2016 ЦМИТ «Модель спектр». Сайт создан на Wix.com. Калужская область, г. Калужская, д.7. Black Vkontakte Icon Black Instagram.

1. В Модель Руки Робота Херсон
2. В Модель Руки Робота

Мне очень интересно взаимодействие компьютеров с реальным миром. То, что я выполняю для клиентов в основном заканчивается на экране компьютера или в виде проекта, и получается что, я не делаю следующий шаг в реальный физический мир.

Так что это то, что я захотел сделать, чтобы научиться чему-то новому. Я знал, что мне были необходимы еще некоторые инструменты, если я хочу сделать нечто большее. Поэтому в этом году, я сделал этот шаг и купил себе дешевые китайские металлообрабатывающие станки. На станке с ЧПУ, я мог бы сделать все, что я когда-либо хотел, Таким образом, мне в голову пришла мысль, чтобы попытаться сделать промышленный 6-осевой манипулятор. Это было бы идеальным проектом, чтобы объединить свою вновь обретенную любовь к созданию физических вещей, со старой (но не исчезнувшей) любовью к программированию. Я купил себе запас алюминия, подшипники, двигатели и т.д., и много всего для фрезерования, нарезания внутренней резьбы, сверления, завинчивания, печати, пайки и программирования.

Вот что в результате всего этого появилось: Я не документировал процесс на столько, на сколько я хотел бы это сделать, но я был достаточно умен, чтобы снять видео на каждом этапе. Так что это своего рода видео о создании (пропустите ролик до конца, для того чтобы увидеть готового робота в действии).

Дальше по подробнее и немного фотографий: Электромеханика Я недооценил величину крутящего момента, требуемого для перемещения манипулятора. Предполагаю, что это стандартная ошибка начинающих.

Мне потребовалось несколько переделок и большое количество разочарований, прежде чем я получил то что нужно. Для этого мне потребовалось улучшить дизайн и добавить больше коробок передач. Было бы хорошо иметь планетарные редукторы но, к сожалению, они стоят целое состояние. Так что мне пришлось использовать несколько относительно дешевых червячных коробок передач. Они прекрасно работают, но у них есть довольно много проблем, которые влияют на точность робота. Но по крайней мере он имеет необходимую силу для перемещения. Я использовал шаговые двигатели так как они позволяют держать определенное положение достаточно просто.

Но мне нужно было что-то, чтобы синхронизировать начальное положение между роботом и компьютером. Поэтому я использовал индуктивные датчики на каждой из осей, чтобы получить какую-то начальную позицию. Рука Я напечатал руку на 3D принтере, с намерением использовать ее в качестве прототипа, но она так прекрасно работала, что я ее оставил. Я использовал стандартный дизайн руки робота. Всего два серво-двигателя для открытия и закрытия. Я решил, что было бы хорошо, чтобы был какой-то датчик давления установленный так, чтобы рука знала о том что она что-то держит. Для этого я взял датчики давления из дешевых кухонных весов, и встроил их в руку.

Я не нашел много информации о том, как использовать такие датчики давления, которые у меня были (4 датчика, 3 провода на каждый) Мне потребовалось немного времени, чтобы выяснить как их подключить. У меня получилась такая схема: Рука имеет свой собственный Arduino, потому что я хотел, чтобы она могла обмениваться информацией с чем-то еще. Программное обеспечение Робот управляется Arduino, который управляет шаговыми двигателями и ускорением. Для руки я написал программу на C. После всего этого робот мог делать заранее запрограммированные вещи.

Но это было скучно, и поэтому я сделал простую программу, где робот искал случайно размещенные кубы и пытался построить из них башню. Робот использует камеру на руке для фотографирования пола. После этого я сделал цветные кубики и края обнаружения, чтобы робот мог их найти.

Исходники кода и файлы дизайна можно найти здесь.

