoeft niet te worden ingeschakeld om de LED te laten knipperen. De snelheid waarmee de LED knippert, wordt bepaald door de snelheid van de processor van uw computer. Het flikkeren van de LED kan erg zwak lijken; Om dit op te merken, moet u mogelijk het licht in de kamer dimmen en uw handen in een kom plaatsen om de LED te kunnen zien. Als de LED niet knippert, heeft het programma mogelijk toegang tot het verkeerde poortadres (LPT-poort). Om de interface naar een ander poortadres (LPT-poort) te schakelen, gaat u naar het vak Printerpoortopties in de rechterbovenhoek van het scherm. Kies een andere optie. Correcte installatie poortadres zorgt ervoor dat de LED gaat knipperen.

Rijst. 15.9. Screenshot van het pc-interfaceprogramma voor Windows

Wanneer de LED knippert, klikt u op het Puuse-pictogram en schakelt u pas daarna de interface in. Als u op de bijbehorende functietoets klikt, wordt een reactiebeweging van de manipulatorarm veroorzaakt. Als u nogmaals klikt, stopt de beweging. Het gebruik van functietoetsen om uw hand te besturen wordt genoemd interactieve bedieningsmodus.

Een scriptbestand maken

Scriptbestanden worden gebruikt om bewegingen en geautomatiseerde reeksen acties van de manipulatorarm te programmeren. Het scriptbestand bevat een lijst met tijdelijke opdrachten die de bewegingen van de manipulatorarm besturen. Het maken van een scriptbestand is heel eenvoudig. Om een ​​bestand aan te maken, klikt u op de programmasoftkey. Met deze handeling kunt u de mode van het “programmeren” van een scriptbestand invoeren. Door op de functietoetsen te drukken, controleren we de bewegingen van de hand, zoals we al hebben gedaan, maar tegelijkertijd wordt de opdrachtinformatie vastgelegd in de gele scripttabel in de linkerbenedenhoek van het scherm. Het stapnummer, beginnend bij één, wordt aangegeven in de linkerkolom en wordt voor elk nieuw commando met één verhoogd. In de middelste kolom wordt het type beweging (functie) aangegeven. Nadat u opnieuw op de functietoets hebt geklikt, stopt de uitvoering van de beweging en verschijnt de waarde van het tijdstip van uitvoering van de beweging vanaf het begin tot het einde in de derde kolom. De uitvoeringstijd van het uurwerk wordt aangegeven met een nauwkeurigheid van een kwart seconde. Op deze manier kan de gebruiker maximaal 99 bewegingen in het scriptbestand programmeren, inclusief tijdpauzes. Het scriptbestand kan vervolgens vanuit elke map worden opgeslagen en later worden geladen. De uitvoering van scriptbestandsopdrachten kan cyclisch tot 99 keer worden herhaald. Hiervoor moet u het aantal herhalingen in het venster Herhalen invoeren en op Start klikken. Om het schrijven naar het scriptbestand te voltooien, drukt u op de interactieve toets. Met deze opdracht wordt de computer weer in de interactieve modus gezet.

"Revitalisering" van objecten

Scriptbestanden kunnen worden gebruikt om computeracties te automatiseren of om objecten tot leven te brengen. In het geval van ‘animatie’ van objecten is het bestuurde robotachtige mechanische ‘skelet’ meestal bedekt met een buitenmantel en is het zelf niet zichtbaar. Herinner je je de handpop die aan het begin van het hoofdstuk werd beschreven? De buitenste schil kan de vorm hebben van een persoon (gedeeltelijk of volledig), een buitenaards wezen, een dier, een plant, een steen of iets anders.

Toepassingsbeperkingen

Als je wilt bereiken professioneel niveau het uitvoeren van geautomatiseerde acties of het "revitaliseren" van objecten, om zo te zeggen, om het merk te behouden, zou de positioneringsnauwkeurigheid bij het uitvoeren van bewegingen op elk moment de 100% moeten benaderen.

