UStepper Robot Arm 4: 5 ნაბიჯი

2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

ეს არის ჩემი Robotic მკლავის მეოთხე გამეორება, რომელიც მე შევიმუშავე, როგორც აპლიკაცია ჩვენი uStepper სტეპერიანი საკონტროლო დაფისთვის. მას შემდეგ, რაც რობოტს აქვს 3 სტეპერიანი ძრავა და სერვო გააქტიურებისათვის (მისი ძირითადი კონფიგურაცია) ის არ შემოიფარგლება მხოლოდ uStepper– ით, არამედ მისი გამოყენება შესაძლებელია ნებისმიერი სტეპერ დრაივერის დაფაზე.

დიზაინი ემყარება სამრეწველო პალეტიზატორი რობოტს - და შედარებით მარტივია. ამის თქმით, მე უამრავი საათი გავატარე დიზაინის შემუშავებაზე და მისი ოპტიმიზაცია როგორც შეკრების სიმარტივისთვის, ასევე ნაწილების დაბეჭდვის სიმარტივისთვის.

მე გავაკეთე დიზაინი დაბეჭდვის სიმარტივით და შეკრების სიმარტივის გათვალისწინებით. არა ის, რომ ამ ორი პარამეტრის გაუმჯობესების გზა არ არსებობს, მაგრამ მე ვფიქრობ, რომ გრძელი გზა მაქვს გასული. გარდა ამისა, მე მსურს სამრეწველო რობოტიკის დაწევა იმ დონემდე, სადაც მოყვარულებს შეუძლიათ დაიცვან ის და აჩვენონ, რომ მისი გაკეთება შედარებით მარტივია - ასევე მათემატიკის კონტროლი!

თავისუფლად დატოვეთ კომენტარი კონსტრუქციული გამოხმაურებით ორივე დიზაინზე, მაგრამ უპირველეს ყოვლისა იმაზე, თუ როგორ ვაკეთებ მას ყველასთვის (განსაკუთრებით მათემატიკის) ხელმისაწვდომობისთვის.

ნაბიჯი 1: ნაწილები საჭირო, 3D ბეჭდვა და შეკრება

ძირითადად ყველაფერი რაც თქვენ უნდა იცოდეთ არის შეკრების სახელმძღვანელოში. არსებობს დეტალური BOM ორივე შეძენილი და დაბეჭდილი ნაწილებით და დეტალური შეკრების ინსტრუქცია.

3D ბეჭდვა ხორციელდება გონივრული ხარისხის 3D პრინტერზე (FDM), რომლის ფენის სიმაღლეა 0.2 მმ და 30 % შევსება. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ნაწილების და ინსტრუქციების უახლესი გამეორება აქ:

ნაბიჯი 2: კინემატიკა

იმისთვის, რომ მკლავი იმოძრაოს წინასწარ განსაზღვრული გზით, თქვენ უნდა გააკეთოთ მათემატიკა: OI ბევრ ადგილას ვეძებდი ამ ტიპის რობოტთან დაკავშირებული კინემატიკის შედარებით მარტივ აღწერას, მაგრამ მე ვერ ვიპოვე ის, რომელიც მე მჯერა დონე, რომლის გაგებაც ბევრს შეეძლო. მე გავაკეთე კინემატოგრაფიის საკუთარი ვერსია, რომელიც დაფუძნებულია მხოლოდ ტრიგონომეტრიაზე და არა მატრიქსის გარდაქმნებზე, რაც შეიძლება საშინლად მოგეჩვენოთ, თუ აქამდე არასოდეს გიმუშავიათ - თუმცა, ისინი საკმაოდ მარტივია ამ კონკრეტული რობოტისთვის, რადგან ის მხოლოდ 3 DOF- ია.

არანაკლებ ვფიქრობ, რომ ჩემი მიდგომა თანდართულ დოკუმენტში დაწერილია შედარებით ადვილად გასაგები ფორმით. მაგრამ შეხედე და ნახე აზრი აქვს თუ არა შენთვის!

ნაბიჯი 3: კინემატიკის კოდირება

კინემატიკა შეიძლება ძნელი აღსაქმელი იყოს თუნდაც იმ გამოთვლებით, რაც მე მოვიყვანე პირველში. ასე რომ, აქ არის უპირველეს ყოვლისა Octave განხორციელება - Octave არის უფასო ინსტრუმენტი მრავალი იგივე მახასიათებლით, რომელიც ნაპოვნია Matlab– ში.

