Механическая рука из дерева своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 18.09.2024
1️⃣ Вырезаем руку из коробочного картона, но не очень толстого.
2️⃣ Сгибаем пальцы в тех местах, где должны быть суставы.
3️⃣ Нарезаем трубочку примерно по длине фаланги.
4️⃣ Приклеиваем трубочки на клеевой пистолет или двусторонний скотч (пистолет надёжней) на каждую фалангу пальца. И частично на ладонь (как на фото).
5️⃣ Продеваем веревочки в каждый палец, на конце делаем узелок, чтобы верёвка не выскальзывала через трубочку. С другой стороны оставляем веревочку длинной, чтобы дёргать за неё. Можно сделать петли, чтобы надеть их на свои пальцы и как бы управлять.
Понравился сайт?Внесите вклад в его развитие, пожертвовав любую сумму на один из кошельков:
 | Z362885406241 R362083164409 U120255247698 |
Contribute to its development by donating any amount to one of the purse.
№1596 - Ваза птица из фанеры
Комментарии: 0
№1113 - Звездная ваза из фанеры
Комментарии: 0
Один из студентов Norwegian University of Science and Technology (NTNU) предложил гениально идею как сделать механическую руку робота из подручных материалов с минимальным вложением средств. В данной статье Вы ознакомитесь как всё это сделать.
Для создания руки робота используется кусок гофрированной пластиковой трубки, коробка от компакт-диска, бечевка, клей и изолента. Сам манипулятор получается достаточно прочным для того, чтобы удерживать, например, бутылку или сотовый телефон.
Сначала, сделайте шаблон механической руки робота на листе бумаги, используя вашу собственную руку. Разметьте шарниры для каждого "пальца".
Из пластиковой трубки, которую электромонтеры используют для прокладки проводов, сделайте "пальцы". Трубка легко режется обычным канцелярским ножом. Отрезайте трубку на длину равную расстоянию от конца вашего пальца до запястья. Сделайте это для всех "пальцев" роборуки. На получившихся трубках, следует разметить маркером шарниры и затем сделать V-образные вырезы для каждого сгиба.
Вставьте и закрепите нейлоновую бечевку в каждый палец-трубку. Оставьте достаточно длинные концы (вы всегда сможете их обрезать позже).
Используйте старую CD-коробку, чтобы получить кусочек пластмассы. С помощью вырезанного кусочка пластмассы соедините "пальцы": приклейте "пальцы" чуть ниже шарниров-костяшек.
Убедитесь, что вы расположили "пальцы" в правильном порядке.
Теперь можно удалить изоленту, фиксирующую бечевку, и сделать несколько витков изолентой, чтобы покрепче соединить "пальцы".
Большой "палец" приклейте так, как показано на фотографии, и для прочности зафиксируйте изолентой.
Воспользовавшись остатками вашей CD-коробки, сделайте запястье.
Кисть получившейся руки робота лучше укрепить, вставив ее в более жесткую трубку.
К "ладони" и концам "пальцев" можно приклеить поролон.
Рука робота может использоваться в самых различных проектах аниматроники. Для управления рукой можно использовать сервомоторы, соединив концы бечевки с "качалкой", закрепленной на их оси. Достаточно двух сервоприводов, чтобы рука робота "ожила". Один серводвигатель при этом соединяют с большим "пальцем", а другой - с остальными. Чтобы рука выглядела в аниматронных проектах более эффектно, на нее можно надеть мягкую тонкую перчатку.
Актуальность данной темы состоит в том, что в настоящее время роботы способны заменить человека в самых различных средах, будь то промышленная, военная, медицинская индустрия и т.д. Роботы могут выполнять за человека различные виды работ, полностью или частично заменить человеческий труд. Эти машины неприхотливы к условиям труда, им не нужно платить заработную плату, они могут работать без перерывов и отпусков, так же способны выполнять рутинную работу.
Цель: создание механической руки, способной выполнять различные действия с предметами, а именно: перемещать по горизонтали и по вертикали.
Задачи:
• Ознакомиться с системами управления роботов.
• Самостоятельное изготовление частей механической руки (детали механизма, электрической схемы).
• Найти подходящий материал и опциональные детали для создания робота.
