แขนกลควบคุมด้วยถุงมือ: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

วัตถุประสงค์: รับประสบการณ์และทักษะการแก้ปัญหาโดยการสร้างโครงการให้เสร็จสมบูรณ์

โครงร่าง- ใช้ถุงมือเพื่อเชื่อมต่อผ่าน Arduino เพื่อควบคุม "แขน" ที่พิมพ์ด้วยหุ่นยนต์สามมิติ ข้อต่อแต่ละข้อบนแขนพิมพ์ 3 มิติมีเซอร์โวที่เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์แบบยืดหยุ่นบนถุงมือและเคลื่อนที่ตามสัดส่วนของระยะงอนิ้ว

ขั้นตอนที่ 1: รายการวัสดุ

ตัวต้านทาน 3- 10k

3- ตัวต้านทานเซ็นเซอร์แบบยืดหยุ่น

3- เซอร์โว

เขียงหั่นขนม

Arduino Uno

สายไฟ

ซิปรูด

4- 3-D ชิ้นที่พิมพ์

ฉันแนบลิงก์ไปยังวัสดุที่ฉันใช้เพื่อให้ค้นหาได้ง่ายแม้ว่าคุณจะไม่ได้สั่งซื้อจากลิงก์ที่แน่นอนเหล่านี้ก็ตาม

ตัวต้านทาน 3- 10k

3- ตัวต้านทานเซ็นเซอร์แบบยืดหยุ่น

3- เซอร์โว

ขั้นตอนที่ 2: การเดินสายไฟ

รูปภาพของการเดินสายตามที่ฉันได้ตั้งค่านั้นอยู่ในไฟล์ fritzing การเดินสายไฟสามารถดูได้ดีที่สุดในสองส่วนที่แตกต่างกัน 1) การเชื่อมต่อจากเขียงหั่นขนมและ Arduino กับ "แขน" ที่พิมพ์ 3 มิติ 2) การเชื่อมต่อจากเขียงหั่นขนมและ Arduino กับถุงมือ

การเชื่อมต่อแขนพิมพ์สามมิติ สายไฟที่ต่อกับพิน 11, 10, 9 รวมถึงบริเวณที่เป็นบวกและลบจะเชื่อมต่อกับเซอร์โว 3 ตัวที่แตกต่างกัน สายสีดำบนเซอร์โวเชื่อมต่อกับบริเวณที่เป็นลบ กล่าวคือ คอลัมน์เชิงลบบนเขียงหั่นขนม สายสีแดงบนเซอร์โวเชื่อมต่อกับบริเวณที่เป็นบวก กล่าวคือ คอลัมน์บวกบนเขียงหั่นขนม ในที่สุดสายสัญญาณสีเหลืองเชื่อมต่อกับ Arduino

ในการตั้งค่าพิน 9 ของฉันเชื่อมต่อกับเซอร์โวฐานและควบคุมโดยนิ้วหัวแม่มือ ในการตั้งค่าพิน 10 ของฉันเชื่อมต่อกับเซอร์โวด้านบนและควบคุมโดยนิ้วกลาง ในการตั้งค่าพิน 11 ของฉันเชื่อมต่อกับเซอร์โวกลางและควบคุมโดย นิ้วชี้

2) การเชื่อมต่อของถุงมือ มีจุดเชื่อมต่อสองจุดบนเซ็นเซอร์แบบยืดหยุ่น ที่ด้านข้างโดยมีเส้นบาง ๆ วิ่งการเชื่อมต่อกับทั้งสัญญาณและขั้วลบ ด้านที่มีด้านที่มีลวดลายหนากว่าเป็นการต่อกับขั้วบวก ด้านที่คุณเชื่อมต่อสัญญาณและสายลบแนบทั้งตัวต้านทาน 22k และสายรอง ลวดวิ่งตรงไปยังขั้วลบผ่านเขียงหั่นขนม ตัวต้านทานเชื่อมต่อกับปลายด้านหนึ่งกับเซ็นเซอร์แบบยืดหยุ่นและอีกส่วนเชื่อมต่อกับสายที่วิ่งไปที่เขียงหั่นขนมก่อนที่จะต่อเข้ากับอนาลอกของ Arduino ในพิน หมุดอนาล็อกสามตัวที่ฉันใช้คือ A0, A1, A2 จากนั้นการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์แบบยืดหยุ่นอื่น ๆ จะวิ่งไปที่เขียงหั่นขนมและเชื่อมต่อกับคอลัมน์บวกบนเขียงหั่นขนม ในไฟล์ fritzing มีภาพร่างรองที่ชัดเจนกว่าซึ่งแสดงการเชื่อมต่อเชิงบวก เชิงลบ และสัญญาณ

(หมายเหตุ- การเชื่อมต่อทางกายภาพส่วนใหญ่ของสายไฟที่ไม่ได้อยู่ในเขียงหั่นขนมถูกบัดกรี และใช้การห่อแบบหดเพื่อป้องกันการเชื่อมต่อ)