Het zal u echter opvallen dat wanneer u de reeks acties herhaalt die in het scriptbestand zijn vastgelegd, de positie van de manipulatorhand (bewegingspatroon) zal verschillen van de oorspronkelijke. Dit gebeurt om verschillende redenen. Naarmate de batterijen van de stroomvoorziening van de arm leeg raken, resulteert de vermindering van het vermogen dat aan de gelijkstroommotoren wordt geleverd in een vermindering van het koppel en de rotatiesnelheid van de motoren. De bewegingslengte van de manipulator en de hoogte van de geheven last gedurende dezelfde tijdsperiode zullen dus verschillen voor lege en "nieuwe" batterijen. Maar dit is niet de enige reden. Zelfs met een gestabiliseerde krachtbron zal het toerental van de motoras variëren, aangezien er geen motortoerentalregelaar is. Voor elke vaste tijdsperiode zal het aantal omwentelingen elke keer iets anders zijn. Dit zal ertoe leiden dat de positie van de manipulerende arm telkens anders zal zijn. Als klap op de vuurpijl zit er een zekere speling in de versnellingen van de versnellingsbak, waar ook geen rekening mee is gehouden. Vanwege al deze factoren, die we hier in detail hebben besproken, zal de positie van de manipulatorhand bij het uitvoeren van een cyclus van herhaalde commando's in scriptbestanden elke keer iets anders zijn.

Het vinden van de thuispositie

U kunt de werking van het apparaat verbeteren door er een circuit aan toe te voegen feedback, die de positie van de manipulerende arm volgt. Deze informatie kan in een computer worden ingevoerd, waardoor de absolute positie van de manipulator kan worden bepaald. Met een dergelijk positioneel feedbacksysteem is het mogelijk om de positie van de manipulatorarm op hetzelfde punt in te stellen aan het begin van de uitvoering van elke reeks commando's die in het scriptbestand zijn geschreven.

Hiervoor zijn veel mogelijkheden. Een van de belangrijkste methoden biedt niet op elk punt positiecontrole. In plaats daarvan wordt een set eindschakelaars gebruikt die overeenkomen met de oorspronkelijke "start"-positie. Eindschakelaars bepalen precies slechts één positie: wanneer de manipulator de "start" -positie bereikt. Om dit te doen, is het noodzakelijk om een ​​reeks eindschakelaars (knoppen) in te stellen, zodat ze sluiten wanneer de manipulator de uiterste positie in een of andere richting bereikt. Er kan bijvoorbeeld één eindschakelaar op de basis van de manipulator worden gemonteerd. De schakelaar mag alleen werken als de manipulatorarm de uiterste positie bereikt wanneer deze met de klok mee draait. Andere eindschakelaars moeten worden geïnstalleerd op de schouder- en ellebooggewrichten. Ze moeten worden geactiveerd wanneer het overeenkomstige gewricht volledig is gestrekt. Een andere schakelaar is op de hand geïnstalleerd en wordt geactiveerd wanneer de hand helemaal met de klok mee wordt gedraaid. De laatste eindschakelaar wordt op de grijper gemonteerd en sluit wanneer deze volledig geopend is. Om de manipulator in zijn oorspronkelijke positie te brengen, wordt elke mogelijke beweging van de manipulator uitgevoerd in de richting die nodig is om de bijbehorende sluiting te sluiten. eindschakelaar totdat deze schakelaar sluit. Zodra de startpositie voor elke beweging is bereikt, ‘kent’ de computer nauwkeurig de ware positie van de robotarm.

Nadat we de beginpositie hebben bereikt, kunnen we het programma dat in het scriptbestand is geschreven opnieuw uitvoeren, op basis van de aanname dat de positioneringsfout tijdens elke cyclus langzaam genoeg zal accumuleren zodat dit niet zal leiden tot te grote afwijkingen van de positie van de manipulator ten opzichte van de gewenste. Na het uitvoeren van het scriptbestand wordt de hand in de oorspronkelijke positie gezet en wordt de cyclus van het scriptbestand herhaald.

In sommige reeksen is het niet voldoende om alleen de beginpositie te kennen, bijvoorbeeld als je een ei optilt zonder het risico te lopen de schaal te verpletteren. In dergelijke gevallen is een complexer en nauwkeuriger positiefeedbacksysteem nodig. Signalen van sensoren kunnen worden verwerkt met behulp van een ADC. De resulterende signalen kunnen worden gebruikt om waarden te bepalen voor parameters zoals positie, druk, snelheid en koppel. Om dit te illustreren kan het volgende eenvoudige voorbeeld worden gebruikt. Stel je voor dat je een kleine lineaire variabele weerstand aan de grijperconstructie hebt bevestigd. De variabele weerstand is zo geïnstalleerd dat de beweging van de schuif heen en weer verband houdt met het openen en sluiten van de grijper. Afhankelijk van de mate van opening van de grijper verandert dus de weerstand van de variabele weerstand. Na kalibratie kunt u door het meten van de stroomweerstand van de variabele weerstand nauwkeurig de openingshoek van de grijperklemmen bepalen.

