Ασύρματο ρομποτικό χέρι που ελέγχεται με χειρονομία και φωνή: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Βασικά αυτό ήταν το έργο του κολλεγίου μας και λόγω έλλειψης χρόνου για την υποβολή αυτού του έργου ξεχάσαμε να τραβήξουμε φωτογραφίες ορισμένων βημάτων. Σχεδιάσαμε επίσης έναν κώδικα με τον οποίο μπορεί κανείς να ελέγξει αυτό το ρομποτικό χέρι χρησιμοποιώντας χειρονομία και φωνή ταυτόχρονα, αλλά λόγω έλλειψης χρόνου δεν μπορέσαμε να τον εφαρμόσουμε καθώς τότε έπρεπε να κάνουμε αλλαγές σε ολόκληρο το κύκλωμα και επίσης σχεδιάσαμε έναν κώδικα χρησιμοποιώντας το οποίο μπορείτε να ελέγξετε αυτό το έργο χρησιμοποιώντας μόνο φωνή χρησιμοποιώντας μόνο τον πίνακα Arduino μόνο τότε δεν θα χρειαστείτε ασπίδα EasyVR που είναι δαπανηρή, οπότε είναι φθηνή μέθοδος για να φτιάξετε ρομπότ φωνητικού ελέγχου. Ο κώδικας επισυνάπτεται παρακάτω. Ο στόχος αυτού του έργου είναι να σχεδιάσει ένα μηχανικό χέρι και ένα γάντι ελέγχου (για ανθρώπινο χέρι). Το μηχανικό χέρι θα λειτουργήσει ως σκλάβος μιμούμενος τη δράση του γαντιού ελέγχου (ανθρώπινο χέρι) το οποίο θα λειτουργήσει ως κύριος. Το μηχανικό χέρι έχει σχεδιαστεί με σερβοκινητήρες, χειριστήριο και μονάδα xbee. Το γάντι ελέγχου θα σχεδιαστεί με τη χρήση εύκαμπτων αισθητήρων, ελεγκτή και μονάδας xbee. Το γάντι ελέγχου είναι τοποθετημένο με εύκαμπτους αισθητήρες. Ο ελεγκτής διαβάζει την αλλαγή τάσης όταν οι πρώτοι αισθητήρες κάμπτονται και στέλνουν δεδομένα ασύρματα χρησιμοποιώντας τη μονάδα xbee στο μηχανικό χέρι, γεγονός που θα ενεργοποιήσει τα servos να κινηθούν σύμφωνα με τις χειρονομίες που γίνονται με το χέρι. Αυτή η συσκευή μπορεί να βοηθήσει στην ελαχιστοποίηση της απαίτησης φυσικής παρουσίας ενός ανθρώπου σε μέρη όπου η ανθρώπινη παρέμβαση είναι λιγότερο απαραίτητη (Π.χ.: χημικές βιομηχανίες, διάχυση βομβών κ.λπ.).

Αν το βρείτε χρήσιμο, μπορείτε να το ψηφίσετε.:)

Βήμα 1: Διάγραμμα αποκλεισμού

Βήμα 2: Απαιτούμενα υλικά

Οι εικόνες συστατικών σε αυτήν την ενότητα έχουν ληφθεί από το amazon.in και ο σύνδεσμος για αυτά τα στοιχεία παρέχεται παρακάτω:

1. Flex Sensor (x6)-(https://www.amazon.in/Linwire-Robodo-Flex-Sensor-…

2. Σύρματα για σύνδεση

3. Vero Board-(https://www.amazon.in/AnandCircuits-PCB-FR2-Board-…)

4. Αντίσταση 10 K ohm (x5)

5. XBEE Module Series 1 (x2)

6. XBEE Arduino Shield (x2)-(https://www.amazon.in/Bluetooth-Shield-Wireless-Co…)

7. Πλακέτα Arduino Uno (x2)-(https://www.amazon.in/Bluetooth-Shield-Wireless-Co…)

8. Κάλτσες

9. πανί για κάλυψη Βραχίονας

10. Χαρτόνι

11. σερβοκινητήρες-5 sg90 servo (δάχτυλα), 1 Mg996r σερβο (βραχίονας)-(https://www.amazon.in/Robodo-Electronics-Tower-Mic…)

12. φερμουάρ-(https://www.amazon.in/4STRON-Antistatic-Heavy-200m…)

13. κλωστή ψαρέματος

14. κάλτσες

Βήμα 3: Σχεδιασμός μηχανικού χεριού

Βήματα σχεδιασμού

Για εξαρτήματα θα χρειαστείτε μερικές κλειδαριές με φερμουάρ, ένα καρούλι νήματος (γραμμή αλιείας), 5 σωλήνες μελανιού, 5 σερβοκινητήρες και ένα arduino. Για τη δομή των δακτύλων χρησιμοποιούνται πιστόλι θερμής κόλλας και ραβδιά κόλλας.

