この記事は、初心者向けの作成方法の入門ガイドです。 ロボットアーム、Arduinoを使用してプログラムされています。 コンセプトは、ロボット アーム プロジェクトが安価で簡単に構築できるということです。 最適化できる、また最適化すべきコードを含むシンプルなプロトタイプを組み立てます。これはロボット工学の優れたスタートとなります。 Arduino ロボット アームはハッキングされたジョイスティックによって制御され、指定した一連の動作を繰り返すようにプログラムできます。 プログラミングが苦手な方は、ハードウェアを組み立てるトレーニングとしてプロジェクトに挑戦し、コードをアップロードして、それをもとに基本的な知識を得ることができます。 繰り返しますが、プロジェクトは非常にシンプルです。
ビデオは私のロボットのデモを示しています。
ステップ 1: 材料のリスト
必要なものは次のとおりです。
- Arduinoボード。 私は Uno を使用しましたが、プロジェクトではどの種類でも同様にうまく機能します。
- 最も安いサーボ 4 つ。
- あなたの好みに合わせた住宅素材。 木材、プラスチック、金属、ボール紙が適しています。 私のプロジェクトは古いメモ帳から作られています。
- 面倒なことをしたくない場合は、 プリント回路基板, 次にブレッドボードが必要になります。 適切なボード 小さいサイズ、ジャンパーと電源を備えたオプションを探してください。それらは非常に安価である可能性があります。
- 腕の付け根に何かを付けました。缶コーヒーを使いました。これが最良の選択肢ではありませんが、アパートで見つけることができたのはこれだけでした。
- アーム機構用の細い糸と穴を開けるための針。
- 接着剤とテープですべてを固定します。 ダクトテープとホットグルーで接着できないものはありません。
- 3 つの 10K 抵抗。 抵抗がない場合は、コードにそのような場合の回避策がありますが、 最良の選択肢抵抗器を購入します。
ステップ 2: 仕組み
添付の図はハンドの動作原理を示しています。 こちらも全て言葉で説明させていただきます。 手の 2 つの部分は細い糸で接続されています。 スレッドの途中はアームサーボに接続されています。 サーボが糸を引くとハンドが収縮します。 アームにはボールペンバネを装備しましたが、もっとお持ちの方は 柔軟な素材、使用できます。
ステップ 3: ジョイスティックを変更する
アーム機構の組み立てが完了したとして、ジョイスティック部分に進みます。
このプロジェクトでは古いジョイスティックを使用しましたが、基本的にはボタンのあるデバイスならどれでも使えます。 アナログ ボタン (マッシュルーム) は本質的に単なるポテンショメータであるため、サーボの制御に使用されます。 ジョイスティックがない場合は、通常のポテンショメータを 3 つ使用できますが、私と同じで古いジョイスティックを DIY する場合は、次のようにする必要があります。
ポテンショメータをブレッドボードに接続しました。各ポテンショメータには 3 つの端子があります。 それらの 1 つは GND に接続する必要があり、2 つ目は Arduino の +5V に接続し、中央のものは後で定義する入力に接続する必要があります。 左側のポテンショメータの Y 軸は使用しないので、ジョイスティックの上のポテンショメータのみが必要です。
スイッチに関しては、一端に+5Vを接続し、もう一方の端にもう一方のArduino入力につながるワイヤーを接続します。 私のジョイスティックには、すべてのスイッチに共通の +5V ラインがあります。 ボタンは2つしか接続していませんでしたが、必要になったのでもう1つ接続しました。
チップ (ジョイスティックの黒い丸) に接続されているワイヤーを切断することも重要です。 上記の作業がすべて完了したら、配線を開始できます。
ステップ 4: デバイスの配線
写真は装置の電気配線を示しています。 ポテンショメータはジョイスティック上のレバーです。 肘が右の Y 軸、ベースが右の X 軸、肩が左の X 軸です。サーボの方向を変更したい場合は、対応するポテンショメータの +5V ワイヤと GND ワイヤの位置を変更するだけです。
ステップ 5: コードをアップロードする
この時点で、添付されたコードをコンピュータにダウンロードしてから、Arduino にアップロードする必要があります。
注: 以前にすでにコードを Arduino にアップロードしたことがある場合は、このステップをスキップしてください。新しいことは何も学ぶことはありません。
- Arduino IDE を開いてコードを貼り付けます。
- 「ツール/ボード」でボードを選択します
- [ツール/シリアル ポート] で、ボードが接続されているポートを選択します。 おそらく、選択肢は 1 つの項目で構成されます。
- 「アップロード」ボタンをクリックします。
