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【创客学堂】6DOF机械臂加PS2摇杆无限延伸你的掌控

编辑:Techie2013-10-09 13531382@qq.com 浏览次数:683

机械手臂—不仅仅有臂膀

    通常意义上的机械手臂,大都是有基座,有关节,有臂杆,有操控装置的四有机械。机械臂是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置,在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管机械臂设计的形态各有不同,但它们都有一个共同的特点,就是能够接受指令,精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。

 工业机械臂模型

图1 常规机械臂结构

    在这里介绍一款AS-6DOF机械臂,它使用32路伺服舵机控制器PS2摇杆作为控制系统,蓝牙无线操作,(可以当作无线PS2手柄来玩)每个关节都可在规定的范围内运动,通过操作PS2摇杆,可给伺服舵机控制器发送控制指令信号,从而实现机械臂在空间内精确夹取作业,如果将其安装到移动平台上,还可替代工作人员在有害环境中作业,实时修改控制指令,精确地完成每一项任务,是一套性价比高而且易用的机械臂机器人平台。

AS-6DOF机械臂

图2 新型6DOF机械臂

    下面就带大家从组装到应用,来认识一下这款:PS2摇杆远程控制蓝牙无线数据传输AS-6DOF 铝合金机械臂,怎么样,名字叫得是不是够高端大气上档次?

机械臂底盘-电子工艺的机械零件

    万事开头难,先从基础做起,来组装机械臂的底盘。最新版本的底盘材料由原来的黑色亚克力板升级成了树脂PCB板子,创新的用电子制作的工艺来做机械部件,效果还不错:机械强度与原机械臂底板相当,上面印着白色的二维码,漂亮的沉金工艺字,还预留了与MEGA328芯片相同的封装扩展位以较多孔位,方便后续扩展功能,使这块底盘直正做到机电一体化。

机械臂底座白色二维码加沉金字   机械臂底座安装螺丝

 

                     图3 新型机械臂底板图1                       图4 新型机械臂底板图2

    再按说明一步步分别安装臂部,夹持器等,臂部安装没什么可说的,将长U型支架与舵机支架按部就班的安装即可,要说的是铝合金夹持器,安装时要调整好关节处的螺母,使其松紧合适,太紧舵机阻力大,发热;太松夹持精度又不好。

      机械臂臂部安装  机械臂夹持器安装

        图5 机械臂臂部安装图                  图6 机械臂夹持器安装图

3D订制机械臂手控盒

    最后隆重介绍一下手控盒部分!它是这套机械臂中的亮点所在。它用到了一块Arduino UNO 控制器、一个扩展板、一个蓝牙模块、三个PS2摇杆,统一的经典蓝色PCB板子,看上去很和谐;外壳采用黑色PLA材质,这可不是一般的外壳,它是用MakeBot 3D打印机,为内部的元器件量身订制的呢。黑色外壳,蓝色PCB板,闪动的红绿色LED,让这款订制手控盒显得低调奢华有内涵。

  机械臂手控盒图片1  机械臂手控盒图片2

       图7 无线PS2手操盒图1                           图8 无线PS2手操盒图2


    Ok,安装完成,先来摆几个pose,嘿嘿。安装完成后要手动扭一下机械臂各个关节,看看有没有干涉,并且要注意各关节的中位设定,具体的调整方法下面有说明。

   机械臂pose1机械臂pose2 

         图9 机械臂机构安装姿态1                               图10 机械臂夹持螺丝刀

机械臂中位调试

    不能光摆pose,要让机械臂上电,动起来才行。上电前要调整舵机中位,在此说一下我用的调中位方法:先用十字舵盘慢速扭一下舵机,让舵机处于机械转动范围的中间位置,是为粗调;然后将舵机与舵机支架安装到位,舵盘与U型支架安装到位,不要安装舵盘与舵机的连接螺丝;连接32路舵机控制器到PC,打开PC端控制软件,将舵机回中位,是为精调;最后,拔下舵盘,重新定位U型支架的角度,再插好舵盘。调整中位完成!这样调整是比较快的。
好,机械臂机械部分全部组装调试完成,先来个全家福。

机械臂全家福

图11 机械臂全家福

机械臂实际应用

    在实际生活中,有很多机械臂的应用,比如下左图中那个大家伙:挖掘机手臂端挂接夹钳属具,具有可以拆楼房的实力!当然咱们这个AS-6DOF机械臂就没有那么大的力量啦,但是接受指令,夹个货物,放到指定位置,还是没有问题滴。

   大个儿机械臂   小个儿机械臂

      图12 大个儿头的机械臂                           图13 小个儿头的机械臂

相关链接

百度百科机械手臂   http://baike.baidu.com/view/2417569.htm
AS-6DOF机械臂      http://www.alsrobot.cn/goods-35.html
机械臂示教操作视频 http://v.youku.com/v_show/id_XNDkyOTQwODg4.html
机械臂定位夹取视频
http://v.youku.com/v_show/id_XMTcyOTQzMzIw.html

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