Βήμα 1: Σε ένα κομμάτι χαρτί, σημειώστε την απόσταση μεταξύ των δακτύλων σας όπως φαίνεται στο παρόν και εκχωρήστε σε καθένα έναν αριθμό αναφοράς, ώστε να μπορείτε να καθορίσετε ποιο δάχτυλο είναι ποιο αργότερα. Αντιγράψτε κάθε αριθμό στο αντίστοιχο φερμουάρ.

Βήμα 2: Πάρτε τις αντίστοιχες μετρήσεις των αρθρώσεων κάθε δακτύλου συμπεριλαμβανομένου του ροζ δακτύλου σύμφωνα με τις ιδανικές μετρήσεις ανθρώπινων χεριών.

Βήμα 3: Σημειώστε τις ενδείξεις στα φερμουάρ και αφήστε χώρο 2 εκατοστών το καθένα για λόγους κάμψης. Κάντε ένα διαφορετικό σημάδι στο μέρος που πρέπει να διπλωθεί, ιδανικά είναι 1 εκατοστό περίπου και από τις δύο αρθρώσεις.

Βήμα 4: Διπλώστε τις κλειδαριές με φερμουάρ στα επισημασμένα σημεία και πιέστε σταθερά προς τα κάτω για να βεβαιωθείτε ότι είναι ένα σφιχτό δίπλωμα με τη βοήθεια ξύλινου μπλοκ ή άλλου βαρύ υλικού. Επαναλάβετε αυτήν τη διαδικασία για τις υπόλοιπες κλειδαριές με φερμουάρ.

Βήμα 5: Τώρα κόψτε τους σωλήνες μελανιού σε μήκος 2 εκατοστών και τοποθετήστε τους τον καθένα στον σύνδεσμο χρησιμοποιώντας ζεστή κόλλα. Αυτή η απόσταση επιτρέπει στα δάχτυλα να λυγίζουν ελεύθερα.

Βήμα 6: Τυλίξτε κάθε ένα από τα τμήματα με νήμα για να προσθέσετε σχήμα και όγκο στα δάχτυλα. Αυτό θα λειτουργήσει επίσης για την ενίσχυση της δομής καθενός από τα ψηφία.

Βήμα 7: Τώρα, σύμφωνα με τα προηγούμενα βήματα, κάντε τα υπόλοιπα δάχτυλα. Αποφύγετε τη χρήση υπερβολικής θερμής κόλλας καθώς προσθέτει βάρος και οδηγεί σε πρόβλημα κάμψης των σπυριών. Αφήνουμε τα μανιτάρια να στεγνώσουν για ένα λεπτό, μπορούμε να αφαιρέσουμε την περίσσεια ζεστής κόλλας με τη χρήση χαρτιών άμμου και σχετικά μπορούμε να τη διαμορφώσουμε σύμφωνα με τα ανθρώπινα δάχτυλα.

Βήμα 8: Τώρα για την παλάμη, τοποθετήστε κάθε δάχτυλο εκτός από τον αντίχειρα σε απόσταση 2 cm, έτσι ώστε τα δάχτυλα να έχουν την ίδια ατομικότητα για να λυγίζουν και να επιστρέφουν στην αρχική του θέση όταν το σερβίς έρθει στη θέση 0.

Βήμα 9: Για να έχουν τα δάχτυλα ίσο χώρο, τοποθετήστε ένα κομμάτι ραβδί θερμής κόλλας κάθε 3 εκατοστών μεταξύ των δακτύλων με τη χρήση θερμής κόλλας. Για τη στερέωση των ngers, δέστε όλα τα ngers, συμπεριλαμβανομένων των μπαστουνιών ζεστής κόλλας που συνδέονται μεταξύ τους με κάθε νήμα και εφαρμόστε ένα λεπτό στρώμα ζεστής κόλλας για τελικό αποτέλεσμα.

Βήμα 10: Τώρα ενώστε τον αντίχειρα υπό γωνία προς το χέρι από πίσω, καθώς η γραμμή αλιείας θα τραβήξει τον αντίχειρα ανάλογα, θα κάνει μια λαβή ίδια με το ανθρώπινο χέρι. Κόψτε το επιπλέον φερμουάρ του αντίχειρα καθώς προσθέτει μπλοκάρισμα στη διαδρομή κάμψης.

Βήμα 11: Προσθέστε τη γραμμή περιστροφής σε κάθε δάχτυλο μέσω των σωλήνων μελανιού. Στο επάνω άκρο του δακτύλου δέστε έναν κόμπο της γραμμής του κορμού έτσι ώστε να παραμείνει στη θέση του.

Βήμα 12: Το τελευταίο βήμα είναι να στερεώσετε τη γραμμή περιστροφής κάθε δακτύλου στον αντίστοιχο σερβοκινητήρα στη μέγιστη θέση του. Βεβαιωθείτε ότι όταν περιστρέφεται το σερβο, έχει απομείνει αρκετή πετονιά για να λυγίσουν τα δάχτυλά σας. Στερεώστε τη γραμμή αλιείας στον άξονα του σερβοκινητήρα συνδέοντας σφιχτά τους κόμβους.

Βήμα 4: Σχεδιασμός γαντιών ελέγχου

Ρύθμιση κυκλώματος αισθητήρα

Οι αντιστάσεις που χρησιμοποιούνται είναι 10ΚΩ. Το κύριο καλώδιο GND, το οποίο συνδέεται με όλα τα μεμονωμένα καλώδια GND από τους αισθητήρες, συνδέεται με το GND του arduino. Το +5V από το arduino πηγαίνει στο καλώδιο θετικής τάσης και κάθε μπλε σύρμα συνδέεται σε ξεχωριστό αναλογικό πείρο εισόδου. Στη συνέχεια, κολλήσαμε το κύκλωμα σε ένα μικρό veroboard. Ένα που θα μπορούσε να τοποθετηθεί εύκολα στο γάντι. Μπορέσαμε επίσης να κολλήσουμε τα καλώδια στους αισθητήρες σχετικά εύκολα και χρησιμοποιήσαμε θερμοσυρρίκνωση για να βεβαιωθούμε ότι δεν υπάρχουν σορτς. Στη συνέχεια τυλίξαμε την περιοχή όπου τα καλώδια συνδέονται με τους αισθητήρες με ηλεκτρική ταινία για να σταθεροποιηθούν οι αισθητήρες. Κοντά στο κάτω μέρος, όπου είναι τοποθετημένα τα καλώδια, οι αισθητήρες είναι λίγο πιο αδύναμοι και η ταινία εξασφαλίζει ότι δεν θα λυγίσουν και δεν θα υποστούν ζημιά.

Ράψτε κάθε άκρη αισθητήρα στην περιοχή κάθε δακτύλου ακριβώς πάνω από όπου θα ήταν το κάθε νύχι σας. Στη συνέχεια, για κάθε αισθητήρα, κάντε χαλαρούς βρόχους γύρω τους με νήμα και στις δύο αρθρώσεις σε κάθε δάχτυλο. Μόλις κάθε αισθητήρας είναι στη θέση του και γλιστράει όμορφα κάτω από τους βρόχους του νήματος. Στη συνέχεια, ράψαμε το veroboard πάνω στον καρπό του γαντιού. Μετά το ράψιμο των αισθητήρων κάμψης το γάντι και επίσης στο στήριγμα του αγκώνα συνδέστε όλα τα καλώδια με τη σανίδα veroboard και το arduino uno. Διορθώστε τις συνδέσεις σε ένα φύλλο χαρτονιού.

Βήμα 5: Λογισμικό

Τα βήματα για τη δημιουργία ασύρματης επικοινωνίας μεταξύ δύο xbees είναι τα εξής:

- Κατεβάστε το λογισμικό Arduino IDE και εγκαταστήστε το στο σύστημά σας.

- Τώρα ανοίξτε το παράθυρο λογισμικού arduino. Έτσι θα μοιάζει.

- Επαληθεύστε αυτόν τον κωδικό χρησιμοποιώντας την επιλογή compile (σύμβολο σήμανσης κάτω από την επιλογή le) για να ελέγξετε για σφάλματα και στη συνέχεια να τον αποθηκεύσετε.

- Αφού το μεταγλωττίσετε επιλέξτε τη θύρα (στην επιλογή Εργαλεία) σε ποια πλακέτα θέλετε να ανεβάσετε τον κώδικα.

- Ανεβάστε αυτόν τον κωδικό στον πίνακα arduino UNO R3. το ανεβάζουμε για να κάνουμε το arduino μια θύρα USB για τη συγκέντρωση μονάδας xbee s1.

- Τώρα τοποθετήστε την ασπίδα adruino xbee στον πίνακα arduino και στη συνέχεια τοποθετήστε τη μονάδα xbee s1 στην ασπίδα arduino xbee. Μετά από αυτήν τη ρύθμιση, μεταβείτε στη λειτουργία USB χρησιμοποιώντας το κουμπί διαφάνειας στην ασπίδα arduino xbee. Στη συνέχεια, συνδέστε και τα δύο arduino στη θύρα usb του φορητού υπολογιστή χρησιμοποιώντας USB και κάντε λήψη του λογισμικού X-CTU.

- Τώρα ανοίξτε το παράθυρο X-CTU.

- Τώρα κάντε κλικ στο Προσθήκη συσκευών ή Ανακαλύψτε συσκευές για να προσθέσετε μονάδες ραδιοφώνου στη λίστα.

- Αφού προσθέσετε συσκευές, κάντε κλικ σε αυτές για να αλλάξετε τη συγκέντρωσή τους. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Το αναγνωριστικό PAN πρέπει να είναι το ίδιο τόσο για τον συντονιστή όσο και για το τελικό σημείο, διαφορετικά δεν θα επικοινωνούν. Όταν εκχωρείτε το ίδιο αναγνωριστικό PAN και για τις δύο μονάδες, τότε μπορούν να ανιχνεύσουν ο ένας τον άλλον για επικοινωνία.

- Τώρα κάντε κλικ στο Προσθήκη συσκευών ή Ανακαλύψτε συσκευές για να προσθέσετε μονάδες ραδιοφώνου στη λίστα.

- Αφού προσθέσετε συσκευές, κάντε κλικ σε αυτές για να αλλάξετε τη συγκέντρωσή τους. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Το αναγνωριστικό PAN πρέπει να είναι το ίδιο τόσο για τον συντονιστή όσο και για το τελικό σημείο, διαφορετικά δεν θα επικοινωνούν. Όταν εκχωρείτε το ίδιο αναγνωριστικό PAN και για τις δύο μονάδες, τότε μπορούν να ανιχνεύσουν ο ένας τον άλλον για επικοινωνία.

- Τώρα μεταβείτε στη λειτουργία εργασίας των κονσολών και κάντε κλικ στο άνοιγμα της σειριακής σύνδεσης με τη μονάδα ραδιοφώνου και για τις δύο συσκευές. Μετά την επιλογή θα εμφανιστεί πράσινο χρώμα.

- Τώρα πληκτρολογήστε οποιοδήποτε μήνυμα στο πλαίσιο συντονισμού, για παράδειγμα πληκτρολογήστε hi, hello κ.λπ. Το πλαίσιο στο οποίο πληκτρολογείτε το κείμενο θα εμφανιστεί μπλε.

- Τώρα κάντε κλικ στο τελικό πλαίσιο σημείου θα δείτε το ίδιο μήνυμα σε αυτό το πλαίσιο αλλά με κόκκινο χρώμα που υποδεικνύει ότι το μήνυμα έχει ληφθεί από άλλη συσκευή. Μετά από επιτυχή συγκέντρωση και επικοινωνία μεταξύ ενοτήτων συντονιστή και τελικού σημείου, είναι έτοιμα να χρησιμοποιηθούν στο κύκλωμα.

- Βήματα για την τελική κωδικοποίηση της ασύρματης επικοινωνίας του πομπού και του δέκτη {Γράψτε τον κωδικό για το γάντι ελέγχου στο λογισμικό arduino και επιλέξτε τη θύρα (εδώ για παράδειγμα: COM4 είναι η θύρα για το μπλοκ trasnmitter) την οποία θέλετε να κάνετε μπλοκ πομπού (συντονιστής). Τώρα ανεβάστε το σε αυτόν τον πίνακα Arduino UNO. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Όταν ανεβάζετε οποιονδήποτε κώδικα στο arduino αποσυνδέστε (αφαιρέστε) την ασπίδα arduino xbee ή οποιαδήποτε σύνδεση σε αυτήν.

{Γράψτε τον κωδικό για το μηχανικό χέρι στο λογισμικό arduino και επιλέξτε τη θύρα (εδώ για παράδειγμα: COM5 είναι η θύρα για το μπλοκ δέκτη) την οποία θέλετε να κάνετε μπλοκ δέκτη (τελικό σημείο). Τώρα ανεβάστε το σε αυτόν τον πίνακα arduino UNO.

Βήμα 6: Διάγραμμα ροής

Βήμα 7: ΚΩΔΙΚΟΣ:

Σχεδιάσαμε επίσης έναν κώδικα με τον οποίο μπορείτε να ελέγχετε το ρομποτικό χέρι με χειρονομία και φωνή ταυτόχρονα, αλλά θα χρειαστεί πολλές εξηγήσεις για το πώς να τον ενσωματώσετε στο έργο, γι 'αυτό δεν τον επισυνάψαμε εδώ. Εάν κάποιος φορέας χρειάζεται αυτόν τον κωδικό, σχολιάστε κάτω από το αναγνωριστικό email σας. Σε αυτό το βίντεο ο φορητός υπολογιστής χρησιμοποιείται μόνο για την παροχή τάσης και στα δύο arduinos καθώς είχαμε προβλήματα με την μπαταρία καθώς αποστραγγίζονται πολύ γρήγορα.