Актуальность данной темы состоит в том, что в настоящее время роботы способны заменить человека в самых различных средах, будь то промышленная, военная, медицинская индустрия и т.д. Роботы могут выполнять за человека различные виды работ, полностью или частично заменить человеческий труд. Эти машины неприхотливы к условиям труда, им не нужно платить заработную плату, они могут работать без перерывов и отпусков, так же способны выполнять рутинную работу. Цель: создание механической руки, способной выполнять различные действия с предметами, а именно: перемещать по горизонтали и по вертикали. Задачи:. Ознакомиться с системами управления роботов.

Самостоятельное изготовление частей механической руки (детали механизма, электрической схемы). Найти подходящий материал и опциональные детали для создания робота. Обучится программировать на языке С.

Написать программу для пропорционального управления. Написать программу для автономного выполнения работы, без участия человека. Обучиться технологии создания схем и пайке. СОЗДАНИЕ ПЕРВОЙ МОДЕЛИ РОБОРУКИ Перед тем, как начать делать своего робота, я озадачился вопросом: а какого именно робота я хочу сделать? Я начал анализировать типы роботов: робота-андройда я не мог создать по нескольким причинам: у этого робота много подвижных деталей, сложно сделать каркас и трудно повторить внешний вид человека. Так же андроид сложен в управлении и потребляет много энергии.

Медицинский робот сложен в создании и очень чувствителен в управлении, тем более, самодельный робот вряд ли сможет кому-нибудь помочь, а может даже наоборот. Бытового робота я не стал создавать по простой причине: а что он будет делать? Смысл его создания? Для того, чтобы бытовой робот был полезен, ему нужно множество опциональных деталей, которых я не имею.

Боевого робота и робота для обеспечения безопасности я не стал создавать из-за сложности создания, безнадобности, опасности и отсутствием опциональных деталей. Идеальным вариантом стал промышленный робот: легок в управлении, легко создать каркас и подобрать опциональные детали, но промышленные роботы обычно крупногабаритные, поэтому я решил сделать уменьшенную копию промышленной роборуки. Подходящим материалом для создания роборуки был обычный металлический конструктор, который лежал в шкафу многие годы. Плюсы конструктора: легкость, возможность построить практически любую фигуру и деталь. Минусы: конструктор легко гнётся. В качестве приводов я использовал сервоприводы, которые заказал по интернету.

Сложнее всего было придумать, как же все-таки будет управлятся робот. Я решил пойти по сложному пути и заказал электронную плату arduino uno, которая программируется на языке С. Встал новый вопрос: а как программировать на языке C? Так как плата Ардуино к моменту создания первой модели не успела прийти по почте, я стал искать альтенативные способы управления.

Выбор пал на самолетное радиоуправление. Друг, который увлекается авиамоделизмом, одолжил мне приемник и передатчик от своего самолета, и я подсоединил все сервоприводы к приемнику и запитал его своим автомодельным аккомулятором. Для закрепленя винтов и гаек, установки сервоприводов использовался набор отверток. Сначала необходимо было сделать основание. Оно должно было быть устойчивым: Следом, я закончил сборку подвижного основания, с помощью которого рука сможет вращаться вокруг своей оси: Затем, я начал делать большое плечо. Потом, настала очередь среднее плечо.

Конечный вид большого и среднего плеч: Затем, я собрал кисть робота и объединил с большим и средними плечами: После этого я установил сервоприводы: Однако возникла новая проблема: так как я обеспечил питание от автомодельного аккумулятора, который был более мощным, чем нужно сервоприводам, из-за этого регулятор, рассчитанный на небольшое количество маленьких сервоприводов, не справлялся и сильно грелся, а сервоприводы работали некорректно. Тогда было принято решение избавиться от одного плеча. После этого я занялся сборкой финальной части – захвата. Сервоприводы способны поднять строго ограниченный вес, которые они способны поднять, поэтому необходимо было установить сервоприводы в строго определенных местах. После объединения всех деталей, за исключением большого плеча, и установки сервоприводов, модель приобрела законченный вид: В качестве управления использовался авиамодельный пульт управления, который я позаимствовал на время у друга. В качестве источника питания выступал автомодельный аккумулятор Turnigy nano-tech.