サーボの動作範囲を変更することができます。その方法についてコードにメモを残しました。 おそらく、コードは問題なく動作し、アーム サーボ パラメータを変更するだけで済みます。 この設定はフィラメントのセットアップ方法によって異なるため、正確に設定することをお勧めします。
抵抗を使用していない場合は、メモを残したコードを変更する必要があります。
ファイル
ステップ 6: プロジェクトの開始
ロボットはジョイスティックの動きによって制御され、手のボタンを使用して手を圧縮したり解放したりできます。 ビデオでは、実際の生活ですべてがどのように機能するかを示しています。
手をプログラムする方法は次のとおりです。
- Arduino IDE でシリアル モニターを開くと、プロセスを監視しやすくなります。
- 「保存」をクリックして開始位置を保存します。
- 一度に 1 つのサーボのみを移動し (たとえば、肩を上げて)、[保存] を押します。
- ハンドもステップ中にのみアクティブにし、保存を押して保存します。 非アクティブ化も別の手順で実行され、その後保存を押します。
- 一連のコマンドが終了したら、再生ボタンを押すと、ロボットが開始位置に移動し、動き始めます。
- 停止したい場合は、ケーブルを外すか、Arduino ボードのリセットボタンを押してください。
すべてを正しく実行すると、結果は次のようになります。
このレッスンがお役に立てば幸いです!
バックライトあり。 ロボットは合計 6 つのサーボモーターで動作します。 機械部分の作成には厚さ2ミリのアクリルが使用されました。 三脚を作るために、ミラーボールからベースを取り出し、そこに 1 つのモーターを直接組み込みました。
ロボットはArduinoボード上で動作します。 電源として使用 コンピュータユニット.
材料と道具:
- 6 サーボモーター;
- アクリル 厚さ 2 mm (および別の小さな部分の厚さ 4 mm)。
- 三脚（ベースを作成するため）;
- 超音波距離センサー タイプ hc-sr04;
- Arduino Uno コントローラー;
- パワーコントローラー（独立して製造）;
- コンピュータからの電源供給;
- コンピューター (Arduino のプログラミングに必要);
- ワイヤー、工具など
製造プロセス：
第一歩。 ロボットの機械部分の組み立て
機械部分は非常に簡単に組み立てられます。 2枚のアクリルをサーボモーターで接続する必要があります。 他の 2 つのリンクも同様の方法で接続されます。 グリップはネットで買うのが一番です。 すべての要素はネジで固定されています。
最初の部分の長さは約 19 cm、2 番目の部分の長さは約 17.5 cm です。残りの要素のサイズは個人的な裁量で選択されます。
メカアームの根元の回転角度は180度必要なので、根元にサーボモーターを設置する必要があります。 私たちの場合、ミラーボールにインストールする必要があります。 ロボットはサーボモーターにすでに取り付けられています。
設置用 超音波センサー厚さ2cmのアクリル板が必要です。
グラバーを取り付けるには、いくつかのネジとサーボモーターが必要です。 サーボモーターからロッカーを取り外し、グリッパーにフィットするまで短くする必要があります。 次に、2 つの小さなネジを締めます。 取り付け後、サーボモーターを左端の位置に回し、グリップジョーを閉じる必要があります。
サーボモーターは 4 本のボルトに取り付けられています。サーボモーターが左端の位置にあり、リップが互いに押し付けられていることを確認することが重要です。
これで、サーボをボードに接続し、グリッパーが動作するかどうかを確認できます。
ステップ2。 ロボット照明
ロボットをより面白くするために、バックライトを当てることができます。 これは、さまざまな色の LED を使用して行われます。
ステップ 3。 電子部品の接続
ロボットのメインコントローラーはArduinoボードです。 コンピューターユニットは電源として使用されます。その出力には 5 ボルトの電圧が必要です。 マルチメーターで赤と黒のワイヤーの電圧を測定すると、電圧が表示されるはずです。 この電圧はサーボモーターと距離センサーに電力を供給するために必要です。 ブロックの黄色と黒のワイヤーはすでに 12 ボルトを生成しており、Arduino が動作するために必要です。
サーボモーターの場合は、5 つのコネクタを作成する必要があります。 5Vをプラス側に接続し、マイナス側をアースに接続します。 距離センサーも同様に接続します。
ボードにもあります LEDインジケータ栄養。 これを接続するには、+5V とグランドの間に 100 オームの抵抗を使用します。
サーボ モーターからの出力は Arduino の PWM 出力に接続されます。 ボード上のそのようなピンは「~」記号で示されます。 超音波距離センサーについては、ピン 6 と 7 に接続できます。LED はグランドと 13 番ピンに接続されます。
