Per a la fira científica d’aquest any, em vaig agradar construir alguna cosa en lloc de fer un experiment. Tot el que necessitava era mirar al voltant de Instructables per a una idea del projecte. Em vaig inspirar en la mà robòtica de Njkl44, ja que em recorda tant a les coses de les pel·lícules de ciència ficció. El meu objectiu era crear un sistema de retroalimentació tàctil d’una mà robòtica com aquesta. El sistema proporciona una manera per a la persona que controla la mà de "sentir" el que sent la mà robòtica. Vaig pensar que es tractava d’un projecte excel·lent, ja que em va donar alguna cosa per fer per la fira científica i em va proporcionar una plataforma per al desenvolupament constant. En altres paraules, no deixaré de treballar-hi. Sempre intentaré tornar-hi, de manera que puc fer diverses millores o redissenyar-les de tant en tant.
mà robòtica de njkl44:
http://www.instructables.com/id/Arduino-Wireless-Animatronic-Hand/
Subministraments:
Pas 1: Materials i eines
Materials:
Per dits:
A2-70 cargols-3 amb un cap bisellat i 4 amb un capçal normal per a cada dit
Preses de niló per a cargols
440 x 1/2 "cargol de la màquina i la femella de joc
2-56 enllaç de bola roscada (per connectar el dit al servo)
Jugar Jumbo (utilitzat per connectar els enllaços de pilota)
(x28) Rentadores # 4S
Electrònica:
Arduino Mega
(x4) FSR
(x4) Resistència flexible de 4,5 "
(x4) Mini motors de vibració
(x10) Terminals de cargol PCB
(x4) Resistències de 22k
(x4) Resistències de 10 k
Filferro de 24 AWG en un parell trenat (els parells faciliten la gestió dels cables)
(x4) Servicis Hobby
Diversos equips de distribució
Font d’alimentació de 6V (vaig utilitzar un suport de bateria 4xA)
Altres:
Acrílic de 5 mm
Cinta adhesiva
Golve
Tubs termocontractibles
Fil
Eines:
Tallador de làser
Dremel
Premsa de trepant
Gun Glue Gun
Soldador
Ulleres de seguretat
Agulla
Pas 2: El disseny
Cada un dels dits utilitza dos conjunts de connexió de quatre barres. Us mostraré com funciona això amb les dues imatges del dit sota.
Per a les peces, vaig poder obtenir que es tallessin làser d’acrílic al meu espai informàtic local, HeatSync Labs. L’acrílic és un material excel·lent per a càrregues més reduïdes i proves bàsiques, però si hi ha alguna mena de pressió sobre el dit, correu el risc d’encendre les parts. En lloc d’acrílic, seria millor que les peces estiguessin fetes de metall per a càrregues més grans.
No hi ha cap escala en els fitxers .dxf. Per als dits, els forats han de ser de 2,8 mm. Per al palmell, els rectangles són de 20x40 mm. He utilitzat els servos HD Hitec HS-322 i encaixen perfectament. Haureu de retirar el cas del servomotor i tornar-lo a col·locar a la mà, ja que hi ha un petit llavi on surten els cables.
Pas 3: poseu els dits junts
Originalment, els dits usaven 440 perns per a tots els forats, però com que els perns de mètrica s'ajusten millor, he canviat tots els perns.
Necessitava bisellar els forats interiors de les peces perquè els perns bisellats s'asseguessin a la superfície de l'acrílic. Per fer-ho, vaig fer servir una premsa de trepant amb una broca de la mateixa mida que els caps bisellats. També vaig tallar una mica els perns per evitar que es poguessin agafar entre els dits.
CORTI ELS VOLANTS ATENTAMENT. Això pot causar problemes si es fan sense ulleres de seguretat i guants. Recordeu, a més, posar les femelles regulars abans de tallar els cargols i treure-les després. Això evitarà que el roscat es deformi quan posis les claus.
Per posar el dit junts:
Poseu els cargols bisellats primer.
A continuació, els altres cargols en qualsevol ordre.
Cada pern també té la seva pròpia rentadora i la seva noua
Pas 4: Muntar la mà robòtica
Per enganxar els dits, acrílicar l’acrílic que s’encolat. Això proporciona al pegat calent alguna cosa que pot agafar. A més, poseu els dits en angles similars a la mà humana. Ajusteu-los perquè els perns no interfereixin entre els dits,
Per a cada FSR, connecteu els cables retorçats. Vaig utilitzar uns 2 peus de cable per a cada FSR. Ajusteu el FSR en cinta adhesiva, com a la imatge següent. Això els permetrà gravar-los a la mà robòtica. Assegureu-vos que hi hagi una cinta que estableix una petita part dels cables. Si no es fa això, el FSR pot doblar-se massa per sobre de la junta de soldadura i trencar-se.