ส่วนประกอบสุดท้ายในการเดินสายคือการเชื่อมต่อจากกำลังไฟ 5V บน Arduino ไปยังคอลัมน์บวกและกราวด์ (GND) เชื่อมต่อกับคอลัมน์เชิงลบ นอกจากนี้ยังมีแถบวิ่งข้ามเขียงหั่นขนมซึ่งเชื่อมต่อคอลัมน์เชิงลบเข้าด้วยกันที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของกระดานและคอลัมน์บวกเข้าด้วยกันที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของกระดาน

สามารถใช้สายไฟที่ยาวขึ้นเพื่อขยายระยะหย่อนระหว่างเขียงหั่นขนมกับถุงมือหรือเขียงหั่นขนมและแขนพิมพ์ 3 มิติได้ หากจำเป็น

ขั้นตอนที่ 3: คำอธิบายการเดินสายไฟและรหัส

พื้นฐานของโปรแกรมคล้ายกับโปรแกรมหมุนลูกบิดใน Arduino และทำงานโดยรวมเป็นโพเทนชิออมิเตอร์ เซ็นเซอร์แบบยืดหยุ่นบนถุงมือจะส่งสัญญาณตามตำแหน่งที่เปลี่ยนไป เมื่อนิ้วบนถุงมือขยับตำแหน่งที่เปลี่ยนไปจะส่งสัญญาณไปยัง Arduino ซึ่งจะเรียกร้องให้ "มือ" ที่พิมพ์ 3 มิติเปลี่ยนในสัดส่วนเดียวกัน

ภายในรหัสมีการกำหนดเซอร์โว 3 ตัวภายใต้พิน 9, 10, 11 พินอะนาล็อก A0, A1, A2 เชื่อมต่อโพเทนชิออมิเตอร์

ในการตั้งค่าโมฆะเซอร์โวจะแนบกับพิน

จากนั้น void loop จะประกอบไปด้วย 3 ฟังก์ชั่น analogRead, map, write และ delay

analogRead- อ่านค่าจากพินอะนาล็อก (ที่สื่อสารกับโพเทนชิออมิเตอร์) และให้ค่าระหว่าง 0 ถึง 1023

แผนที่- (ค่า จากต่ำ จากสูง ถึงต่ำ ถึงสูง) ฟังก์ชันแผนที่จะเปลี่ยนช่วงของค่าจากค่าการอ่านแบบอะนาล็อกจาก 500, 1000 เป็น 0, 180 เนื่องจาก 0-180 เป็นช่วงของค่าที่เซอร์โวสามารถอ่านได้ และชื่อ ค่าใหม่ภายใต้รายการแรก

servoWrite- Arduino เขียนค่าไปยังเซอร์โวและย้ายตำแหน่งตามลำดับ

ดีเลย์- การหน่วงเวลาทำให้โปรแกรมรอก่อนที่จะวนซ้ำอีกครั้ง

ขั้นตอนที่ 4: โครงสร้างทางกลของชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ

มีไฟล์ STL แนบอยู่สี่ไฟล์ รวมถึงรูปภาพและวิดีโอของแต่ละส่วน ไม่มีรูปภาพประกอบของไฟล์ แต่มีรูปภาพของเวอร์ชันที่พิมพ์ 3 มิติ ชิ้นส่วนที่แตกต่างกันสี่ชิ้นเชื่อมต่อกันผ่านเซอร์โว 3 ตัวที่ข้อต่อแต่ละอัน ส่วนฐานเชื่อมต่อกับไหล่ผ่านเซอร์โวซึ่งจากนั้นจะแนบไปกับไฟล์แขนแรกและสุดท้ายไปยังไฟล์แขนที่สอง

ขั้นตอนที่ 5: การก่อสร้างทางกลของถุงมือ

การสร้างถุงมือนั้นค่อนข้างง่าย เซ็นเซอร์แบบยืดหยุ่นนั้นติดกาวร้อนถึงสามนิ้วบนถุงมือ และใช้สายรัดซิปเพื่อยึดสายไฟให้เข้าที่

หมายเหตุ- พบว่าหากเซ็นเซอร์แบบยืดหยุ่นเหล่านี้ซึ่งใช้แล้วสกปรกเกินไป อาจส่งผลต่อการทำงานของเซ็นเซอร์แบบยืดหยุ่น จึงวางเทปไว้บนเซ็นเซอร์เพื่อรักษาความสะอาด

หมายเหตุเพิ่มเติม- การเคลื่อนไหวของแขน 3-D อาจกระตุกเล็กน้อยเมื่อใช้เฉพาะสาย USB ที่วิ่งไปยัง Arduino เพื่อจ่ายไฟ มันสามารถปรับปรุงได้โดยการต่อพลังงานมากขึ้นผ่านแบตเตอรี่และเชื่อมต่อขั้วบวกและขั้วลบ ไปยังคอลัมน์บวกและลบบนเขียงหั่นขนม