これでプログラミングを始めることができます。 USB接続する前に、電源が完全に切れていることを確認する必要があります。 プログラムをテストするときは、ロボットの電源もオフにする必要があります。 これを行わないと、コントローラーは USB から 5V を受け取り、電源から 12V を受け取ります。
この図では、サーボ モーターを制御するためにポテンショメータが追加されていることがわかります。 これらはロボットの必須コンポーネントではありませんが、それらがなければ提案されたコードは機能しません。 ポテンショメータはピン 0、1、2、3、4 に接続されています。
図には抵抗器 R1 がありますが、これは 100 kΩ のポテンショメータに置き換えることができます。 これにより、明るさを手動で調整できるようになります。 抵抗器 R2 については、公称値は 118 オームです。
使用された主なコンポーネントのリストは次のとおりです。
- 7 LED;
- R2 - 118 オームの抵抗器。
- R1 - 100 kΩ 抵抗器;
- スイッチ;
- フォトレジスタ;
- トランジスタbc547。
ステップ4。 プログラミングとロボットの最初の起動
ロボットを制御するには、5 つのポテンショメータが使用されました。 このような回路を 1 つのポテンショメータと 2 つのジョイスティックに置き換えることはかなり可能です。 ポテンショメータの接続方法は前のステップで示しました。 スケッチをインストールした後、ロボットをテストできます。
ロボットの最初のテストでは、取り付けられているfutuba s3003タイプのサーボモーターがロボットにとって弱いことが判明しました。 手を回すか握るためにのみ使用できます。 代わりに、作者は mg995 エンジンをインストールしました。 理想的なオプション mg946のようなエンジンも登場するだろう。
Arduino プラットフォーム上のこのロボットの機能の中で、その設計の複雑さに注目することができます。 ロボット アームは多数のレバーで構成されており、すべての軸に沿って移動し、わずか 4 つのサーボ モーターを使用してさまざまなものを掴んだり動かしたりすることができます。 集めたもの 自分の手でこのようなロボットがあれば、このデバイスの機能と楽しい外観で友人や愛する人を驚かせることができるでしょう。 プログラミングには、いつでも当社のグラフィカル環境 RobotON Studio を使用できることを忘れないでください。
ご質問やご意見がございましたら、いつでもご連絡させていただきます。 結果を作成して投稿してください!
特徴:
ロボットアームを自分の手で組み立てるには、かなりの数の部品が必要になります。 主要部分は3Dで占められています 印刷パーツそれらは約 18 個あります (スライドを印刷する必要はありません)。必要なものをすべてダウンロードして印刷した場合は、ボルト、ナット、電子機器が必要になります。
- 5 M4 20 mm ボルト、1 x 40 mm、およびねじり防止保護付きの適合ナット
- M3 10mm ボルト 6 本、20mm ボルト 1 本および対応するナット
- 接続ワイヤまたはシールドを備えたブレッドボード
- Arduinoナノ
- 4 サーボモーター SG 90
ハウジングを組み立てた後、ハウジングが自由に動かせることを確認することが重要です。 ロボアームの主要コンポーネントが動きにくい場合、サーボモーターが負荷に対応できない可能性があります。 電子機器を組み立てるときは、接続を徹底的に確認した後、回路を電源に接続することをお勧めします。 SG 90 サーボ ドライブの損傷を避けるため、必要な場合を除き、モーター自体を手で回す必要はありません。 SG 90 を開発する必要がある場合は、モーター シャフトをさまざまな方向にスムーズに動かす必要があります。
特徴:
- 少数の同じタイプのモーターが存在するため、プログラミングが簡単
- 一部のサーボにはデッドゾーンが存在します
- 日常生活におけるロボットの幅広い応用性
- 興味深いエンジニアリング作業
- 3Dプリンターを使う必要性
こんにちは！
私たちは、Universal Robots の協働ロボットマニピュレーターの製品ラインについて話しています。
デンマーク発の Universal Robots 社は、周期的な生産プロセスを自動化するための協働ロボット マニピュレーターを製造しています。 この記事では、その主なものを紹介します 仕様そして応用分野を検討してください。
これは何ですか？
同社の製品は、オープン キネマティック チェーンを備えた 3 つの軽量産業用ハンドリング デバイスのラインで代表されます。
UR3、UR5、UR10。
すべてのモデルには 6 つの可動性があります: 3 つはポータブル、3 つは向きを変えます。 Universal Robots のデバイスは角運動のみを生成します。
