สำหรับงานด้านวิทยาศาสตร์ในปีนี้ฉันรู้สึกอยากจะสร้างบางสิ่งบางอย่างแทนที่จะทำการทดลอง สิ่งที่ฉันต้องทำคือมองไปรอบ ๆ คำสั่งสอนสำหรับแนวคิดโครงการ ฉันได้รับแรงบันดาลใจจากมือหุ่นยนต์ของ njkl44 เพราะมันทำให้ฉันนึกถึงภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์หลายเรื่อง เป้าหมายของฉันคือการสร้างระบบการตอบรับแบบสัมผัสจากมือหุ่นยนต์แบบนั้น ระบบจัดเตรียมวิธีสำหรับบุคคลที่ควบคุมมือเพื่อ "รู้สึก" ว่ามือหุ่นยนต์รู้สึกอย่างไร ฉันคิดว่านี่เป็นโครงการที่ยอดเยี่ยมเพราะมันทำให้ฉันทำอะไรเพื่องานวิทยาศาสตร์และมันทำให้ฉันมีแพลตฟอร์มสำหรับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง กล่าวอีกนัยหนึ่งฉันจะไม่หยุดทำงาน ฉันจะพยายามกลับมาหามันเสมอดังนั้นฉันสามารถทำการปรับปรุงต่าง ๆ หรือออกแบบใหม่ได้ตลอดเวลา
หุ่นยนต์มือของ njkl44:
http://www.instructables.com/id/Arduino-Wireless-Animatronic-Hand/
วัสดุ:
ขั้นตอนที่ 1: วัสดุและเครื่องมือ
วัสดุ:
ต่อนิ้ว:
A2-70 น๊อต - 3 พร้อมหัวเอียงและ 4 กับหัวปกติสำหรับแต่ละนิ้ว
น็อตล็อคไนลอน - น็อตสำหรับสลักเกลียว
สกรูเครื่อง 4-40 x 1/2 "และน็อตที่ตรงกัน
2-56 ลิงค์บอลแบบมีเกลียว (สำหรับเชื่อมต่อนิ้วกับเซอร์โว)
คลิปหนีบกระดาษจัมโบ้ (ใช้สำหรับเชื่อมต่อลิงค์ลูกบอล)
(x28) แหวน # 4S
อิเล็กทรอนิกส์:
Arduino Mega
(x4) FSR
(x4) 4.5 "ตัวต้านทานแบบยืดหยุ่น
(x4) มอเตอร์สั่นขนาดเล็ก
(x10) เทอร์มินัลสกรู PCB
(x4) ตัวต้านทาน 22k
(x4) ตัวต้านทาน 10k
สาย 24AWG เป็นคู่บิด (ทั้งคู่ทำให้ง่ายต่อการจัดการสายไฟ)
(x4) เซอร์โวงานอดิเรก
อื่น ๆ. อุปกรณ์ทำขนมปัง
แหล่งพลังงาน 6V (ฉันใช้ที่ใส่แบตเตอรี่ 4xAA)
อื่น ๆ :
อะคริลิ 5mm
เทปพันท่อ
Golve
ท่อหดความร้อน
ด้าย
เครื่องมือ
เครื่องตัดเลเซอร์
Dremel
เครื่องเจาะสว่าน
ปืนกาวร้อน
หัวแร้ง
แว่นตานิรภัย
เข็ม
ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบ
แต่ละนิ้วใช้การเชื่อมโยงสี่แถบสองชุด ฉันจะแสดงให้คุณเห็นวิธีการทำงานกับสองภาพของนิ้วด้านล่าง
สำหรับชิ้นส่วนนั้นฉันสามารถทำให้พวกเขาถูกเลเซอร์ตัดออกจากอะคริลิกที่แฮกเกอร์สเปซ HeatSync Labs ในพื้นที่ของฉัน อะคริลิคเป็นวัสดุที่ยอดเยี่ยมสำหรับการโหลดที่น้อยกว่าและการทดสอบขั้นพื้นฐาน แต่ถ้านิ้วของคุณมีความเครียดคุณจะเสี่ยงต่อการหลุดของชิ้นส่วน แทนที่จะเป็นแบบอะคริลิคมันจะดีกว่าถ้าเอาชิ้นส่วนที่ทำจากโลหะสำหรับงานที่มีขนาดใหญ่
ไม่มีสเกลในไฟล์. dxf สำหรับนิ้วหลุมควรมีขนาด 2.8 มม. สำหรับฝ่ามือสี่เหลี่ยมขนาด 20x40 มม. ฉันใช้ Hitec HS-322 HD servos และมันลงตัวพอดี คุณจะต้องถอดเคสเซอร์โวออกและนำกลับมารวมกันในมือเนื่องจากมีริมฝีปากเล็ก ๆ ที่มีสายไฟออกมา
ขั้นตอนที่ 3: วางนิ้วเข้าหากัน