De creatie van een dergelijk feedbacksysteem introduceert een nieuw niveau van complexiteit in het apparaat en leidt dienovereenkomstig tot een stijging van de kosten. Daarom meer eenvoudige optie is de introductie van een handmatig besturingssysteem om de positie en bewegingen van de manipulatorarm aan te passen tijdens de uitvoering van een scriptprogramma.

Handmatig interfacebesturingssysteem

Zodra u zeker weet dat de interface werkt op de juiste manier Met een 8-polige platte connector kunt u er een handbediening op aansluiten. Controleer de aansluitpositie van de 8-pins Molex-connector op de kop van de connector op de interfacekaart, zoals weergegeven in Afb. 15.10. Steek de connector voorzichtig in totdat deze stevig is aangesloten. Hierna kan de manipulatorarm op elk gewenst moment worden bediend vanaf de handafstandsbediening. Het maakt niet uit of de interface op een computer is aangesloten of niet.

Rijst. 15.10. Handmatige besturingsaansluiting

DOS-toetsenbordbesturingsprogramma

Er is een DOS-programma waarmee u de bediening van de manipulatorarm in interactieve modus vanaf het toetsenbord van de computer kunt regelen. De lijst met toetsen die overeenkomen met het uitvoeren van een bepaalde functie vindt u in de tabel.

Bij stembesturing van de manipulatorarm wordt gebruik gemaakt van een spraakherkenningsset (SRR), die in hoofdstuk is beschreven. 7. In dit hoofdstuk gaan we een interface maken die de URR verbindt met de manipulatorarm. Deze interface wordt ook als kit aangeboden door Images SI, Inc.

Het interfacediagram voor de URR wordt getoond in Fig. 15.11. De interface maakt gebruik van een 16F84-microcontroller. Het programma voor de microcontroller ziet er als volgt uit:

‘URR-interfaceprogramma

Symbool PoortA = 5

Symbool TRISA = 133

Symbool PoortB = 6

Symbool TRISB = 134

If bit4 = 0 then trigger ‘Als schrijven naar de trigger is toegestaan, lees dan het schema

Ga naar 'Herhaling'

pauze 500 ‘Wacht 0,5 s

Peek PortB, B0 ‘Lees BCD-code

Als bit5 = 1, stuur dan ‘Uitvoercode

ga naar start ‘Herhalen

peek PortA, b0 ‘Poort A lezen

als bit4 = 1 dan elf ‘Is het getal 11?

por PortB, b0 ‘Uitvoercode

ga naar start ‘Herhalen

als bit0 = 0 dan tien

ga naar start ‘Herhalen

ga naar start ‘Herhalen

Rijst. 15.11. Schema van de URR-controller voor de robotarm

De programma-update voor 16F84 kan gratis worden gedownload van http://www.imagesco.com

Programmeren van de URR-interface

Het programmeren van de URR-interface is vergelijkbaar met de procedure voor het programmeren van de URR uit de set die in hoofdstuk wordt beschreven. 7. Voor goede werking manipulatorarm, moet u opdrachtwoorden programmeren volgens de cijfers die overeenkomen met een specifieke beweging van de manipulator. In tafel 15.1 toont voorbeelden van commandowoorden die de werking van de manipulatorarm besturen. U kunt commandowoorden naar eigen smaak kiezen.

Tabel 15.1

Onderdelenlijst pc-interface

(5) NPN-transistor TIP120

(5) PNP TIP 125-transistor

(1) IC 74164-codeconverter

(1) IC 74LS373 acht sleutels

(1) LED rood

(5) Diode 1N914

(1) 8-polige Molex-bus

(1) Molexkabel 8-aderig, 75 mm lang

(1) DIP-schakelaar

(1) DB25 haakse connector

(1) Kabel DB 25 1,8 m met twee M-type connectoren.

(1) Printplaat

(3) Weerstand 15 kOhm, 0,25 W

Alle genoemde onderdelen zijn in de kit inbegrepen.

Onderdelenlijst spraakinterface

(5) Transistor NPN TIP 120

(5) PNP TIP 125-transistor

(1) IC 4011 NOR-poort

(1) IC 4049 – 6 buffers

(1)IS741 operationele versterker

(1) Weerstand 5,6 kOhm, 0,25 W

(1) Weerstand 15 kOhm, 0,25 W

(1) Molex 8-pins header

(1) Molexkabel 8 aders, lengte 75 mm

(10) Weerstand 100 kOhm, 0,25 W

(1) Weerstand 4,7 kOhm, 0,25 W

(1) IC-spanningsregelaar 7805

(1) PIC 16F84 microcontroller-IC

(1) 4,0 MHz kristal

Interfacekit voor manipulatorarm

Kit voor het maken van een manipulatorarm van OWI

Spraakherkenningsinterface voor robotarm

Spraakherkenningsapparaat ingesteld

Onderdelen zijn te bestellen bij:

Afbeeldingen, SI, Inc.