ロボットマニピュレーターは、最大許容量に応じてクラスに分類されます。 ペイロード。 その他の違いは次のとおりです - 半径 作業領域、重量とベースの直径。
すべての UR マニピュレータには高精度絶対位置センサが装備されており、外部デバイスや機器との統合が簡単になります。 URマニピュレータはコンパクトな設計のため、スペースをとらず、従来のロボットが設置できなかった作業セクションや生産ラインにも設置できます。 特徴:
なぜ興味深いのでしょうか?プログラミングのしやすさ
特別に開発され特許取得済みのプログラミング技術により、熟練していないオペレーターでも直感的な 3D 視覚化技術を使用して UR ロボット アームを迅速に設定および制御できます。 プログラミングは、マニピュレータの作業本体を必要な位置に一連の単純な動きで行うか、矢印を押し込むことによって行われます。 特別番組タブレット上。UR3:UR5:UR10: クイックセットアップ
最初の起動オペレーターは、開梱、インストール、最初の簡単な操作のプログラミングに 1 時間もかかりません。 UR3: UR5: UR10: コラボレーションとセキュリティ
UR マニピュレータは、危険で汚染された環境で日常業務を実行するオペレータに代わって使用できます。 制御システムは、動作中にロボットマニピュレータに及ぼされる外部の妨害的な影響を考慮に入れます。 このおかげで、UR ハンドリング システムは、職員のワークステーションの近くで保護障壁なしで操作できます。 ロボットの安全システムは、ドイツ技術検査局である TÜV によって承認および認定されています。
UR3: UR5: UR10: さまざまな活動団体
UR産業用マニピュレータの先端には、特殊な作動部品を取り付けるための標準化されたマウントが提供されています。 力トルクセンサーまたはカメラの追加モジュールを作業本体とマニピュレーターの最終リンクの間に取り付けることができます。 考えられる用途
産業用ロボット マニピュレータ UR は、ほぼすべての周期的なルーチン プロセスを自動化する可能性を開きます。 Universal Robots デバイスは、次の分野でその実力を証明しています。 さまざまな分野アプリケーション。
翻訳
UR マニピュレータを搬送および梱包エリアに設置すると、精度が向上し、収縮が軽減されます。 ほとんどの転送操作は監視なしで実行できます。 研磨、緩衝、研削
内蔵センサー システムにより、曲面や凹凸のある表面に加えられる力の精度と均一性を制御できます。
射出成形
反復動作の高精度により、UR ロボットはポリマー加工や射出成形作業に使用できます。
CNC機械のメンテナンス
シェルの保護クラスにより、次のようなハンドリング システムをインストールすることが可能になります。 コラボレーション CNCマシンを使用して。 梱包と積み重ね
従来の自動化テクノロジーは扱いにくく、高価でした。 簡単にカスタマイズ可能な UR ロボットは、従業員の周りに保護シールドを付けても付けなくても 24 時間稼働することができ、 高い正確性そしてパフォーマンス。 品質管理
ビデオカメラを備えたロボットマニピュレーターは三次元測定に適しており、これにより製品の品質がさらに保証されます。 組み立て
シンプルな取り付け装置により、UR ロボットは木材、プラスチック、金属、その他の材料で作られた部品の組み立てに必要な適切な補助機構を装備することができます。 補う
制御システムにより、締め付けすぎを回避し、必要な張力を確保するために発生するトルクを制御できます。 接着・溶接
作業要素の位置決めが高精度であるため、接着作業や物質の塗布を行う際の無駄の量を削減できます。
UR産業用ロボットアームが実現できること 各種溶接: アーク、スポット、超音波、プラズマ。 合計：
Universal Robots の産業用マニピュレータはコンパクト、軽量で、習得と使用が簡単です。 UR ロボットは、幅広いタスクに対応する柔軟なソリューションです。 マニピュレーターは、人間の手の動きに固有のあらゆるアクションを実行するようにプログラムでき、回転運動がはるかに優れています。 マニピュレータは疲労したり、怪我をしたりする傾向がありません。休憩や週末を必要としません。
ユニバーサル ロボットのソリューションを使用すると、あらゆる日常的なプロセスを自動化でき、生産の速度と品質が向上します。
Universal Robots マニピュレータを使用した生産プロセスの自動化について話し合う 正規ディーラー -
MeArm ロボット アーム - ポケット版 産業用マニピュレーター。 MeArm は組み立てと制御が簡単なロボットです。 メカニカルアーム。 マニピュレータには 4 つの自由度があるため、さまざまな小さなオブジェクトを簡単に掴んだり移動したりできます。