เดิมทีแล้วนิ้วใช้ 4-40 น็อตสำหรับทุกรู แต่เนื่องจากสลักเกลียวพอดีดีกว่าฉันจึงเปลี่ยนสลักเกลียวทั้งหมดออก
ฉันต้องเอียงรูด้านในของชิ้นส่วนเพื่อที่จะให้สลักเกลียวที่เอียงอยู่นั้นต้องล้างออกด้วยพื้นผิวของอะคริลิก ในการทำเช่นนี้ฉันใช้แท่นสว่านพร้อมดอกสว่านขนาดเดียวกันกับหัวที่ถูกยกนูน ฉันยังตัดสลักเกลียวลงเล็กน้อยเพื่อป้องกันไม่ให้จับระหว่างนิ้วมือ
ตัดสลักเกลียวอย่างระมัดระวัง อาจทำให้เกิดปัญหาได้หากไม่มีแว่นตานิรภัยและถุงมือ และอย่าลืมใส่น๊อตธรรมดาก่อนที่จะตัดสลักเกลียวและถอดออกหลังจากนั้น สิ่งนี้จะทำให้เธรดไม่เปลี่ยนรูปเมื่อคุณเปิดน็อตล็อค
สำหรับการวางนิ้วเข้าหากัน:
ใส่น๊อตบิ่นก่อน
จากนั้นสลักเกลียวอื่น ๆ ตามลำดับใด ๆ
กลอนแต่ละอันก็จะได้เครื่องซักผ้าและน็อตล็อคของตัวเอง
ขั้นตอนที่ 4: รวบรวมหุ่นยนต์มือ
สำหรับการติดนิ้วให้คริลิคหยาบที่จะติดกาว สิ่งนี้ให้กาวร้อนกับสิ่งที่มันสามารถคว้าไป นอกจากนี้วางนิ้วมือในมุมที่คล้ายกับมือของมนุษย์ ปรับสลักเกลียวเพื่อไม่ให้สลักเกลียวระหว่างนิ้วมือ
สำหรับแต่ละ FSR ประสานสายไฟบิด ฉันใช้สายไฟประมาณ 2 ฟุตสำหรับแต่ละ FSR ห่อ FSR ลงในเทปพันท่อเหมือนในภาพด้านล่าง สิ่งนี้จะช่วยให้พวกเขาถูกบันทึกเทปไว้ในมือของหุ่นยนต์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีเทปค้างไว้บางส่วนของสายไฟ หากยังไม่เสร็จ FSR อาจโค้งงอมากเกินไปเหนือรอยต่อการบัดกรีและการแตกหัก
สำหรับเซอร์โวคุณจะต้องแยกเคสออกจากกันและใส่กลับเข้าไปในมือ พวกเขาไม่สามารถเลื่อนเข้าไปเนื่องจากปากที่สายไฟออกมา ใส่กาวร้อนเล็กน้อยระหว่างเคสเซอร์โวกับอะคริลิก สิ่งนี้จะทำให้พวกเขาอยู่ในสถานที่
ตัดกระดาษจัมโบ้จัมโบ้ให้มีขนาดที่เหมาะสมและบัดกรีมันบนลิงค์ลูก สิ่งที่ดีเกี่ยวกับการเชื่อมโยงลูกคือพวกเขาสามารถปรับได้ในภายหลังโดยการขันการเชื่อมโยงที่มากขึ้นหรือน้อยลงเล็กน้อย
4-40 น๊อตเดียวไปที่ด้านบนของส่วนแรกของนิ้วและยึดติดกับลิงค์ลูก
ขั้นตอนที่ 5: รวบรวมมือของคุณ
เย็บส่วนทั้งหมดลงบนถุงมือเก่า ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตรงกับมือหุ่นยนต์ (ถุงมือซ้ายสำหรับมือหุ่นยนต์ซ้ายและถุงมือขวาสำหรับมือหุ่นยนต์ขวา) ด้านที่สามารถเปลี่ยนได้โดยการสลับสายรอบ ๆ
ประสานลวดบิดไปที่มอเตอร์และตัวต้านทานแบบยืดหยุ่น อีกครั้งฉันใช้สายไฟประมาณ 2 ฟุต แต่เท่าไหร่ที่คุณใช้ขึ้นอยู่กับว่าคุณอยากได้ Arduino ไกลแค่ไหน
ในมือเดิมของฉันฉันใช้คู่บิดออกจากสายอีเธอร์เน็ต การเข้ารหัสสีทำให้การจัดการสายไฟง่ายขึ้น แต่สายไฟนั้นค่อนข้างแข็ง ความแข็งไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของมือ แต่มันจะทำให้ถุงมือรู้สึกแปลก ๆ ที่จะสวมใส่ สามารถแก้ไขได้โดยใช้ลวดควั่นแทนลวดแกนของแข็ง