Onder de kenmerken van deze robot op het Arduino-platform valt de complexiteit van het ontwerp op. De robotarm bestaat uit vele hendels waarmee hij langs alle assen kan bewegen, verschillende dingen kan vastpakken en verplaatsen met slechts 4 servomotoren. Na verzameld te hebben met mijn eigen handen Met zo'n robot zul je je vrienden en geliefden zeker kunnen verrassen met zijn mogelijkheden en aangename uiterlijk van dit apparaat! Houd er rekening mee dat u voor het programmeren altijd gebruik kunt maken van onze grafische omgeving RobotON Studio!

Als u vragen of opmerkingen heeft, hebben wij altijd contact! Creëer en post uw resultaten!

Eigenaardigheden:

Om een ​​robotarm met je eigen handen in elkaar te zetten, heb je nogal wat componenten nodig. Het grootste deel wordt ingenomen door 3D-geprinte onderdelen, er zijn er ongeveer 18 (het is niet nodig om de dia af te drukken).Als je alles hebt gedownload en afgedrukt wat je nodig hebt, dan heb je bouten, moeren en elektronica nodig:

• 5 M4 bouten 20 mm, 1 x 40 mm en bijpassende moeren met draaibeveiliging
• 6 M3 10 mm bouten, 1 x 20 mm en bijbehorende moeren
• Broodplank met aansluitdraden of afscherming
• Arduino Nano
• 4 servomotoren SG 90

Na het monteren van de behuizing is het BELANGRIJK dat deze vrij kan bewegen. Als de belangrijkste componenten van de Roboarm moeilijk bewegen, kunnen de servomotoren de belasting mogelijk niet aan. Bij het assembleren van elektronica moet u er rekening mee houden dat het beter is om het circuit daarna op de stroom aan te sluiten volledige controle verbindingen. Om schade aan de SG 90-servoaandrijvingen te voorkomen, hoeft u de motor zelf niet met de hand te draaien, tenzij dit noodzakelijk is. Als u SG 90 moet ontwikkelen, moet u de motoras soepel naar binnen bewegen verschillende kanten.

Kenmerken:

• Eenvoudige programmering door de aanwezigheid van een klein aantal motoren, en van hetzelfde type
• Aanwezigheid van dode zones voor sommige servo's
• Brede toepasbaarheid van de robot in het dagelijks leven
• Interessant technisch werk
• De noodzaak om een ​​3D-printer te gebruiken

Algemene kwesties zullen dan eerst worden behandeld specificaties het resultaat, de details en uiteindelijk het montageproces zelf.

In het algemeen en in het algemeen

Het maken van dit apparaat als geheel zou geen problemen moeten veroorzaken. Het zal nodig zijn om alleen de mogelijkheden zorgvuldig te overdenken mechanische bewegingen, wat vanuit fysiek oogpunt vrij moeilijk te implementeren zal zijn, zodat de manipulerende arm de taken uitvoert die hem zijn toegewezen.

Technische kenmerken van het resultaat

Een monster met lengte/hoogte/breedte-parameters van respectievelijk 228/380/160 millimeter zal in overweging worden genomen. Gewicht manipulatorhanden, doe het zelf gedaan zal ongeveer 1 kilogram zijn. Voor de bediening wordt een bedrade afstandsbediening gebruikt. Geschatte montagetijd als je ervaring hebt, is ongeveer 6-8 uur. Als deze er niet is, kan het dagen, weken en met medeweten zelfs maanden duren voordat de manipulatorarm is gemonteerd. In dergelijke gevallen moet u het alleen met uw eigen handen doen voor uw eigen belang. Om de componenten te verplaatsen, worden commutatormotoren gebruikt. Met voldoende moeite kun je een apparaat maken dat 360 graden draait. Om het werk te vergemakkelijken, moet u naast standaardgereedschap zoals een soldeerbout en soldeer ook het volgende in voorraad hebben:

1. Tang met lange neus.
2. Zijsnijders.
3. Kruiskopschroevendraaier.
4. 4 D-type batterijen.

Afstandsbediening afstandsbediening kan worden geïmplementeerd met behulp van knoppen en een microcontroller. Als je draadloze bediening op afstand wilt maken, heb je ook een actiecontrole-element in de manipulatorhand nodig. Als aanvulling zijn alleen apparaten (condensatoren, weerstanden, transistors) nodig die het mogelijk maken het circuit te stabiliseren en er op de juiste momenten een stroom van de vereiste grootte doorheen te sturen.

