UStepper Robot Arm 4: 5 Addımlar

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Bu, uStepper addım idarəetmə lövhəmiz üçün bir tətbiq olaraq hazırladığım Robotik qolumun 4 -cü təkrarlanmasıdır. Robotun 3 pilləli mühərriki və işə salınması üçün servo (əsas konfiqurasiyasında) olduğundan, uStepper ilə məhdudlaşmır, lakin hər hansı bir pilləli sürücü lövhəsi ilə istifadə edilə bilər.

Dizayn sənaye paletləşdirmə robotuna əsaslanır və nisbətən sadədir. Bununla birlikdə, dizaynı hazırlamaq və həm montaj, həm də hissələri çap etmək asanlığı üçün optimallaşdırmaq üçün saysız saat sərf etdim.

Dizaynı çapın asanlığı və montajın sadəliyi nəzərə alınmaqla etdim. Bu iki parametr üzərində təkmilləşdirmənin heç bir yolu yoxdur, amma uzun bir yol keçdiyimi düşünürəm. Bundan əlavə, sənaye robototexnikasını həvəskarının nisbətən sadə edilə biləcəyini göstərməklə onu təqib edə biləcəyi bir səviyyəyə endirmək istərdim - həm də onu idarə etmək üçün riyaziyyat!

Həm dizayn haqqında konstruktiv rəylər yazmaqdan, həm də hamı üçün əlçatan etmək üçün necə etdiyimi (xüsusən də riyaziyyat) şərh etməkdən çekinmeyin.

Addım 1: Lazım olan hissələr, 3D çap və montaj

Əsasən bilmək lazım olan hər şey montaj kitabçasındadır. Həm alınmış, həm də çap edilmiş hissələri olan ətraflı BOM və ətraflı montaj təlimatı var.

3D çap, 0,2 mm qat hündürlüyü və 30 % doldurma ilə ağlabatan keyfiyyətli 3D printerdə (FDM) aparılır. Ən son hissələri və təlimatları burada tapa bilərsiniz:

Addım 2: Kinematik

Qolun öngörülən bir şəkildə hərəkət etməsi üçün riyaziyyat etməlisiniz: OI, bu tip robotlarla əlaqəli kinematikanın nisbətən sadə bir təsviri üçün bir çox yerə baxdım, amma inandığım birini tapmadım. insanların çoxunun başa düşə biləcəyi bir səviyyədə idi. Kinematikanın öz versiyasını yalnız trigonometriyaya əsaslanaraq hazırladım və matrisin transformasiyasını əvvəllər heç işləməmiş olsanız çox qorxunc görünə bilər - ancaq bu robot üçün olduqca sadədir, çünki yalnız 3 DOFdur.

Əlavə edilmiş sənəddəki yanaşmamın nisbətən asan başa düşülən bir şəkildə yazıldığını düşündüyüm qədər azdır. Ancaq bir baxın və bunun sizin üçün mənalı olub olmadığını görün!

Addım 3: Kinematikanı Kodlaşdırın

Kinematikanı əvvəllər verdiyim hesablamalarla belə başa düşmək çətin ola bilər. Beləliklə, hər şeydən əvvəl bir Octave tətbiqidir - Octave, Matlab -da tapılan eyni xüsusiyyətlərə malik pulsuz bir vasitədir.

L1o = 40; Zo = -70; L_2 = 73.0; Au = 188.0; Al = 182.0; Lo = 47.0; YÜKSƏK = Au; LOWERARMLEN = Al; XOFFSET = Aşağı; ZOFFSET = L_2; AZOFFSET = Zo; AXOFFSET = L1o; disp ('Kod tətbiqi') disp ('Giriş açıları:') rot = deg2rad (30); sağ = deg2rad (142.5); sol = deg2rad (50); rad2deg (çürük) rad2deg (sağ) rad2deg (sol) T1 = çürük; #baza T2 = sağ;#omuz T3 = sol; #elbow #FW kinematikası XYZ -i bucaqlardan əldə etmək üçün: disp ('Hesablanmış X, Y, Z:') z = ZOFFSET + sin (sağda)*LOWERARMLEN - cos (solda - (pi/2 - sağda))*UPPERARMLEN + AZOFFSET k1 = sin (solda - (pi/2 - sağda))*UPPERARMLEN + cos (sağda)* LOWERARMLEN + XOFFSET + AXOFFSET; x = cos (rot)*k1 y = sin (rot)*k1 ## XYZ -dən bucaqlar almaq üçün tərs kinematik: rot = atan2 (y, x); x = x - cos (rot)*AXOFFSET; y = y - günah (çürük)*AXOFFSET; z = z - AZOFFSET -ZOFFSET; L1 = sqrt (x*x + y*y) - XOFFSET; L2 = sqrt ((L1)*(L1) + (z)*(z)); a = (z)/L2; b = (L2*L2 + LOWERARMLEN*LOWERARMLEN - UPPERARMLEN*UPPERARMLEN)/(2*L2*LOWERARMLEN); c = (LOWERARMLEN*LOWERARMLEN + UPPERARMLEN*UPPERARMLEN - L2*L2)/(2*LOWERARMLEN*UPPERARMLEN); sağ = (atan2 (a, sqrt (1-a*a)) + atan2 (sqrt (1-b*b), b)); sol = atan2 (sqrt (1-c*c), c); ## çıxış hesablanmış açılar disp ('Çıxış açıları:') çürük = rad2deg (çürük) sağ = rad2deg (sağ) sol = rad2deg (sol)

Yuxarıdakı skriptlə əsasən irəli və geriyə kinematik üçün tətbiqə hazır kodunuz var.

Verilən bir motor bucağı ilə harada sona çatacağınızı hesablamaq üçün istifadə etdiyiniz İrəli Kinematik. Ters kinematik, istədiyiniz x, y, z mövqeyində hansı motor açılarına ehtiyacınız olduğunu hesablayacaq (tərsini edəcək). Motor hərəkətinə məhdudiyyətlər qoyulmalıdır, məsələn. fırlanma bazası yalnız 0 ilə 359 dərəcə arasında gedə bilər. Bu yolla mümkün olmayan vəzifələrə getməyəcəyinizi təmin edirsiniz.

Addım 4: İşi Çalışdırın

Hələ təmin edə bilməyəcəyim üçün kinematik kitabxana tətbiqetməsiylə kifayət qədər əlaqəmiz yoxdur. Amma sizə necə işlədiyini göstərən bir video göstərə bilərəm. Burada uStepper S lövhələri olan sürücülərin məqbul keyfiyyəti ilə yanaşı, rulmanların və kəmər sürücüsünün istifadəsi səbəbindən olduqca sabit və hamardır.

Addım 5: Əlavə son effektorlar

Mən əlavə olaraq 3 əlavə effekt hazırladım. Biri olduqca üfüqi bir tutucu, digəri adi bir Avropa pivəsinə və ya soda qabına uyğundur və nəhayət, bir vakuum kubokuna, nasosuna və valfına sığdırmanızı təmin edən bir vakuum tutucu sistemi var.

Hamısı burada olacaq və ya mövcud olacaq (3D STL faylları və təlimatları):