Arduinoを使用してワイヤレスロボットアームを作成する方法

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このロボットアーム回路は、ロボットクレーンのように実装でき、6つのサーボモーターを使用して動作し、 マイクロコントローラーリモコン 、Arduinoベースの2.4GHz通信リンクを使用します。

主な特徴

ロボットアームのように洗練されたものを構築する場合、それは現代的に見える必要があり、単なるおもちゃのような機能ではなく、多くの高度な機能を備えている必要があります。



提案された本格的な設計は比較的簡単に構築できますが、ワイヤレスまたはリモート制御のコマンドで正確に制御できる高度な操作機能がいくつかあります。モーターが適切にアップグレードされていれば、この設計は産業用にも互換性があります。

ロボットアームのようなこの機械式クレーンの主な機能は次のとおりです。



  • 180度の垂直軸上で連続的に調整可能な「アーム」。
  • 180度の垂直軸上で連続的に調整可能な「エルボー」。
  • 継続的に調整可能な「フィンガーピンチ」または90度の垂直軸上のグリップ。
  • 180度の水平面上で連続的に調整可能な「アーム」。
  • ロボットシステム全体またはクレーンアームは、次のように移動および操作可能です。 ラジコンカー

ラフワーキングシミュレーション

上で説明した機能のいくつかは、次のGIFシミュレーションを使用して表示および理解できます。

ロボットアーム動作シミュレーション

モーター機構の位置

次の図は、プロジェクトを実装するためにインストールする必要のあるさまざまなモーター位置と関連するギアメカニズムに関する明確な図を示しています。

この設計では、素人でも関連するモーター/ギアのメカニズムについて理解できるように、物事をできるだけシンプルに保つようにしています。複雑なメカニズムの背後には何も隠されていません。

各モーターの動作または機能は、次の点の助けを借りて理解することができます。

  1. モーター#1は、ロボットの「指のつまみ」またはグリップシステムを制御します。可動要素は、動きのためにモーターのシャフトに直接ヒンジで固定されています。
  2. モーター#2は、システムのエルボーメカニズムを制御します。それは、持ち上げ動作を実装するための単純なエッジからegdeギアシステムで構成されています。
  3. モーター#3は、ロボットアームシステム全体を垂直に持ち上げる役割を果たします。したがって、このモーターは、上記の2つよりも強力である必要があります。このモーターは、必要なアクションを実行するためのギアメカニズムを使用して統合されています。
  4. モーター#4は、クレーンのメカニズム全体を360度の水平面全体で制御するため、アームは、クレーン全体内の任意のオブジェクトを選択または持ち上げることができます。 時計回りまたは反時計回り 半径範囲。
  5. モーター#5と6は、システム全体を運ぶプラットフォームのホイールのように機能します。これらのモーターは、システムをある場所から別の場所に簡単に移動することで制御できます。また、左右のモーターの速度を調整するだけで、システムの東/西、南北の移動が容易になります。これは、たとえば右側の回転を開始するために、2つのモーターの一方を減らすか停止することによって簡単に実行されます。右側のモーターは、回転が完全に実行されるか、目的の角度になるまで停止または停止できます。同様に、左折を開始するには、左モーターでも同じことを行います。

後輪にはモーターが関連付けられておらず、中心軸を中心に自由に動き、前輪の操作に追従するようにヒンジで固定されています。

ワイヤレスレシーバー回路

システム全体がリモコンで動作するように設計されているため、ワイヤレスレシーバーは上記のモーターで構成する必要があります。そして、これは次のArduinoベースの回路を使用して行うことができます。

ご覧のとおり、Arduino出力には6つのサーボモーターが取り付けられており、それぞれが取り付けられたセンサーNRF24L01によってキャプチャされたリモート制御信号によって制御されます。

信号はこのセンサーによって処理され、Arduinoに送られます。Arduinoは、目的の速度制御操作のために関連するモーターに処理を提供します。

信号は、ポテンショメータを備えた送信機回路から送信されます。これらのポテンショメータの調整装置は、上記で説明した受信回路に接続された対応するモーターの速度レベルを制御します。

次に、送信機回路がどのように見えるかを見てみましょう。

送信機モジュール

送信機の設計は、Arduinoボードと別の2.4GHz通信リンクデバイスに接続された6つのポテンショメータを備えていることがわかります。

各ポットは次のようにプログラムされています 対応するモーターの制御 受信回路に関連付けられています。したがって、ユーザーが送信機の選択されたポテンショメータのシャフトを回転させると、ロボットアームの対応するモーターが動き始め、システム上の特定の位置に応じてアクションを実行します。

モーターの過負荷の制御

システムには、それぞれのメカニズムの動きが終了点に達したときにモーターが過負荷になるのを防ぐための制限装置がないため、モーターが可動範囲全体の動きをどのように制限するのか疑問に思われるかもしれません。

つまり、たとえば、「グリップ」がオブジェクトをしっかりと保持した後でもモーターが停止しない場合はどうなりますか?

これに対する最も簡単な解決策は、個人を追加することです 現在の制御モジュール このような状況でモーターがオンのままになり、燃焼や過負荷が発生することなくロックされるように、各モーターを使用します。

アクティブな電流制御により、モーターは過負荷または過電流状態にならず、指定された安全範囲内で動作し続けます。

完全なプログラムコードが見つかります 記事上で




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