• Обучится программировать на языке С++
• Написать программу для пропорционального управления.
• Написать программу для автономного выполнения работы, без участия человека.
• Обучиться технологии создания схем и пайке
СОЗДАНИЕ ПЕРВОЙ МОДЕЛИ РОБОРУКИ
Перед тем, как начать делать своего робота, я озадачился вопросом: а какого именно робота я хочу сделать? Я начал анализировать типы роботов: робота-андройда я не мог создать по нескольким причинам: у этого робота много подвижных деталей, сложно сделать каркас и трудно повторить внешний вид человека. Так же андроид сложен в управлении и потребляет много энергии.
Медицинский робот сложен в создании и очень чувствителен в управлении, тем более, самодельный робот вряд ли сможет кому-нибудь помочь, а может даже наоборот.
Бытового робота я не стал создавать по простой причине: а что он будет делать? Смысл его создания? Для того, чтобы бытовой робот был полезен, ему нужно множество опциональных деталей, которых я не имею.
Боевого робота и робота для обеспечения безопасности я не стал создавать из-за сложности создания, безнадобности, опасности и отсутствием опциональных деталей.
Идеальным вариантом стал промышленный робот: легок в управлении, легко создать каркас и подобрать опциональные детали, но промышленные роботы обычно крупногабаритные, поэтому я решил сделать уменьшенную копию промышленной роборуки.
Подходящим материалом для создания роборуки был обычный металлический конструктор, который лежал в шкафу многие годы. Плюсы конструктора: легкость, возможность построить практически любую фигуру и деталь. Минусы: конструктор легко гнётся.
В качестве приводов я использовал сервоприводы, которые заказал по интернету.
Сложнее всего было придумать, как же все-таки будет управлятся робот. Я решил пойти по сложному пути и заказал электронную плату arduino uno, которая программируется на языке С++. Встал новый вопрос: а как программировать на языке C++?
Так как плата Ардуино к моменту создания первой модели не успела прийти по почте, я стал искать альтенативные способы управления. Выбор пал на самолетное радиоуправление. Друг, который увлекается авиамоделизмом, одолжил мне приемник и передатчик от своего самолета, и я подсоединил все сервоприводы к приемнику и запитал его своим автомодельным аккомулятором.
Для закрепленя винтов и гаек, установки сервоприводов использовался набор отверток.
Сначала необходимо было сделать основание. Оно должно было быть устойчивым:
Следом, я закончил сборку подвижного основания, с помощью которого рука сможет вращаться вокруг своей оси:
Затем, я начал делать большое плечо.
Потом, настала очередь среднее плечо. Конечный вид большого и среднего плеч:
Затем, я собрал кисть робота и объединил с большим и средними плечами:
После этого я установил сервоприводы:
Однако возникла новая проблема: так как я обеспечил питание от автомодельного аккумулятора, который был более мощным, чем нужно сервоприводам, из-за этого регулятор, рассчитанный на небольшое количество маленьких сервоприводов, не справлялся и сильно грелся, а сервоприводы работали некорректно. Тогда было принято решение избавиться от одного плеча.
После этого я занялся сборкой финальной части – захвата. Сервоприводы способны поднять строго ограниченный вес, которые они способны поднять, поэтому необходимо было установить сервоприводы в строго определенных местах. После объединения всех деталей, за исключением большого плеча, и установки сервоприводов, модель приобрела законченный вид:
В качестве управления использовался авиамодельный пульт управления, который я позаимствовал на время у друга.
В качестве источника питания выступал автомодельный аккумулятор Turnigy nano-tech. Так же в данной модели аккумулятор служил противовесом.
Но сервоприводы способны поднять строго ограниченный вес, которые они способны поднять, поэтому необходимо было установить сервоприводы в строго определенных местах. Подключение сервоприводов к приёмнику не составило особого труда.
Первая модель оказалась не совсем удачной: она была неустойчивой, управление было неудобным, и потенциал сервоприводов был значительно снижен из-за самолетного регулятора напряжения, который был рассчитан только на маленькие сервоприводы, вследствие этого рука могла поднять только небольшой вес.
Рука в действии:
СОЗДАНИЕ ВТОРОЙ МОДЕЛИ РОБОРУКИ.
