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如何使用触觉反馈构建机器人手:9个步骤(带图片)

Video 154 Norsk uttale: Æ - Ø - Å

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Anonim

对于今年的科学博览会,我觉得要建立一些东西,而不是做一个实验。我需要做的只是环顾Instructables以获得项目构想。我受到njkl44机器人手的启发,因为它让我想起科幻电影中的大量内容。我的目标是从机器人手中创建一个触觉反馈系统。该系统为控制手的人提供了一种“感觉”机器人手感觉的方式。我认为这是一个很好的项目,因为它给了我一些科学公平的事情,它为我提供了一个不断发展的平台。换句话说,我不会停止工作。我会一直尝试回到它,所以我可以做各种改进或不时重新设计它。
njkl44的机器人手:
http://www.instructables.com/id/Arduino-Wireless-Animatronic-Hand/

供应:

第1步:材料和工具

材料:
每指:
A2-70螺栓-3具有斜面头部,4个具有常规头部用于每个手指
用于螺栓的尼龙插入式锁紧螺母
4-40 x 1/2“机用螺丝和配套螺母
2-56螺纹滚珠链接(用于将手指连接到伺服)
Jumbo回形针(用于连接球链)
(x28)#4S垫圈
电子产品:
Arduino Mega
(x4)FSR
(x4)4.5“柔性电阻器
(x4)迷你振动电机
(x10)PCB螺钉端子
(x4)22k电阻器
(x4)10k电阻器
双绞线中的24AWG电线(这对电线更容易管理电线)
(x4)爱好舵机
杂项。面包板设备
6V电源(我使用的是4xAA电池座)
其他:
5毫米亚克力
管道胶带
Golve
热缩管
线
工具:
激光切割机
的Dremel
钻床
热胶枪
烙铁
护目镜

第2步:设计

每个手指使用两组四连杆。我将向您展示如何使用下方手指的两张照片。
对于这些零件,我能够在我当地的黑客空间HeatSync Labs用激光切割丙烯酸树脂。丙烯酸是一种用于较小载荷和基本测试的优质材料,但如果手指上有任何主要应变,则存在卡住零件的风险。而不是丙烯酸,最好是用金属制成的部件用于更大的负载。
.dxf文件没有缩放。对于手指,孔应为2.8毫米。对于手掌,矩形为20x40mm。我使用的是Hitec HS-322高清伺服系统,它们非常适合。您将不得不取下伺服外壳并将其重新放在手中,因为有一个小唇缘,导线会从中出来。

第3步:将手指放在一起

最初,手指使用4-40个螺栓用于所有孔,但由于公制螺栓更合适,我将所有螺栓换掉。
我需要对零件上的内孔进行斜切,以使斜面螺栓与丙烯酸树脂表面齐平。为此,我使用了钻头,钻头的尺寸与斜头相同。我还将螺栓向下切了一下,以防止它们夹在手指之间。
仔细切割螺栓。如果没有安全眼镜和手套,这可能会造成麻烦。还要记得在切割螺栓之前先戴上普通螺母,然后将其取下。当你打开锁紧螺母时,这将防止螺纹变形。
把手指放在一起:
先将斜面螺栓放在上面。
然后其他螺栓按任意顺序排列。
每个螺栓也有自己的垫圈和锁紧螺母

第4步:组装机器人手

用于固定手指,粗糙化将粘合的丙烯酸树脂。这为热胶提供了可以抓住的东西。此外,将手指定位在类似于人手的角度。调整它们,使螺栓不会干扰手指,
对于每个FSR,焊接双绞线。我为每个FSR使用了大约2英尺的电线。将FSR包裹在胶带中,如下图所示。这将允许他们被绑在机器人手上。确保有一些胶带压住一小部分电线。如果不这样做,FSR可能会在焊接接头上方过度弯曲并断裂。
对于伺服系统,您需要拆开外壳并将其重新放在手上。由于导线出现的唇缘,它们无法滑入。在伺服盒和丙烯酸树脂之间加一点热胶。这将使他们保持原状。
将巨型回形针切割成合适的尺寸并将它们焊接在球形链节上。关于球链接的好处是它们可以通过稍微拧一点或多一点来调整链接。
单个4-40螺栓位于手指第一段的顶部并连接到球形连杆。

第5步:组装你的手

将所有部件缝在旧手套上。确保它与机器人手相匹配(左机器人手的左手套和右机器人手的右手套)。它的一侧可以通过交换一些电线来改变。
将绞合线焊接到电机和柔性电阻器上。再次,我使用了大约2英尺的电线,但你使用了多少取决于你想要获得的Arduino有多远。
在我原来的手中,我使用以太网电缆中的双绞线。颜色编码使电线管理更简单,但电线有点僵硬。刚度不影响手的功能,但它确实使手套感觉有点奇怪。这可以通过使用绞合线而不是实心芯线来固定。

第6步:电子产品

每个传感器都使用分压器。 FSR获得10k电阻,柔性电阻获得22k电阻。分压器与传感器的电阻变化一起工作。当可变电阻器的电阻较高时,可变电阻器两端的电压降较大。分压器提供+ 5V,5V的压降在两个电阻之间分配。 Arduino测量电阻之间的电压,并根据电压读数(0为0V,1023为5V)返回0到1023之间的值。

第7步:编程手

我附上了我的第一个版本的代码。那时,我使用了两个常规的Arduinos,因为我需要8个Analog In引脚。它还隔离了正在进行的两个过程:定位手指并测量压力。对于我的第二个版本(此版本),我使用了Arduino Mega,因此我可以将所有输入放在一块板上。至于代码,我几乎将伺服定位复制并粘贴到压力读取环路中并更改了引脚标签。
**重要**
对于伺服定位,仍然需要做一些限制旋转的工作。如果它们旋转得太远,有些东西可能会破裂。这就是我打破手指的方式。
正如我在介绍中所说,我将一直回到这个项目,试图一点一点地改进它。由于这是我的第一个Arduino程序之一,因此代码中很可能存在一些效率低下的问题。随意发布潜在的修改。

第8步:把一切都搞定了

这是更具挑战性的部分之一。务必检查并仔细检查所有连接。
每个传感器都有自己的终端。一根电线插入一个插槽,另一根电线插入另一个插槽。由于传感器是电阻器,因此它们进入的方向并不重要。
在终端上从左到右:
(每个电阻器都有自己的端子)
柔性电阻(手套) - 食指
中指
无名指
小指
(四条线中的每条线都在自己的插槽中)
电机接地 - 顺序无关紧要;只记得正极导线直接挂入Arduino
FSR(机器人手) - 食指
中指
无名指
小指
舵机连接在面包板的另一侧。
伺服销:
红色正电源
黑地
白色/黄色信号(伺服连接到Arduino上的数字输出引脚)
所有跳线都从电路板走到Arduino上的相应引脚。 (flex sensor 1 to Analog In 0,flex sensor 2 to Analog In 2等)

第9步:享受!

享受这个项目的乐趣,随时提出任何问题!
-zach

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