この製品は組み立てキットとして提供されます。 次の部品が含まれます。
- 機械式マニピュレーターを組み立てるための透明なアクリル部品のセット。
- 4 サーボ;
- Arduino Pro マイクロ マイクロコントローラーと Nokia 5110 グラフィック ディスプレイが配置されているコントロール ボード。
- 2 つの 2 軸アナログ ジョイスティックを含むジョイスティック ボード。
- USB電源ケーブル。
メカニカルマニピュレータを組み立てる前に、サーボの校正を行う必要があります。 キャリブレーションには Arduino コントローラーを使用します。 サーボをArduinoボードに接続します(必須) 外部ソース電源 5-6V 2A)。
サーボ中央、左、右、爪; // 4 つのサーボ オブジェクトを作成します
ボイドセットアップ()
{
シリアル.begin(9600);
ミドル.attach(11); // サーボをピン 11 に取り付けてプラットフォームを回転させます
left.attach(10); // サーボを左肩のピン 10 に接続します
right.attach(9); // 右肩のピン 11 にサーボを取り付けます
claw.attach(6); // サーボをピン6の爪に取り付けます（キャプチャ）
}
ボイドループ()
{
// サーボの位置を大きさ (度単位) で設定します
ミドル.write(90);
left.write(90);
right.write(90);
claw.write(25);
遅延(300);
}
マーカーを使用して、サーボモーター本体とスピンドルに線を引きます。 サーボ取り付けキットに含まれる小さなネジを使用して、キットに含まれるプラスチック製のロッカーを下図のようにサーボに接続します。 MeArm の機械部分を組み立てるときに、この位置で使用します。 スピンドルの位置が移動しないように注意してください。 
これで、メカニカルマニピュレーターを組み立てることができます。
ベースを取り、角に脚を取り付けます。 次に、4 本の 20 mm ボルトとねじナットを取り付けます (全長の半分)。
次に、中央のサーボを 2 本の 8mm ボルトで小さなプレートに取り付け、得られた構造を 20mm ボルトを使用してベースに取り付けます。
構造の左側のセクションを組み立てます。
構造の適切なセクションを組み立てます。
次に、左側と右側のセクションを接続する必要があります。 まずはアダプタープレートに行きます
それでは、右、得られます
構造物をプラットフォームに接続する
そして「爪」を集めます
「爪」を取り付けます
組み立てには、以下のマニュアル（英語）または同様のマニピュレータの組み立てマニュアル（ロシア語）を使用できます。
ピン配列図
これで、Arduino コードの作成を開始できます。 マニピュレータを制御するには、ジョイスティックを使用してコントロールを制御する機能に加えて、マニピュレータをデカルト座標 (x、y、z) の特定の点に向けると便利です。 対応するライブラリは github (https://github.com/mimeindustries/MeArm/tree/master/Code/Arduino/BobStonesArduinoCode) からダウンロードできます。
座標は回転中心から mm 単位で測定されます。 初期位置点 (0, 100, 50)、つまりベースから前方 100 mm、地面から 50 mm に位置します。
ライブラリを使用してデカルト座標の特定の点にマニピュレータをインストールする例:
#include "meArm.h"
＃含む
void setup() (
arm.begin(11, 10, 9, 6);
arm.openGripper();
}
ボイドループ() (
// 上と左
arm.gotoPoint(-80,100,140);
// 掴む
arm.closeGripper();
// 下、害、右
arm.gotoPoint(70,200,10);
// グリップを放します
arm.openGripper();
// 出発点に戻る
arm.gotoPoint(0,100,50);
}
meArm クラスのメソッド:
空所 始める(整数 ピンベース,
整数 ピン肩,
整数 ピン肘,
整数 ピングリッパー)
- meArmを起動し、中央、左、右、クローサーボの接続ピンを指定します。 setup() で呼び出す必要があります。
空所 オープングリッパー()
- グリップを開きます。
空所 閉じるグリッパー()
- 捕獲;
空所 gotoPoint(浮く バツ,
浮く y,
浮く z)
- マニピュレータをデカルト座標 (x、y、z) の位置に移動します。
浮く ゲットX()
- 現在の X 座標;
浮く ゲットY()
- 現在の Y 座標。
浮く ゲットZ()
- 現在の Z 座標。
組み立てガイド（英語）