В Модель Руки Робота Херсон

Так же в данной модели аккумулятор служил противовесом. Но сервоприводы способны поднять строго ограниченный вес, которые они способны поднять, поэтому необходимо было установить сервоприводы в строго определенных местах.

Выкручивая болты, необходимо внимательно следить за тем, чтобы шайба или датчик не упали в генератор. Через 10 минут подключите аккумулятор. Лада калина где датчик коленвала. Датчик расположен в очень неудобном месте, поэтому выкрутить болты крепления можно или рожковым ключом на «10» или маленькой трещеткой с короткими удлинителем и соответствующей насадкой. На 16-клапанном моторе замена датчика сопряжена с рядом трудностей.

Подключение сервоприводов к приёмнику не составило особого труда. Первая модель оказалась не совсем удачной: она была неустойчивой, управление было неудобным, и потенциал сервоприводов был значительно снижен из-за самолетного регулятора напряжения, который был рассчитан только на маленькие сервоприводы, вследствие этого рука могла поднять только небольшой вес. Рука в действии: СОЗДАНИЕ ВТОРОЙ МОДЕЛИ РОБОРУКИ. Механическая часть На создание второй модели механической руки времени было предоставлено крайне мало: чуть больше месяца. Однако роборука была готова в срок.

Сначала я приступил к созданию эскиза: В качестве основания я решил использовать основу от игрушечного крана, так как оно обладало высокой устойчивостью. Детали было решено изготовить П-оразной формы. Такого типа детали имели ряд преимуществ: они имели большой запас прочности, на такие детали легко крепить сервоприводы, при сцеплении можно сделать дополнительную ось вращения, что снизит нагрузку на сервопривод и сделает конструкцию более надежной. Самым сложным этапом при создании роборуки было разработка и изготовление захвата руки. Самым оптимальным вариантом оказалось использование шестеренок в механизме захвата. Материалом для создания послужила листовая сталь 0.8мм, так как этот материал был легким и легко поддавался обработке. «Клешни» решено было сделать из дюралюминия, так как листовая сталь была слишком тонкой.

Но прежде, чем приступить к работе с металлом, необходимо было сделать точную копию деталей механической руки из картона. На картонных деталях соблюдались все размеры в натуральную величину, были размечены места отверстий для оси вращения в местах сцепления, и отверстия для крепления сервоприводов. Это позволило сделать детали максимально точно и уменьшило шанс совершения ошибок. Для разрезания металла использовались ножницы по металлу, а для изготовления отверствий использовался сверлильный станок.

Для изгиба деталей была применена киянка и тиски, так как железный молоток имеет меньшую площадь контакта и продавливает детали, дела вмятины и сколы. «Клешни» вырезались с помощью ножовки по металлу и обрабатывались напильником.

В них были сделаны отверстия разного диаметра, что облегчило их и сделало более красивыми. Затем необходимо было сделать механизм захвата. Он представлял собой две шестеренки, надетые на неподвижные оси, на которые крепились «клешни», к одной шестеренке подводилась еще одна, которая связывалась с сервоприводом.

Чтобы соединить шестеренки с «клешнями» было использовано свойство металлов: расширяться при нагревании. Нагревание «клешней» осуществлялось строительным феном.

После нагрева, на шестеренки, с помощью молотка, были насажены «клешни», а после охлаждения, конструкция стала монолитной. Когда все детали были готовы, их необходимо было отшлифовать, убрать с помощью надфиля заусеницы и обработать ацетоном, чтобы избавиться от жира.