Per als servos, heu de desmuntar la caixa i tornar-la a col·locar a la mà. No poden lliscar a causa del llavi on surten els cables. Introduïu una mica de cola calenta entre el estoig i el acrílic. Això els mantindrà al seu lloc.
Talla els clips jumbo a la mida adequada i soldeu-los amb els enllaços de la bola. El bo dels enllaços de pilota és que es poden ajustar després enganxant els enllaços a una mica més o una mica menys.
El pern de 4-40 se situa a la part superior del primer segment del dit i es fixa a l'enllaç de la bola.
Pas 5: Muntar la mà
Cosa totes les peces en un guant antic. Assegureu-vos que coincideixi amb la mà robòtica (guant esquerre de la mà robòtica esquerra i guant dret per a la mà robòtica adequada). El costat que es pot canviar canviant alguns cables.
Soldar el cable trenat als motors i a les resistències flexibles. Una vegada més, he fet servir aproximadament 2 peus de filferro, però la quantitat que utilitzeu depèn de la distància de l'Arduino que vulgueu obtenir.
A la meva mà original, utilitzava els parells trenats d'un cable Ethernet. La codificació de color va fer que la gestió de cables fos més senzilla, però els cables estaven una mica rígids. La rigidesa no afecta la funcionalitat de la mà, però fa que el guant se senti una mica estrany de portar. Això es pot arreglar utilitzant filferro encallat en lloc de filferro de nucli sòlid.
Pas 6: L'electrònica
Cada un dels sensors utilitza un divisor de tensió. Els FSR obtenen una resistència de 10 k, i les resistències flexibles obtenen una resistència de 22 k. El divisor de tensió funciona amb la resistència canviant dels sensors. Quan la resistència és més alta per a la resistència variable, hi ha una caiguda de tensió més gran a través de la resistència variable. Els divisors de tensió es subministren amb +5 V i aquesta caiguda de 5V es divideix entre les dues resistències. L'Arduino mesura la tensió entre les resistències i retorna el valor entre 0 i 1023 en funció de la lectura de la tensió (0 essent 0V i 1023 de 5V).
Pas 7: Programeu la mà
He adjuntat el codi de la meva primera versió. En aquell moment, vaig utilitzar dos Arduinos regulars des que necessitava 8 agulles d’analògic. També va aïllar els dos processos en curs: posicionar els dits i mesurar les pressions. Per a la meva segona versió (aquesta versió) vaig utilitzar una mega Arduino, per la qual cosa podia adaptar-me a totes les entrades d’una placa. Pel que fa al codi, vaig copiar i enganxar el posicionament de servidors en el bucle de lectura de pressió i vaig canviar les etiquetes del pin.
** Important **
Per al posicionament dels servidors, encara cal treballar per limitar la rotació. Si giren massa lluny, alguna cosa es pot trencar. Així és com vaig trencar el dit.
Com deia a la introducció, sempre tornaré a aquest projecte per intentar millorar-lo a poc a poc. Com que aquest és un dels meus primers programes Arduino, probablement hi ha algunes ineficiències en el codi. No dubteu a publicar possibles modificacions.
Pas 8: Agafeu-ho tot
Aquesta és una de les parts més difícils. Assegureu-vos de comprovar i comprovar totes les connexions.
Cada sensor rep el seu propi terminal. Un cable es troba en una ranura i l'altre fil a l'altra ranura. Atès que els sensors són resistències, la direcció en què entren no importa.
Anant d’esquerra a dreta als terminals:
(cada resistència amb el seu propi terminal)
Resistències flexibles (guant): dit índex
dit del cor
dit anular
rosat
(cadascun dels quatre cables entra a la seva ranura)
Motors: la comanda no importa; Recordeu que els cables positius es connecten directament a l'Arduino
FSR (mà robòtica) - dit índex
dit del cor
dit anular
rosat
Els servos es connecten a l’altre costat de la placa.
Servo pins:
Font d’energia vermella positiva
Terra negra
Senyal de blanc / groc (el pin de sortida digital al qual el servo està connectat a l'Arduino)
Tots els cables de saltadors van del tauler als pins adequats de l'Arduino. (sensor de flexió 1 a analògic 0, sensor de flexió 2 a analògic 2, etc.)
Pas 9: Gaudeix!
Divertiu-vos amb aquest projecte i no dubteu a fer-vos preguntes.
-zach
Finalista a la
Desafiament de robots
