Braç robòtic imprès en 3D: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Es tracta d’un remix del braç robòtic realitzat per Ryan Gross:

Subministraments

Els productes següents són els articles que s’utilitzen en aquesta instrucció. És possible que trobeu diferents variacions, ja que totes són peces estàndard i electrònica. Tingueu en compte que algunes parts impreses en 3D s’han adaptat per a aquests articles, de manera que el vostre quilometratge pot variar. He inclòs fitxers Fusion360 a la pàgina de Thingiverse per si heu de fer ajustos menors.

• 4x Servo Horn 25T:
• Servos 4x TowerPro MG996R de 10 kg:
• Cargols avellanats M3 de 8 x 8 mm: podeu utilitzar cargols més curts, però he utilitzat uns de 8 mm de longitud i no he tingut cap problema amb el joc a l'interior de la part de l'avantbraç.
• Cargols de capçal M3 de 12x 10mm. És possible utilitzar 20 en aquest projecte, però no és necessari.
• 12x M3 Square Nuts 5.5x1.8mm: https://www.amazon.co.uk/gp/product/B075YSD5TN/ És possible utilitzar 20 en aquest projecte, però no és necessari.
• Cordó elàstic de niló / xoc de 3 mm (5 m)
• Micro Servo MG90S amb Servo Horns
• Arduino o un microcontrolador similar
• Tauler de controlador PWM / Servo
• Bateries / font d'alimentació ~ 5-6V

Pas 1: Preparació de les politges servo

Prepareu el següent:

• 4x politges servo (impreses en 3D)
• 4x Servo Horns
• 8x cargols M3 avellanats

1. Col·loqueu el Servo Horn a través del forat de la Servo Politja de manera que la ranura dentada sobresurt lleugerament per la base de la Politja.
2. Cargoleu dos dels cargols avellanats pels orificis de la politja i la banya.
3. Repetiu per a les 4 politges.

Pas 2: assegurar els servos

Prepareu el següent:

• Suport de servo (imprès en 3D)
• Servos 4x TowerPro MG996R de 10 kg
• Cargols M3 de 8x (mínim) de 10 mm
• 8x (mínim) femelles quadrades M3

1. Introduïu les femelles quadrades a les trampes. Pot ser que hagueu de situar-los acuradament per alinear-los amb els forats del servo.
2. Fixeu el servo al suport amb els cargols. Aneu amb compte de no apretar-los massa, només heu de mantenir els motors al seu lloc. Podeu optar per utilitzar tots els forats del suport, però no és necessari. A les imatges, només n'he fet servir dos per servo.
3. Repetiu-ho per als 4 servos. L'orientació és important: assegureu-vos que l'eix d'engranatge 25T estigui més a prop dels pilars centrals dels suports.
4. La gestió del cable és important. Enfileu els cables pel forat entre els pilars centrals. Es guiaran a través de la carcassa de l'avantbraç.

Pas 3: afegir les politges servomotores als servos

Prepareu el següent:

• Servo Holder completat
• 4x Servo Politges completades
• 4x cargols M3 de 4 mm (solen venir amb els servos)

1. Premeu cada politja sobre cada eix del motor. L’orientació exacta no importa en aquest moment; ho modificareu més endavant.
2. Assegureu la politja amb el cargol. El meu va venir amb els servos, però comproveu el contingut dels que feu per si necessiteu comprar-ne alguns per separat.

S'ha completat el muntatge del servo

Pas 4: Muntatge de la mà

Prepareu el següent:

• Palm (imprès en 3D)
• Dits (impresos en 3D
• Cordó elàstic de niló
• Micro Servo MG90S

