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教你组装一个机械臂其实不难

2021-08-03 来源:遂宁机械信息网

《中国制造2025》提出,坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针,通过“三步走”实现制造强国的战略目标。国家的政策对我国制造业转型升级和发展作了整体部署,制造业是其中的核心。制造业的核心很大程度上就是机械人和智能制造。智能装备和产品是智能制造的实现端,工业机器人是智能装备的重要基础,如何为各行各业制造出合适的智能法宝是很多工程师每天在忙的任务。“潜力释放”可以激发工程师更多创意,为智能制造设计、研发出更多智能制造设备。因此,释放潜力对硬件工程师来说是即使再忙也不能舍弃的事情,潜力释放不仅要通过广泛阅读还要同动手实践相结合。比如,一起组装Braccio - TinkerKit机械臂,并测试和驱动由Arduino控制的TinkerKit机械臂套件测试和驱动。Design Spark网站的电子工程师是这样实现的。Braccio是意大利文,意思是手臂。Braccio是一套要自己动手组装和使用Arduino和扩展板控制的机械臂套件。机械臂包含一共6个伺服马达:M1 - 基座M2 - 肩M3 - 肘M4 - 垂腕M5 - 旋转手腕M6 – 抓取器Braccio可以有几种组装方式,这取决于所需的应用方法,也可以在机械臂的端部换成各种物件。例如,你可以使用Braccio:a.用你的相机跟随物件b.安装你的电话或平板电脑,让它在视讯会议中跟着你c.安装太阳能电池板来跟随太阳如何组装Braccio总体来说,Braccio的装配是相当简单的,虽然有点棘手的地方,而且在某一些阶段中可能需要有多一只手帮忙!在组装指引中的第九个步骤,有一幅图像有点误导,因为臂的底部展出的方向与其他步骤是不同的。不幸的是,我没有注意到这一点,直到我已差不多完成第15个步骤。希望这会在未来的装配指南进行改善,让其他人在组装时不会有同样的问题。另外,需要注意的一点是,指南中没有提及到马达的电线可以放在手臂的中间整齐地收藏好。我决定要等到我已经完成组装才收起电线,以防止电线纠缠不清。当我完成组装机械臂后,我把它固定在套件中提供的激光切割密度板上,并开始测试。然后我注意到,当手臂未通电时,由于重力它有点难去保持直立。为了让它移动时可以防止手臂翻倒,我决定由中密度板切割一块较大底板并把机械臂安装在上面,这将有助于稳定它。当切割底板时,我也预计了Arduino及面包板的安装孔,以备未来的项目使用。我完成组装机械臂后便拍摄了组装教学影片,以提供更多的细节。这个影片可以在arduino.org或在下面找到。看看资料库M1:底座 - 90度M2:肩 - 45度M3:手肘 - 180度M4:手腕垂直 - 180度M5:手腕旋转 - 90度M6:爪 - 10度Braccio.servoMovement让你透过一个命令控制所有Braccio的伺服,包括每个伺服在每一步开始时的移动会有一毫秒的延迟,然后各个马达会移动到相对的角度。步骤延迟和每个马达的参数,可以在下面找到:步骤延迟:从10到30毫秒的值。M1:基度 - 0到180度之间的范围M2:肩度 - 15到165度之间的范围M3:手肘度 - 0到180度之间的范围M4:手腕垂直度 - 0到180度之间的范围M5:手腕旋转度 - 0到180度之间的范围M6:爪度 - 10到73度之间的范围。(数值10表示爪是打开,73的值表示爪关闭)。测试时间为了控制Braccio,我决定使用所提供的扩充板和Arduino Uno板,只是因为是随手就有。在套件中的扩充板是兼容所有UNO R3引脚排列的主板。因为我当时用的是旧版本的Arduino IDE,我需要下载更新版本。Braccio 只能支持Arduino IDE 1.7.9或更高版本,1.7.10是当前可用的。我决定我将运行一些在IDE中的实例以开始检查一切是否运作正常。首先,我运行了testBraccio90这个程式,这可以对齐6个伺服马达成直立的位置。当我供电给机械臂时,我注意到一些伺服马达不太一致。要对齐伺服马达,我不得不拆除手臂和手动移动马达上的塑料附件。不幸的是,我没有这个运气去把它们对齐至它们原本那么直。在理想情况下,组装机械臂前你应该尽可能对准伺服马达。这可以透过连接6个电机至Arduino上的扩展板并上传testBraccio990程式。在此之后,我决定尝试simpleMovements程式并运行得很好。于是我运行另一个程式takethesponge,最初这似乎还可以的,但是当它返回到起始位置,它抓着安装板及敲击其掌握的海绵。为了尝试解决这个问题,我在程式里改变了第二至最后一个移动角度,我把 M2的马达移动从90度改至100度,希望这将解决这个问题。我重新开启机械臂后发现这使问题变得更糟,我意识到我需要减少马达的角度,而不是增加,所以后来我改到75度,这给了足够的空间让机械臂回到开始位置。我敢肯定如果伺服马达已经完全对准就不会出现这个问题。

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