Arduino를 사용하여 무선 로봇 팔을 만드는 방법

문제를 제거하기 위해 도구를 사용해보십시오





로봇 크레인처럼 구현할 수있는이 로봇 암 회로는 6 개의 서보 모터를 사용하여 작동하며 마이크로 컨트롤러 원격 제어 , Arduino 기반 2.4GHz 통신 링크를 사용합니다.

주요 특징

로봇 팔처럼 정교한 것을 제작할 때는 현대적으로 보여야하며 단순한 장난감과 같은 기능이 아닌 많은 고급 기능을 포함해야합니다.



제안 된 본격적인 설계는 비교적 구축하기 쉽지만 무선 또는 원격 제어 명령을 통해 정밀하게 제어 할 수있는 일부 고급 기동 기능을 제공합니다. 모터가 적절하게 업그레이드되면이 디자인은 산업용으로도 호환됩니다.

로봇 팔과 같은이 기계식 크레인의 주요 특징은 다음과 같습니다.



  • 180도 수직 축에서 지속적으로 조정 가능한 '팔'.
  • 180도 수직 축에서 지속적으로 조정 가능한 '팔꿈치'.
  • 90도 수직 축을 통해 지속적으로 조정 가능한 '손가락 핀치'또는 그립.
  • 180도 수평면에서 지속적으로 조정 가능한 '팔'.
  • 전체 로봇 시스템 또는 크레인 암은 마치 원격 제어 자동차 .

거친 작업 시뮬레이션

위에서 설명한 몇 가지 기능은 다음 GIF 시뮬레이션을 통해보고 이해할 수 있습니다.

로봇 팔 작업 ​​시뮬레이션

모터 메커니즘 위치

다음 그림은 프로젝트를 구현하기 위해 설치해야하는 다양한 모터 위치 및 관련 기어 메커니즘에 대한 명확한 그림을 제공합니다.

이 디자인에서 우리는 평신도조차도 관련된 모터 / 기어 메커니즘에 대해 이해할 수 있도록 일을 가능한 한 단순하게 유지합니다. 복잡한 메커니즘 뒤에 숨겨진 것은 없습니다.

각 모터의 작동 또는 기능은 다음 사항을 통해 이해할 수 있습니다.

  1. 모터 # 1은 로봇의 '손가락 핀치'또는 그립 시스템을 제어합니다. 이동식 요소는 이동을 위해 모터의 샤프트와 직접 힌지 연결됩니다.
  2. 모터 # 2는 시스템의 팔꿈치 메커니즘을 제어합니다. 리프팅 운동을 구현하기 위해 기어 시스템에 간단한 에지로 구성됩니다.
  3. 모터 # 3은 전체 로봇 팔 시스템을 수직으로 들어 올리는 역할을하므로이 모터는 위의 두 모터보다 더 강력해야합니다. 이 모터는 필요한 작업을 수행하기 위해 기어 메커니즘을 사용하여 통합됩니다.
  4. 모터 # 4는 전체 360도 수평면에서 전체 크레인 메커니즘을 제어하므로 암이 전체 내에서 물체를 집거나 들어 올릴 수 있습니다. 시계 방향 또는 반 시계 방향 방사형 범위.
  5. 모터 # 5와 6은 전체 시스템을 운반하는 플랫폼의 바퀴처럼 작동합니다. 이 모터는 시스템을 한곳에서 다른 곳으로 쉽게 이동하여 제어 할 수 있으며, 왼쪽 / 오른쪽 모터의 속도를 조정하여 시스템의 동 / 서, 북 / 남 이동을 용이하게합니다. 이것은 단순히 두 모터 중 하나를 줄이거 나 중지하여 수행됩니다. 예를 들어 오른쪽 회전을 시작하기 위해 오른쪽 모터는 회전이 완전히 실행되거나 원하는 각도로 실행될 때까지 중지되거나 중지 될 수 있습니다. 마찬가지로 좌회전을 시작하려면 왼쪽 모터도 똑같이하십시오.

뒷바퀴에는 모터가 연결되어 있지 않으며, 중심 축에서 자유롭게 움직이고 앞바퀴 조작을 따르도록 힌지가 달려 있습니다.

무선 수신기 회로

전체 시스템이 리모컨으로 작동하도록 설계되었으므로 무선 수신기는 위에서 설명한 모터로 구성해야합니다. 그리고 이것은 다음 Arduino 기반 회로를 사용하여 수행 될 수 있습니다.

보시다시피 Arduino 출력에 연결된 6 개의 서보 모터가 있으며 각 모터는 연결된 센서 NRF24L01에 캡처 된 원격 제어 신호를 통해 제어됩니다.

신호는이 센서에 의해 처리되고 의도 된 속도 제어 작업을 위해 관련 모터에 처리를 전달하는 Arduino에 공급됩니다.

Thsignals는 전위차계가있는 송신기 회로에서 전송됩니다. 이 전위차계의 조정 기능은 위에서 설명한 수신기 회로에 연결된 해당 모터의 속도 수준을 제어합니다.

이제 송신기 회로가 어떻게 생겼는지 보겠습니다.

송신기 모듈

송신기 설계는 Arduino 보드 및 또 다른 2.4GHz 통신 링크 장치와 함께 6 개의 전위차계가 부착 된 것을 볼 수 있습니다.

각각의 냄비는 해당 모터 제어 수신기 회로와 관련된. 따라서 사용자가 송신기의 선택한 전위차계의 샤프트를 회전하면 로봇 팔의 해당 모터가 움직이기 시작하고 시스템의 특정 위치에 따라 동작을 구현합니다.

모터 과부하 제어

시스템이 각 메커니즘 이동이 끝점에 도달하면 모터 과부하를 방지하기위한 제한 장치가 없기 때문에 모터가 이동 가능한 범위에서 이동을 어떻게 제한하는지 궁금 할 것입니다.

예를 들어 '그립'이 물체를 단단히 잡은 후에도 모터가 정지하지 않으면 어떻게됩니까?

이것에 대한 가장 쉬운 해결책은 개별 현재 제어 모듈 이러한 상황에서 모터는 연소 또는 과부하없이 계속 켜져 있고 잠기도록 각 모터와 함께 사용합니다.

능동 전류 제어로 인해 모터는 과부하 또는 과전류 조건을 거치지 않으며 지정된 안전 범위 내에서 계속 작동합니다.

완전한 프로그램 코드를 찾을 수 있습니다. 이 기사에서




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