• Механическая часть
На создание второй модели механической руки времени было предоставлено крайне мало: чуть больше месяца. Однако роборука была готова в срок.
Сначала я приступил к созданию эскиза:
В качестве основания я решил использовать основу от игрушечного крана, так как оно обладало высокой устойчивостью.
Но прежде, чем приступить к работе с металлом, необходимо было сделать точную копию деталей механической руки из картона. На картонных деталях соблюдались все размеры в натуральную величину, были размечены места отверстий для оси вращения в местах сцепления, и отверстия для крепления сервоприводов. Это позволило сделать детали максимально точно и уменьшило шанс совершения ошибок.
Для разрезания металла использовались ножницы по металлу, а для изготовления отверствий использовался сверлильный станок. Для изгиба деталей была применена киянка и тиски, так как железный молоток имеет меньшую площадь контакта и продавливает детали, дела вмятины и сколы.
Когда все детали были готовы, их необходимо было отшлифовать, убрать с помощью надфиля заусеницы и обработать ацетоном, чтобы избавиться от жира.
Наконец, наступила очередь окраски.
После окраски детали приняли законченный вид.
Затем, из основания бывшего игрушечного крана был удален механизм вращения и установлен новый, который присоединялся к сервоприводу. Так как сервопривод был длиннее, чем доступное место в основании, то в нижней крышке, с помощью сверлильного станка и ножовки, было вырезано место под сервопривод.
Законченный вид руки:
• Программная часть
Было решено управлять роборукой с помощью платы Arduino Uno. Программирование осуществлялось на достаточно сложном языке С++. Сама программа писалась на компьютере в специальной программе, которую надо было скачать с официального сайта Arduino. Там же находилось драйвера для связи платы Arduino Uno с компьютером.
После изучения принципа программирования и основных команд, я написал первую программу: мигание светодиода. Специальной схемы для этого составлять не надо было, так как на плате уже установлен один светодиод.
Сам код выглядел следующим образом:
Таким образом, светодиод загорается на 5 секунд, а затем гаснет на 5 секунд, и эти действия продолжаются, пока есть питание.
Итак, я убедился, в том, что правильно написал программу и теперь могу приступить к работе с сервоприводами. Для них в программе установлена специальная библиотека для связи сервоприводов с платой. Так же там есть другие библиотеки: чтение и запись в последовательный порт, для работы с шаговыми электродвигателями, для подключения к интернету и много других, но они нам не понадобятся.
Готовая программа выглядела следующим образом:
Выполняя эту программу, сервопривод поворачивается на 20 градусов каждую секунду, пока не сделает оборот в 180 градусов, затем возвращается в исходное положение.
Но прежде, чем приступить к написанию программы для пропорционального управления, нужно было написать программу для мониторинга сопротивления от резистора, которым будет управляться сервопривод. С помощью этого кода можно узнать максимальное и минимальное значение резистора, которые будут применены в конечной программе.
В итоге, изменяя сопротивление резистора, я узнал, что его максимальное значение это 537, а минимальное 0.
Наконец, я приступил к созданию электронной схемы. Сначала я сделал основание 18х8см и крепление переменных резисторов на 10Ком из стеклотекстолита. Затем на основу я установил плату Arduino Uno, схему стабилизатора напряжения, монтажную плату для выхода на сервоприводы, монтажную плату входного делителя напряжения и кронштейны с установленными переменными резисторами.
Конечный вид схемы:
В качестве питания сервоприводов использовался блок питания на 9V, но во дальнейшем было принято решение использовать аккумулятор на 7.4V.
После этого я написал программу для пропорционального управления механической руки.
В итоге, изменяя сопротивление на резисторе, мы изменяем угол поворота сервопривода, и механическая рука совершает действия, которые ей зададут.
Следом, я приступил к написанию кода, при котором роборука будет совершать одни и те же действия бесконечно долго, пока к ней подведено напряжение.
В дальнейшем, 3 резисторы будут заменены на тензодатчики- датчики изгиба, и механическая рука будет управляться с помощью перчатки, повторяя движения моей биологической руки.
Моя рука стала победителем среди проектов по физике на конференции "Шаг в будущее". Ура.
Читайте также: