ASL Robotic Hand (ซ้าย): 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

โครงการในภาคการศึกษานี้คือการสร้างมือซ้ายที่พิมพ์ด้วยหุ่นยนต์ 3 มิติ ซึ่งสามารถแสดงอักษรภาษามือแบบอเมริกันสำหรับผู้พิการทางการได้ยินและหูหนวกในห้องเรียน การเข้าถึงเพื่อแสดงภาษามือแบบอเมริกันในห้องเรียนโดยไม่ต้องมีล่ามจะทำให้ชีวิตง่ายขึ้นสำหรับนักเรียนเช่นเดียวกับมหาวิทยาลัยหรือสถาบัน วิธีแก้ปัญหาที่นำเสนอจะช่วยเชื่อมช่องว่างระหว่างการได้ยินและผู้บกพร่องทางการได้ยินในลักษณะที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ภาษามือคือท่าทางที่สื่อสารภาษาผ่านการใช้การเคลื่อนไหวของมือ การศึกษาแสดงให้เห็นแนวโน้มความจำเป็นที่เพิ่มขึ้นสำหรับการตีความภาษามือ ภายในห้าปีข้างหน้าความต้องการล่ามภาษามือจะเพิ่มขึ้น 20% ผลิตภัณฑ์ของกลุ่มของเราจะช่วยประหยัดเวลา ค่าใช้จ่าย และประโยชน์ให้กับโรงเรียนโดยจัดให้มีล่ามอยู่ด้วยตลอดเวลา

เสบียง

• มอเตอร์ - MG996R (5x)
• เทคโนโลยี Superglue-Pacer (Zap) กาว Zap-A-Gap
• Arduino Uno
• สายเคเบิล- Trilene 20lb 650yd
• Extech Instruments พาวเวอร์ซัพพลายแบบควบคุมกระแสตรง
• ฟิลาเมนต์ Filament-PLA (เครื่องพิมพ์ 3D)
• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
• ไดร์เวอร์มอเตอร์-12-Bit PWM เซอร์โวมอเตอร์ไดร์เวอร์
• 1.4มม., 2.0มม., 3.0มม., 4.0มม. ไขควงหัวแฉก

ขั้นตอนที่ 1: การประกอบนิ้ว

ขั้นตอนที่ 1a) ส่งชิ้นส่วนไปยังเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อเริ่มกระบวนการ

ขั้นตอนที่ 1b) เมื่อพิมพ์นิ้วของคุณแล้ว อย่าลืมแยกนิ้วแต่ละนิ้วออกจากนิ้วถัดไป เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ชิ้นส่วนต่างๆ ปะปนกัน เพื่อประกอบแต่ละนิ้วอย่างมีประสิทธิภาพ ให้ติดฉลากส่วนประกอบทั้งหกจากใหญ่ไปเล็กที่สุดด้วยตัวเลข 1 ถึง 6

ขั้นตอนที่ 1c) ถัดไป ใช้กาว Krazy หรือกาวที่แข็งแรงอื่น ๆ ส่วนประกอบกาว 2 และ 3 เข้าด้วยกันเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาจะหันไปทางเดียวกัน ส่วนประกอบแต่ละชิ้นมีการเยื้องรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเพื่อช่วยจัดตำแหน่งส่วนประกอบเมื่อติดกาวเข้าด้วยกัน ทำซ้ำขั้นตอนนี้และกาวส่วนที่ 4 และ 5 เข้าด้วยกัน

ขั้นตอนที่ 1d) หลังจากที่กาวแห้งแล้ว ให้เริ่มเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ โดยใช้เส้นใยขนาด 3 มม. อย่างไรก็ตาม หากคุณไม่มีไส้หลอด คุณจะต้องใช้สกรูขนาด 3 มม. จากร้านฮาร์ดแวร์ในพื้นที่ หมายเหตุ: คุณอาจต้องเก็บเอกสารที่พิมพ์ 3 มิติไว้ที่จุดที่เชื่อมต่อกันเพื่อประกันการเคลื่อนที่ของของไหลระหว่างข้อต่อ

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบมือ

ขั้นตอนที่ 2a) เมื่อประกอบนิ้วแต่ละนิ้วแล้ว ให้แนบนิ้วหัวแม่มือ ทำได้โดยใช้นิ้วหัวแม่มือที่ประกอบแล้วเชื่อมต่อกับส่วนข้อมือซ้ายขนาดใหญ่ และใช้สลักเกลียวพิมพ์ 3 มิติขนาดเล็ก

ขั้นตอนที่ 2b) จากนั้นคุณจะแนบนิ้วชี้และนิ้วกลางโดยใช้ไส้หลอด 3 มม. เดียวกันกับที่ใช้สำหรับข้อต่ออื่นๆ เมื่อคุณติดนิ้วชี้และนิ้วกลางเสร็จแล้ว นิ้วนางและนิ้วก้อยจะติดในลักษณะเดียวกับนิ้วหัวแม่มือ

หมายเหตุ: ใช้สลักเกลียวที่พิมพ์ 3 มิติเดียวกันเพื่อเชื่อมต่อนิ้วกับตัวเรือนขนาดใหญ่ของข้อมือซ้าย

ขั้นตอนที่ 3: สายเคเบิลเกลียว

ขั้นตอนที่ 3a) หลังจากประกอบแต่ละนิ้วแล้ว เริ่มร้อยสายผ่านข้อมือ (สังเกตว่ามีสามรูที่ด้านล่าง) โดยใช้รูด้านบนเพื่อเริ่มต้นและดำเนินการต่อผ่านฝ่ามือจนถึงด้านบนของนิ้ว

หมายเหตุ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ร้อยสายผ่านไปยังด้านบนของนิ้วเพียงพอแล้ว เพื่อร้อยกลับเข้าไปในรูที่สองที่ด้านบนของนิ้ว

ขั้นตอนที่ 3b) มัดสายเคเบิลตรงกลางเป็นปม จากนั้นใช้เทปพันสายไฟกับปมเพื่อป้องกันไม่ให้สายพันผ่านมือ

ขั้นตอนที่ 3c) เมื่อเสร็จแล้ว ร้อยด้ายกลับเข้าไปในรูที่สองที่ปลายนิ้ว (ไม่ใช่ปลายนิ้วที่จะทำหน้าที่เป็นฝาปิดเมื่อร้อยสายเสร็จแล้ว) และดำเนินการร้อยด้ายผ่าน ด้านหลังของมือที่สิ้นสุดเส้นบนรูที่สามของข้อมือโดยปล่อยให้รูตรงกลางเปิดอยู่

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบปลายแขน

ขั้นตอนที่ 4a) ในระหว่างกระบวนการประกอบปลายแขน ใช้ชิ้นส่วน robpart1 และ robpart2 สร้างเปลือกนอกของปลายแขนโดยการติดกาวทั้งสองชิ้นเข้าด้วยกัน

ขั้นตอนที่ 4b) เมื่อกาวซุปเปอร์กาวแห้ง ให้ติดเซอร์โวเบดเข้ากับฐานปลายแขน

หมายเหตุ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารอจนกว่าทั้งสองชิ้นจะแห้งสนิทก่อนที่จะติดส่วนประกอบอื่นๆ

ขั้นตอนที่ 4c) ประกอบปลายแขนโดยแนบข้อมือกับปลายแขน ข้อมือประกอบด้วยสามส่วนที่ต้องติดกาวเข้าด้วยกัน เมื่อคุณได้ตะเข็บของข้อมือแล้ว คุณจะต้องติดข้อต่อของข้อมือเข้ากับฐานข้อมือ

ขั้นตอนที่ 5: ติดตั้งมอเตอร์

ขั้นตอนที่ 5a) เมื่อคุณพร้อมที่จะติดตั้งมอเตอร์ คุณจะต้องใช้เซอร์โวมอเตอร์ห้าตัวและสกรูสี่ตัวสำหรับมอเตอร์แต่ละตัว (มีสกรูให้มากับมอเตอร์)

หมายเหตุ: เมื่อสั่งซื้อเซอร์โวมอเตอร์ ให้มองหาเซอร์โวมอเตอร์เกียร์โลหะเพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

ขั้นตอนที่ 5b) มอเตอร์สามตัวหันไปทางเดียวและอีกสองตัวหันไปทางตรงกันข้ามเพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์จะพอดีกับสายเคเบิลอย่างถูกต้องในพอร์ตที่ถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 5c) เมื่อติดตั้งมอเตอร์บนเซอร์โวเบดแล้ว คุณจะต้องพิมพ์ด้านหน้าของสายเคเบิล Rob และส่วนหลังของสายเคเบิล Rob และขันสกรูเข้ากับเตียงเซอร์โว

ขั้นตอนที่ 6: แนบมือกับข้อมือ

หมายเหตุ: ทำความเข้าใจว่าเส้นทั้งหมดบน Wrist Mall แบ่งออกเป็นสองส่วน ส่วนแรกคือแถวบนสุด และส่วนที่สองคือแถวล่างสุดของ Wrist Mall

ขั้นตอนที่ 6a) เมื่อแนบมือกับข้อมือโดยใช้สลักเกลียว คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นที่ออกมาจากแถวบนสุดของห้างสรรพสินค้าข้อมือนั้นอยู่เหนือสลักเกลียว และเส้นที่แถวล่างของห้างสรรพสินค้าข้อมือถูกป้อนเข้าไป สายฟ้า

ขั้นตอนที่ 6b) เมื่อเสร็จแล้ว ให้ล็อคสลักเกลียวเข้าที่โดยใช้น็อตล็อคยาว 3 ซม. ระมัดระวัง อย่าบิดเส้นใดๆ ป้อนเส้นผ่าน RobWrist ส่วนที่ 1 ถึง 4 จนกระทั่งเส้นวางอยู่ที่ปลายแขนและพร้อมที่จะต่อเข้ากับเซอร์โวมอเตอร์

