🛴 🛀🏻 👕 Braço robótico de mesa de bricolage em plexiglas em servos de bricolage ou engenharia reversa 👉🏼 👨🏿‍🔬 ◽️

Olá Giktayms!

Quero compartilhar com você os resultados da engenharia reversa uArm - um simples manipulador de mesa de plexiglás em servos.

O projeto uArm da uFactory levantou fundos no kickstarter há mais de dois anos. Desde o início, eles disseram que seria um projeto aberto, mas logo após o final da empresa, eles não tiveram pressa em fazer o upload do código-fonte. Eu só queria cortar Plexiglas de acordo com os desenhos deles, e isso é tudo, mas como não havia códigos-fonte e não estava previsto no futuro próximo, comecei a repetir o desenho das fotografias.

Agora, minha mão robo fica assim:

trabalhando devagar por dois anos, consegui fazer quatro versões e adquiri muita experiência. Descrição, histórico do projeto e todos os arquivos do projeto que você pode encontrar sob o corte.

Tentativa e erro

Começando a trabalhar nos desenhos, eu queria não apenas repetir o uArm, mas melhorá-lo. Pareceu-me que, nas minhas condições, é completamente possível ficar sem rolamentos. Também não gostei do fato de os eletrônicos girarem com todo o manipulador e queria simplificar o design da parte inferior da dobradiça. Além disso, comecei a desenhar um pouco menos imediatamente.

Com esses parâmetros de entrada, desenhei a primeira versão. Infelizmente, eu não tinha fotos dessa versão do manipulador (que foi feita em amarelo). Os erros foram simplesmente épicos. Em primeiro lugar, era quase impossível montar. Como regra geral, a mecânica que eu desenhei antes do manipulador era bastante simples, e eu não precisava pensar no processo de montagem. Mas ainda assim, eu o coletei e tentei executá-lo, e minha mão mal se mexeu! Todas as peças giravam em torno dos parafusos e, se eu as apertasse para que houvesse menos folgas, ela não poderia se mover. Se enfraquecido para que ela pudesse se mover, reações incríveis apareceram. Como resultado, o conceito não viveu nem três dias. E ele começou a trabalhar na segunda versão do manipulador.

Red já estava bastante apto para o trabalho. Ele normalmente montava e podia se mover com lubrificação. Nele, pude testar o software, mas a falta de rolamentos e grandes perdas em diferentes hastes o tornaram muito fraco.

Então desisti do trabalho por um tempo, mas logo decidi trazê-lo à mente. Decidi usar servos mais poderosos e populares, aumentar o tamanho e adicionar rolamentos. Além disso, decidi que não tentaria fazer tudo perfeitamente imediatamente. Esbocei as plantas sem desenhar lindos companheiros e ordenei o corte em plexiglass transparente. No manipulador resultante, pude depurar o processo de montagem, identifiquei locais que precisavam de reforço adicional e aprendi a usar rolamentos.

Depois que joguei o suficiente com um manipulador transparente, sentei-me nos desenhos da versão final em branco. Portanto, agora toda a mecânica está completamente depurada, combina comigo e está pronta para declarar que não quero mudar mais nada neste design:

Fico deprimido por não poder trazer nada de fundamentalmente novo ao projeto uArm. Quando comecei a desenhar a versão final, eles já haviam lançado modelos 3D no GrabCad. Como resultado, simplifiquei um pouco a garra, preparei os arquivos em um formato conveniente e apliquei componentes muito simples e padrão.

Recursos do manipulador

Antes do advento do uArm, os manipuladores de desktop dessa classe pareciam bastante monótonos. Eles não tinham eletrônicos, ou tinham qualquer controle com resistores, ou tinham seu próprio software proprietário. Em segundo lugar, eles geralmente não tinham um sistema de juntas paralelas e a empunhadura mudou de posição durante a operação. Se você coletar todas as vantagens do meu manipulador, terá uma lista bastante longa:

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90
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Arduino-. Arduino, , . C — Atmel!

Para montagem, é necessário cortar peças de plexiglas com 5 mm de espessura:

... e 3 mm:

levei cerca de US $ 10 para cortar todas essas peças.

A base é montada em um rolamento grande:

era especialmente difícil pensar sobre a base em termos do processo de montagem, mas eu espiei os engenheiros da uArm. Cadeiras de balanço sentam-se em um pino com um diâmetro de 6mm. Note-se que a tração do meu cotovelo é realizada no suporte em forma de U e uFactory no suporte em forma de L. É difícil explicar qual é a diferença, mas acho que fiz melhor.

A captura é coletada separadamente. Ele pode girar em torno de seu eixo. A própria garra fica diretamente no eixo do motor:

No final do artigo, darei um link para instruções de montagem super detalhadas em fotografias. Em algumas horas, você pode torcer tudo com confiança, se tudo que você precisa estiver disponível. Também preparei um modelo 3D no programa gratuito SketchUp. Pode ser baixado, torcido e ver o que e como montado.

Eletrônicos

Para fazer sua mão funcionar, basta conectar cinco servos ao Arduino e fornecer energia a partir de uma boa fonte. O UArm usou alguns mecanismos de feedback. Eu instalei três motores MG995 convencionais e dois pequenos motores de engrenagem de metal para controle de garras.

Aqui, minha história está intimamente entrelaçada com projetos anteriores. Há algum tempo, comecei a ensinar programação para Arduino e, para esses fins, até preparei minha placa compatível com Arduino . Por outro lado, um dia tive a oportunidade de fazer painéis baratos (que também escrevi sobre) Como resultado, tudo isso acabou usando minha própria placa compatível com Arduino e um escudo especializado para controlar o manipulador.

Este escudo é realmente muito simples. Possui quatro resistores variáveis, dois botões, cinco conectores para o servoconversor e um conector de alimentação. Isso é muito conveniente em termos de depuração. Você pode carregar um esboço de teste e gravar algum tipo de macro para controlar ou algo assim. Também darei um link para baixar o arquivo da placa no final do artigo, mas ele está preparado para a fabricação com metalização de furos, portanto não é adequado para produção doméstica.

Programação

O mais interessante é o controle do manipulador do computador. O UArm possui um aplicativo conveniente para controlar o manipulador e um protocolo para trabalhar com ele. O computador envia 11 bytes para a porta COM. O primeiro deles é sempre 0xFF, o segundo é 0xAA e alguns dos restantes são sinais de servos. Além disso, esses dados são normalizados e fornecidos aos mecanismos para teste. Meus servos estão conectados às entradas / saídas digitais 9-12, mas isso pode ser facilmente alterado.

O programa do terminal do uArm permite alterar cinco parâmetros ao controlar o mouse. Quando o mouse se move na superfície, a posição do manipulador no plano XY muda. Rotação da roda - mudança de altura. LMB / RMB - aperte / solte uma garra. Roda RMB + - captura de rotação. Na verdade, é muito conveniente. Se desejar, você pode escrever qualquer software de terminal que se comunique com o manipulador usando o mesmo protocolo.

Não vou trazer esboços aqui - você pode baixá-los no final do artigo.

Vídeo de trabalho

E, finalmente, o vídeo do próprio manipulador. Mostra o controle de um mouse, resistores e um programa pré-gravado.

Referências

Arquivos para cortar plexiglás, modelos 3D, uma lista de compras, desenhos de placas e software podem ser baixados no final do meu artigo principal .
Instruções detalhadas de montagem nas fotos (com cuidado, trânsito).