ขั้นตอนที่ 6: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
เซ็นเซอร์แต่ละตัวใช้ตัวแบ่งแรงดัน FSR รับตัวต้านทาน 10k และตัวต้านทานแบบยืดหยุ่นรับตัวต้านทาน 22k ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าทำงานร่วมกับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของเซ็นเซอร์ เมื่อความต้านทานสูงกว่าสำหรับตัวต้านทานแบบแปรผันจะมีแรงดันตกคร่อมขนาดใหญ่กว่าตัวต้านทานตัวแปร ตัวแบ่งแรงดันจะมี + 5V และการลดลงของ 5V จะแบ่งระหว่างตัวต้านทานทั้งสอง Arduino วัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวต้านทานและส่งกลับค่าระหว่าง 0 และ 1,023 ตามการอ่านแรงดันไฟฟ้า (0 เป็น 0V และ 1023 เป็น 5V)
ขั้นตอนที่ 7: โปรแกรมมือ
ฉันได้แนบรหัสจากรุ่นแรกของฉัน ในครั้งนั้นฉันใช้ Arduinos ปกติสองอันเพราะฉันต้องการ 8 ขาในแบบอะนาล็อก นอกจากนี้ยังแยกกระบวนการทั้งสองที่เกิดขึ้น: วางตำแหน่งนิ้วมือและวัดความดัน สำหรับเวอร์ชั่นที่สองของฉัน (เวอร์ชั่นนี้) ฉันใช้ Arduino Mega ดังนั้นฉันสามารถใส่อินพุตทั้งหมดในบอร์ดเดียวได้ สำหรับรหัสผมคัดลอกและวางตำแหน่งเซอร์โวลงในลูปการอ่านแรงดันและเปลี่ยนเลเบลพินรอบ ๆ
**สำคัญ**
สำหรับการวางตำแหน่งเซอร์โวนั้นยังต้องมีงานบางอย่างในการ จำกัด การหมุน หากพวกมันหมุนไปมากเกินไป นี่คือวิธีที่ฉันหักนิ้ว
ดังที่ฉันได้กล่าวไว้ในบทนำฉันจะกลับมาที่โครงการนี้เพื่อพยายามปรับปรุงมันทีละน้อย เนื่องจากนี่เป็นหนึ่งในโปรแกรม Arduino ตัวแรกของฉันจึงมีความเป็นไปได้น้อยมากที่รหัส อย่าลังเลที่จะโพสต์การปรับเปลี่ยนที่อาจเกิดขึ้น
ขั้นตอนที่ 8: ขอทุกอย่างขึ้น
นี่คือหนึ่งในส่วนที่ท้าทายยิ่งขึ้น ตรวจสอบให้แน่ใจเพื่อตรวจสอบและตรวจสอบการเชื่อมต่อทั้งหมดอีกครั้ง
เซ็นเซอร์แต่ละตัวจะได้รับเครื่องของตัวเอง สายหนึ่งไปในหนึ่งช่องและสายอื่นไปในอีกช่องหนึ่ง เนื่องจากเซ็นเซอร์เป็นตัวต้านทานทิศทางที่เข้าไปจึงไม่สำคัญ
ไปจากซ้ายไปขวาบนอาคารผู้โดยสาร:
(แต่ละตัวต้านทานมีขั้วของตัวเอง)
ตัวต้านทานแบบยืดหยุ่น (ถุงมือ) - นิ้วชี้
นิ้วกลาง
แหวน
พิ้งกี้
(สายไฟแต่ละเส้นทั้งสี่ไปในสล็อตของตัวเอง)
พื้นที่มอเตอร์ - คำสั่งไม่สำคัญ เพียงจำไว้ว่าสายบวกเชื่อมต่อโดยตรงกับ Arduino
FSRs (หุ่นยนต์มือ) - นิ้วชี้
นิ้วกลาง
แหวน
พิ้งกี้
เซอร์โวติดอยู่ที่อีกด้านหนึ่งของเขียงหั่นขนม
เซอร์โวพิน:
แหล่งพลังงานบวกแดง
พื้นดำ
สัญญาณสีขาว / เหลือง - (Digital Out pin เซอร์โวต่อกับ Arduino)
สายจัมเปอร์ทั้งหมดไปจากบอร์ดไปยังพินที่เหมาะสมบน Arduino (เซ็นเซอร์ยืดหยุ่น 1 ถึงอนาล็อกใน 0, เซ็นเซอร์ยืดหยุ่น 2 ถึงอนาล็อกใน 2, ฯลฯ )
ขั้นตอนที่ 9: สนุก!
ขอให้สนุกกับโครงการนี้และอย่าลังเลที่จะถามคำถามใด ๆ !
-zach
เข้ารอบสุดท้ายใน
ความท้าทายของหุ่นยนต์