ขั้นตอนที่ 7: ต่อสายเข้ากับเซอร์โวมอเตอร์

ขั้นตอนที่ 7a) เมื่อติดกาวหรือขันเซอร์โวมอเตอร์เข้ากับเตียงแล้ว คุณสามารถติด rob_ring ที่พิมพ์ 3 มิติกับรอกเซอร์โวที่มาพร้อมกับการซื้อเซอร์โวมอเตอร์

ขั้นตอนที่ 7b) ถัดไป ติดกาวรอกเซอร์โวบนเพลาเซอร์โวมอเตอร์ ก่อนที่คุณจะต่อสายเข้ากับเซอร์โวมอเตอร์ โดยใช้สคริปต์ Arduino ให้ตั้งค่าเซอร์โวมอเตอร์ทั้งหมดของคุณเป็นเก้าสิบองศา

ขั้นตอนที่ 7c) หลังจากแก้ไขรอกเซอร์โวทั้งห้าตัวแล้ว ให้ตั้งค่าเซอร์โวทั้งหมดเป็นศูนย์องศาโดยใช้รหัสบนคอมพิวเตอร์ของคุณ

หมายเหตุ: รหัสที่แนบมาในขั้นตอนที่ 9 ณ จุดนี้ ให้หลีกเลี่ยงการเคลื่อนย้ายมอเตอร์ ไม่เช่นนั้น คุณจะต้องรีเซ็ตมอเตอร์ใหม่เมื่อต่อสายแล้ว

ขั้นตอนที่ 7d) ในขณะที่มอเตอร์ได้รับการติดตั้งแล้ว เมื่อติดนิ้วแต่ละนิ้วเข้ากับเซอร์โวมอเตอร์อิสระ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณคว้าปลายทั้งสองของเส้นแล้วป้อนผ่านรูแยกของรอกเซอร์โวและขันให้แน่นเพื่อให้มี ความตึงเครียดทำให้นิ้วงอในตำแหน่งที่ขยาย

ขั้นตอนที่ 7e) เมื่อขยายนิ้วจนสุดและไม่มีเส้นเกินระหว่างนิ้วกับเซอร์โวมอเตอร์ ให้ผูกปมสี่เหลี่ยมที่เชื่อมต่อเส้นบนรอกเซอร์โวแต่ละตัว

ทางเลือก: เพื่อป้องกันการลื่นไถลในอนาคตโดยใช้ซุปเปอร์กาวหรือกาวอื่นๆ คุณสามารถติดปมสี่เหลี่ยมกับรอกเซอร์โวเองได้ ทำซ้ำขั้นตอนนี้สำหรับแต่ละนิ้ว

ขั้นตอนที่ 8: การเดินสายไฟและการจ่ายไฟ

ขั้นตอนที่ 8a) แนบ Adafruit Servo Driver ของคุณเข้ากับ Arduino Uno ของคุณ

หมายเหตุ: คุณอาจต้องประสานหมุดเข้ากับไดรเวอร์เซอร์โว

ขั้นตอนที่ 8b) แนบนิ้วของคุณเข้ากับไดรเวอร์เซอร์โวตามลำดับต่อไปนี้

นิ้วหัวแม่มือ = ช่อง 0

ดัชนี = ช่อง 1

กลาง = ช่อง 2

แหวน = ช่อง 3

ก้อย = ช่อง 4

ขั้นตอนที่ 8c) ค้นหาพอร์ตเพื่อต่อแหล่งจ่ายไฟของคุณ เสียบสาย + ทางด้านขวา และ - ลวดเข้าด้านซ้าย

หมายเหตุ: ภาพบนขวาแสดงเลย์เอาต์ของช่อง ภาพล่างขวาแสดงการเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน (สีเขียว = + และสีเหลือง = -)

ขั้นตอนที่ 9: ตั้งค่าโค้ด

ขั้นตอนที่ 9a) ดาวน์โหลดไลบรารี Adafruit_PWMServoDriver.h จากเว็บไซต์ Adafruit

ขั้นตอนที่ 9b) รวมไลบรารี Adafruit_PWMServoDriver.h และ Wire.h

หมายเหตุ: Wire.h สร้างขึ้นในซอฟต์แวร์ Arduino

ขั้นตอนที่ 9c) ดูไฟล์โค้ดที่แนบมา

ขั้นตอนที่ 9d) กำหนดความกว้างของพัลส์ขั้นต่ำ สูงสุด และค่าเริ่มต้น ตลอดจนความถี่สำหรับเซอร์โวมอเตอร์เฉพาะของคุณ

หมายเหตุ: ขั้นตอนที่ 9d ไม่จำเป็นหากใช้เซอร์โวมอเตอร์ของหุ่นยนต์ TowerPro mg996r