Наконец, наступила очередь окраски. После окраски детали приняли законченный вид. Затем, из основания бывшего игрушечного крана был удален механизм вращения и установлен новый, который присоединялся к сервоприводу. Так как сервопривод был длиннее, чем доступное место в основании, то в нижней крышке, с помощью сверлильного станка и ножовки, было вырезано место под сервопривод. Настало время сборки второй модели механической руки.

На специальные места были установлены сервоприводы и закреплены с помощью винтов, шайб и гаек. «Плечо», «локоть» и «кисть» крепились к сервоприводам с помощью саморезов, а осями вращения стали винты. Провода сервоприводов и сами сервоприводы крепились к плечам руки с помощью пластиковых хамутиков.

Законченный вид руки:. Программная часть Было решено управлять роборукой с помощью платы Arduino Uno.

Программирование осуществлялось на достаточно сложном языке С. Сама программа писалась на компьютере в специальной программе, которую надо было скачать с официального сайта Arduino. Там же находилось драйвера для связи платы Arduino Uno с компьютером. После изучения принципа программирования и основных команд, я написал первую программу: мигание светодиода. Специальной схемы для этого составлять не надо было, так как на плате уже установлен один светодиод.

В Модель Руки Робота

Сам код выглядел следующим образом: Таким образом, светодиод загорается на 5 секунд, а затем гаснет на 5 секунд, и эти действия продолжаются, пока есть питание. Итак, я убедился, в том, что правильно написал программу и теперь могу приступить к работе с сервоприводами. Для них в программе установлена специальная библиотека для связи сервоприводов с платой. Так же там есть другие библиотеки: чтение и запись в последовательный порт, для работы с шаговыми электродвигателями, для подключения к интернету и много других, но они нам не понадобятся. Готовая программа выглядела следующим образом: Выполняя эту программу, сервопривод поворачивается на 20 градусов каждую секунду, пока не сделает оборот в 180 градусов, затем возвращается в исходное положение.

Но прежде, чем приступить к написанию программы для пропорционального управления, нужно было написать программу для мониторинга сопротивления от резистора, которым будет управляться сервопривод. С помощью этого кода можно узнать максимальное и минимальное значение резистора, которые будут применены в конечной программе. В итоге, изменяя сопротивление резистора, я узнал, что его максимальное значение это 537, а минимальное 0.

Наконец, я приступил к созданию электронной схемы. Сначала я сделал основание 18х8см и крепление переменных резисторов на 10Ком из стеклотекстолита. Затем на основу я установил плату Arduino Uno, схему стабилизатора напряжения, монтажную плату для выхода на сервоприводы, монтажную плату входного делителя напряжения и кронштейны с установленными переменными резисторами. Конечный вид схемы: В качестве питания сервоприводов использовался блок питания на 9V, но во дальнейшем было принято решение использовать аккумулятор на 7.4V. После этого я написал программу для пропорционального управления механической руки. В итоге, изменяя сопротивление на резисторе, мы изменяем угол поворота сервопривода, и механическая рука совершает действия, которые ей зададут. Следом, я приступил к написанию кода, при котором роборука будет совершать одни и те же действия бесконечно долго, пока к ней подведено напряжение.

В дальнейшем, 3 резисторы будут заменены на тензодатчики- датчики изгиба, и механическая рука будет управляться с помощью перчатки, повторяя движения моей биологической руки. Моя рука стала победителем среди проектов по физике на конференции 'Шаг в будущее'!!!

Уважаемый Николай! В данной статье я рассказывал пошаговое создание роборуки и счел нужным указать о моей первой написанной программе. Если вы программист с многолетним стажем, то для вас, разумеется, такая программа покажется простой, но есть люди, которые совсем не связаны с программированием и компьютерами, и для них как раз и подробно рассказывается о мною написанных программах. Предъявлять, отчитываться, объясняться перед вами я, как и любой нормальный человек не собираюсь. Если у вас есть божественные навыки написания программ на самых сложных языках, то пишите статьи на здоровье, я вас не ограничиваю! И относитесь с уважением к чужому труду, сначала сами попробуйте-потом говорите.