1. Enfileu un dels extrems del cordó de niló per un dels forats de la part posterior de la palma i pels forats del dit corresponent. Si teniu dificultats per empènyer el cordó a causa dels extrems desgastats, proveu d'embolicar-lo amb una cinta adhesiva perquè el final quedi més suau.
2. Torneu a col·locar el niló en si mateix i a través del segon conjunt de forats del dit i, finalment, per l'altre forat del palmell.
3. Tenseu el niló i lligueu els dos extrems del cordó en un doble nus. Proveu de doblegar el dit i assegureu-vos que es torni cap enrere cap amunt. Si no és així, haureu de lligar els extrems més fort.
4. Talleu els extrems del cordó a prop del nus. Pot ser una bona idea cantar els extrems del niló amb un soldador per evitar que es trenquin, però això no sempre és necessari.
5. Repetiu els passos 1-4 per als 3 dits restants. Tot i que he demostrat amb tots els dits impresos diferents, és possible que preferiu barrejar i combinar diferents longituds / amplades amb el que millor s’adapti a les vostres necessitats.
6. Lligueu el polze amb el mateix mètode que l'anterior.
7. Col·loqueu el micro servo (amb el servocorn inclòs) al polze. Hauria de ser ajustat a pressió (intenteu no trencar el motor), però un punt de cola pot ajudar-lo a mantenir-lo al seu lloc. No us preocupeu, podeu treure el motor descargolant-lo de la banya fent servir el forat de l’articulació del polze.
8. Introduïu el cable pel forat del palmell i empenyeu el motor a la seva ranura. (El disseny que descarregueu pot ser lleugerament diferent del que es mostra, ja que aquest pessiga una mica el cable quan inseriu el motor.)

La mà s'ha completat

Pas 5: connectar els dits als servos

Prepareu el següent:

• Servos en suport
• Palm construït
• Avantbraç (imprès en 3D)
• Canell (imprès en 3D)
• Cola de plàstic
• Arduino (o un microcontrolador similar): he utilitzat un Arduino Uno.
• Taula de control de servo: he utilitzat l’Adafruit de 16 canals de 12 bits PWM / Servo Shield
• Línia de pesca
• 4 cargols M3x10mm
• 4 x femelles quadrades M3

1. Connecteu els servos a la placa del controlador de servos. Trieu un ordre que tingui sentit per a vosaltres. He connectat els servos anteriors als ports 0 i 2 i els servos posteriors al 4 i 6.
2. Descarregueu el fitxer del projecte de calibratge del servo des de GitHub. Probablement haureu de modificar els valors en funció de com heu connectat els servos o si tenen un rang de codificador lleugerament diferent. Sou responsable d’aquesta etapa, així que tingueu cura de no passar-los més enllà del seu punt de seguretat per girar.
3. Executeu el programa de manera que tots els servos estiguin en la posició més avançada.
4. Traieu les botzines del servo i gireu-les segons les fotos. Això els situa en la millor posició per retirar els dits un cop connectats a través de la línia de pesca. Proveu-lo girant els servos cap enrere, haurien d’acabar com es mostra a la següent foto.
5. Tingueu en compte com heu connectat els servocables. Ara desconnecteu-los perquè pugueu inserir els cables a través de l'encaminament a l'avantbraç i torneu-los a connectar a la part inferior. Si és possible, passeu també el cable servo del polze per la ruta (des de la part superior de l'avantbraç).
6. Enganxeu la peça del canell a la mà. Només hi ha una orientació que permetrà que els dos s’uneixin junts. Assegureu-vos que el cable del motor del polze està inclinat per la ranura més llarga del canell.
7. Enfileu la línia de pesca pels dits, la palma, la guia del canell i després la servo guia. A continuació, enfileu cada línia a través d’una de les banyes servo. El quart i el petit dit haurien d’estar a la mateixa banya. Assegureu-vos de filar la línia de manera que no fregui cap altra línia.
8. Feu un nus a cadascuna de les banyes, deixant la línia a l'extrem del dit solta. Deixeu prou joc per fer nusos més tard.
9. Assegureu el suport del servo a l'avantbraç mitjançant els cargols i les femelles de les trampes de femelles.
10. Pega al canell a la part superior de l'avantbraç.
11. Feu nusos a la punta de cada dit. És possible que trobeu una mica de fluix a la línia de pesca, cosa normal. Per tornar a estrènyer la línia, traieu les banyes del servo i gireu-les de la mà fins que s'ensenyi la línia. A continuació, torneu a fixar les banyes als servos.
12. Proveu la mà executant el programa que tanca el puny.

Si tot funciona, ja està a punt! Ben fet

Pas 6: Acabar

La construcció principal està acabada i ja podeu jugar amb el vostre nou robot.

Preneu-vos una mica de temps per entendre els vostres motors, el vostre microcontrolador i les seves limitacions. Intenteu fer alguna aplicació que el controli, potser una biblioteca en l'idioma escollit. Pirateja les parts (tots els fitxers de disseny s’inclouen a la pàgina de Thingiverse) i millora’ls; si ho fas, envia’m un missatge i potser arribarà a la propera revisió.

El més important: diverteix-te i continua aprenent:)