L1o = 40; Zo = -70; L_2 = 73.0; აუ = 188,0; ალ = 182.0; ლო = 47.0; UPPERARMLEN = აუ; LOWERARMLEN = ალ; XOFFSET = ლო; ZOFFSET = L_2; AZOFFSET = Zo; AXOFFSET = L1o; disp ("კოდის განხორციელება") disp ("შეყვანის კუთხეები:") rot = deg2rad (30); მარჯვნივ = deg2rad (142.5); მარცხენა = deg2rad (50); rad2deg (rot) rad2deg (მარჯვნივ) rad2deg (მარცხნივ) T1 = ლპობა;#ბაზა T2 = მარჯვნივ;#მხარი T3 = მარცხნივ;#წარბების #FW კინემატიკა XYZ კუთხეებიდან მისაღებად: disp ('გამოითვლება X, Y, Z:') z = ZOFFSET + ცოდვა (მარჯვნივ)*დაბალი LOWERARMLEN + XOFFSET + AXOFFSET; x = cos (rot)*k1 y = sin (rot)*k1 ## შებრუნებული კინემატიკა XYZ– დან კუთხეების მისაღებად: rot = atan2 (y, x); x = x - cos (rot)*AXOFFSET; y = y - ცოდვა (ლპობა)*AXOFFSET; z = z - AZOFFSET -ZOFFSET; L1 = sqrt (x*x + y*y) - XOFFSET; L2 = sqrt ((L1)*(L1) + (z)*(z)); a = (z)/L2; b = (L2*L2 + LOWERARMLEN*LOWERARMLEN - UPPARARMLEN*UPPARARMLEN)/(2*L2*LOWERARMLEN); c = (ქვემწვანე*ქვემოდან + ქვემოჩამოთვლილი*ზემოხსენებული - L2*L2)/(2*ქვემორეული*ზემოხსენებული); მარჯვნივ = (atan2 (a, sqrt (1-a*a))) + atan2 (sqrt (1-b*b), b)); მარცხენა = atan2 (sqrt (1-c*c), c); ## გამომავალი გამოთვლილი კუთხეები disp ('გამომავალი კუთხეები:') rot = rad2deg (rot) მარჯვნივ = rad2deg (მარჯვნივ) მარცხნივ = rad2deg (მარცხნივ)

ზემოაღნიშნული სკრიპტით თქვენ ძირითადად გაქვთ განხორციელების მზა კოდი წინ და უკან კინემატიკისთვის.

გადაგზავნეთ კინემატიკა, რომელსაც იყენებთ გამოსათვლელად, თუ სად მიაღწევთ საავტომობილო კუთხეების მოცემულ კომპლექტს. შებრუნებული კინემატიკა გამოთვლის (აკეთებს შებრუნებულს) რა ძრავის კუთხე გჭირდებათ სასურველ x, y, z პოზიციაზე. საავტომობილო მოძრაობის შეზღუდვები უნდა იყოს ჩასმული, მაგ. ბრუნვის ბაზას შეუძლია მხოლოდ 0 -დან 359 გრადუსამდე გადასვლა. ამ გზით თქვენ დარწმუნდებით, რომ არ წახვალთ იმ პოზიციებზე, რომლებიც შეუძლებელია.

ნაბიჯი 4: გაუშვით საქმე

ჩვენ არ ვართ სრულყოფილად კინემატიკური ბიბლიოთეკის განხორციელებით, ისე, რომ მე ჯერ არ შემიძლია ამის უზრუნველყოფა. მაგრამ შემიძლია გაჩვენო ვიდეო როგორ მუშაობს. ის საკმაოდ სტაბილური და გლუვია საკისრებისა და სარტყელის ამძრავის გამოყენების გამო, დრაივების გონივრული ხარისხის გარდა, რაც აქ არის uStepper S დაფები.

ნაბიჯი 5: დამატებითი საბოლოო ეფექტები

მე შემუშავებული მაქვს 3 დამატებითი საბოლოო ეფექტი. ერთი არის უბრალოდ ჰორიზონტალური სამაგრი, მეორე - ჩვეულებრივი ევროპული ლუდის ან სოდაში და ბოლოს არის ვაკუუმური დამჭერი სისტემა, რომლის საშუალებითაც შეგიძლიათ მოთავსდეთ ვაკუუმურ ჭიქაზე, ტუმბოზე და სარქველზე.

ყველაფერი იქნება ან ხელმისაწვდომი იქნება აქ (3D STL ფაილები და ინსტრუქციები):