यूएसटेपर रोबोट आर्म 4: 5 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

यह मेरे रोबोटिक आर्म का चौथा पुनरावृत्ति है, जिसे मैंने हमारे यूस्टेपर स्टेपर कंट्रोल बोर्ड के लिए एक एप्लिकेशन के रूप में विकसित किया है। चूंकि रोबोट में 3 स्टेपर मोटर्स और एक्चुएशन के लिए एक सर्वो है (इसकी मूल कॉन्फ़िगरेशन में) यह यूस्टेपर तक ही सीमित नहीं है, लेकिन किसी भी स्टेपर ड्राइवर बोर्ड के साथ इसका उपयोग किया जा सकता है।

डिजाइन एक औद्योगिक पैलेटाइज़र रोबोट पर आधारित है - और अपेक्षाकृत सरल है। इसके साथ ही, मैंने डिजाइन के साथ आने और असेंबली में आसानी के लिए इसे अनुकूलित करने के साथ-साथ भागों को प्रिंट करने में आसानी के लिए अनगिनत घंटे बिताए हैं।

मैंने छपाई में आसानी और असेंबली की सादगी को ध्यान में रखते हुए डिजाइन किया। ऐसा नहीं है कि उन दो मापदंडों में सुधार करने का कोई तरीका नहीं है, लेकिन मुझे लगता है कि मैंने एक लंबा सफर तय किया है। इसके अलावा, मैं औद्योगिक रोबोटिक्स को एक स्तर तक नीचे खींचना चाहता हूं जहां शौकिया यह दिखा कर इसका पालन कर सकता है कि इसे अपेक्षाकृत सरल बनाया जा सकता है - इसे नियंत्रित करने के लिए गणित भी!

दोनों डिज़ाइन पर रचनात्मक प्रतिक्रिया के साथ एक टिप्पणी छोड़ने के लिए स्वतंत्र महसूस करें, लेकिन सबसे अधिक मैं इसे सभी (विशेष रूप से गणित) के लिए सुलभ बनाने के लिए कैसे करता हूं।

चरण 1: आवश्यक भाग, 3डी प्रिंटिंग और असेंबली

मूल रूप से आपको जो कुछ भी जानने की जरूरत है वह असेंबली मैनुअल में है। खरीदे गए और मुद्रित दोनों भागों और एक विस्तृत असेंबली निर्देश के साथ एक विस्तृत बीओएम है।

३डी प्रिंटिंग एक उचित गुणवत्ता वाले ३डी प्रिंटर (एफडीएम) पर की जाती है जिसकी परत ०.२ मिमी और ३०% इन्फिल्ट होती है। आप यहां भागों और निर्देशों का नवीनतम पुनरावृत्ति पा सकते हैं:

चरण 2: किनेमेटिक्स

हाथ को एक अनुमानित तरीके से इधर-उधर घुमाने के लिए आपको गणित करने की आवश्यकता है: OI ने इस प्रकार के रोबोट से संबंधित कीनेमेटीक्स के अपेक्षाकृत सरल विवरण के लिए बहुत सी जगहों को देखा है, लेकिन मुझे ऐसा कोई नहीं मिला है जो मुझे विश्वास है कि चालू था एक स्तर पर ज्यादातर लोग इसे समझ सकते थे। मैंने किनेमेटिक्स का अपना संस्करण पूरी तरह से त्रिकोणमिति पर आधारित किया है, न कि मैट्रिक्स ट्रांसफॉर्म जो काफी डरावना लग सकता है यदि आपने पहले कभी उस सामान पर काम नहीं किया है - हालांकि, वे इस विशेष रोबोट के लिए काफी सरल हैं क्योंकि यह केवल 3 डीओएफ है।

कम से कम मुझे लगता है कि संलग्न दस्तावेज़ में मेरा दृष्टिकोण अपेक्षाकृत आसान तरीके से लिखा गया है। लेकिन एक नज़र डालें और देखें कि क्या यह आपको समझ में आता है!

चरण 3: किनेमेटिक्स की कोडिंग

पूर्व में प्रदान की गई गणनाओं के साथ भी किनेमेटिक्स को समझना मुश्किल हो सकता है। तो यहां सबसे पहले एक ऑक्टेव कार्यान्वयन है - ऑक्टेव एक निःशुल्क टूल है जिसमें मैटलैब में कई समान विशेषताएं पाई जाती हैं।

एल1ओ = 40;ज़ो = -70; एल_2 = 73.0; औ = १८८.०; अल = १८२.०; लो = ४७.०; अपरर्मलेन = औ; लोअरअर्मलेन = अल; एक्सऑफसेट = लो; ZOFFSET = L_2; AZOFFSET = ज़ो; AXOFFSET = L1o; डिस्प ('कोड इम्प्लीमेंटेशन') डिस्प ('इनपुट एंगल्स:') रोट = डीग२रेड (३०); दायां = deg2rad (142.5); बाएं = deg2rad (50); rad2deg (रोट) rad2deg (दाएं) rad2deg (बाएं) T1 = सड़ांध; # आधार T2 = दाएं; # कंधे T3 = बाएं; # कोहनी #FW कीनेमेटीक्स कोण से XYZ प्राप्त करने के लिए: disp ('गणना X, Y, Z:')) z = ZOFFSET + sin(right)*lowerarMLEN - cos(left - (pi/2 - right))*UPPERARMLEN + AZOFFSET k1 = sin(left - (pi/2 - right))*UPPERARMLEN + cos(right)* लोअरअर्मलेन + एक्सऑफ़सेट + एक्सऑफ़सेट; x = cos(rot)*k1 y = sin(rot)*k1 ## XYZ से कोण प्राप्त करने के लिए उलटा किनेमेटिक्स: रोट = atan2(y, x); x = x - cos(rotation)*AXOFFSET; y = y - पाप (सड़ांध) * AXOFFSET; z = z - AZOFFSET-ZOFFSET; L1 = sqrt(x*x + y*y) - XOFFSET; एल२ = वर्ग ((एल१)*(एल१) + (जेड)*(जेड)); ए = (जेड) / एल 2; b = (L2*L2 + LowerarMLEN*lowerarmlen - UPPERARMLEN*UPPERARMLEN)/(2*L2*lowerarMLEN); सी = (लोअररमेलन*लोवरअर्मलेन + अपरर्मलेन*अपरर्मलेन - एल2*एल2)/(2*लोअरर्मलेन*अपरर्मलेन); दायां = (atan2(a, sqrt(1-a*a)) + atan2(sqrt(1-b*b), b)); बाएं = atan2 (वर्ग (1-सी * सी), सी); ##आउटपुट परिकलित कोण डिस्प ('आउटपुट एंगल्स:') रोट = rad2deg (रोट) राइट = rad2deg (राइट) लेफ्ट = rad2deg (बाएं)

उपरोक्त लिपि के साथ आपके पास मूल रूप से आगे और पीछे कीनेमेटीक्स के लिए कार्यान्वयन तैयार कोड है।

फॉरवर्ड किनेमेटिक्स आप गणना के लिए उपयोग करते हैं कि आप मोटर कोणों के दिए गए सेट के साथ कहां समाप्त होंगे। उलटा कीनेमेटीक्स तब (उलटा करें) गणना करेगा कि आपको वांछित x, y, z स्थिति पर समाप्त होने के लिए किन मोटर कोणों की आवश्यकता है। मोटर आंदोलन पर बाधाओं को तब डाला जाना चाहिए, जैसे उदा। घूर्णी आधार केवल 0 से 359 डिग्री तक जा सकता है। इस तरह आप सुनिश्चित करते हैं कि आप उन पदों पर नहीं जाएंगे जो संभव नहीं हैं।

चरण 4: बात चल रहा है

हम किनेमेटिक्स पुस्तकालय कार्यान्वयन के साथ काफी नहीं हैं, इसलिए मैं अभी तक प्रदान नहीं कर सकता। लेकिन मैं आपको एक वीडियो दिखा सकता हूं कि यह कैसे चल रहा है। यह बियरिंग्स और बेल्ट ड्राइव के उपयोग के कारण काफी स्थिर और चिकनी है, इसके अलावा ड्राइव की उचित गुणवत्ता जो यहां uStepper S बोर्ड है।

चरण 5: अतिरिक्त अंतिम प्रभाव

मैंने 3 अतिरिक्त एंड इफ़ेक्टर्स डिज़ाइन किए हैं। एक बिल्कुल क्षैतिज ग्रिपर है, दूसरा एक नियमित यूरोपीय बियर या सोडा कैन फिट बैठता है और अंत में एक वैक्यूम ग्रिपर सिस्टम है जो आपको वैक्यूम कप, पंप और वाल्व पर फिट करने में सक्षम बनाता है।

सभी यहां उपलब्ध होंगे या उपलब्ध होंगे (3डी एसटीएल फाइलें और निर्देश):