Kleine deeltjes

Om het toerental te regelen kun je gebruik maken van adapterwielen. Ze zullen de beweging van de manipulatorhand soepel maken.

Het is ook noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de draden de beweging ervan niet bemoeilijken. Het zou optimaal zijn om ze in de structuur te leggen. U kunt alles van buitenaf doen; deze aanpak bespaart tijd, maar kan mogelijk leiden tot problemen bij het verplaatsen van afzonderlijke componenten of het hele apparaat. En nu: hoe maak je een manipulator?

Vergadering in het algemeen

Laten we nu direct doorgaan met het maken van de manipulatorarm. Laten we beginnen bij de basis. Het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat het apparaat in alle richtingen kan worden gedraaid. Goede beslissing het wordt op een schijfplatform geplaatst, dat door een enkele motor in rotatie wordt gebracht. Zodat het in beide richtingen kan draaien, zijn er twee opties:

1. Installatie van twee motoren. Elk van hen zal verantwoordelijk zijn voor het draaien in een specifieke richting. Als de één aan het werk is, is de ander in rust.
2. Eén motor installeren met een circuit dat hem in beide richtingen kan laten draaien.

Welke van de voorgestelde opties u moet kiezen, hangt volledig van u af. Vervolgens wordt de hoofdstructuur gemaakt. Voor comfortabel werken zijn twee “gewrichten” nodig. Bevestigd aan het platform moet het in verschillende richtingen kunnen kantelen, wat wordt bereikt met behulp van motoren aan de basis. Een ander exemplaar of een paar moet bij de elleboogbocht worden geplaatst, zodat een deel van de greep langs de horizontale en verticale lijnen van het coördinatensysteem kan worden verplaatst. Vervolgens, als je wilt krijgen maximale mogelijkheden, kunt u een andere motor op de plaats van de pols installeren. Het volgende is het meest noodzakelijke, zonder welke een manipulerende hand onmogelijk is. Je zult het opnameapparaat zelf met je eigen handen moeten maken. Er zijn hier veel implementatiemogelijkheden. Je kunt een tip geven over de twee meest populaire:

1. Er worden slechts twee vingers gebruikt, die tegelijkertijd het vast te pakken voorwerp samendrukken en losmaken. Het is de eenvoudigste implementatie, die echter meestal niet kan bogen op een aanzienlijk draagvermogen.
2. Er wordt een prototype van een menselijke hand gemaakt. Hierbij kan voor alle vingers één motor worden gebruikt, met behulp waarvan het buigen/strekken wordt uitgevoerd. Maar het ontwerp kan complexer worden gemaakt. Je kunt dus op elke vinger een motor aansluiten en deze afzonderlijk bedienen.

Vervolgens moet er nog een afstandsbediening worden gemaakt, met behulp waarvan de afzonderlijke motoren en het tempo van hun werking worden beïnvloed. En je kunt gaan experimenteren met een robotmanipulator die je zelf hebt gemaakt.

Mogelijke schematische weergaven van het resultaat

DIY-manipulatorhand biedt volop mogelijkheden voor creatieve ideeën. Daarom presenteren wij verschillende implementaties onder uw aandacht die u als basis kunt nemen om uw eigen implementaties te maken eigen apparaat soortgelijk doel.

Elk gepresenteerd manipulatorcircuit kan worden verbeterd.

Conclusie

Het belangrijkste aan robotica is dat er vrijwel geen grenzen zijn aan functionele verbetering. Daarom zal het maken van een echt kunstwerk, als je dat wenst, niet moeilijk zijn. Over mogelijke manieren voor verdere verbetering gesproken, het is de moeite waard om de kraan te noemen. Zo'n apparaat met je eigen handen maken zal niet moeilijk zijn, maar tegelijkertijd zal het kinderen creatief werk, wetenschap en ontwerp leren. En dit kan op zijn beurt een positieve impact hebben op hun toekomstige leven. Zal het moeilijk zijn om met je eigen handen een kraan te maken? Dit is niet zo problematisch als het op het eerste gezicht lijkt. Tenzij het de moeite waard is om te zorgen voor de aanwezigheid van extra kleine onderdelen, zoals een kabel en wielen waarop het zal draaien.