Ρομποτικό χέρι ASL (αριστερά): 9 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Το έργο αυτό το εξάμηνο ήταν να δημιουργήσει ένα τρισδιάστατο τυπωμένο αριστερό χέρι που είναι ικανό να επιδείξει το αλφάβητο της αμερικανικής νοηματικής γλώσσας για κωφά και άτομα με προβλήματα ακοής σε περιβάλλον τάξης. Η προσβασιμότητα για την επίδειξη της Αμερικανικής Νοηματικής Γλώσσας σε μια τάξη χωρίς την παρουσία διερμηνέα θα διευκολύνει τη ζωή του φοιτητή καθώς και του πανεπιστημίου ή του ιδρύματος. Η λύση που παρουσιάζεται θα βοηθήσει στη γεφύρωση του χάσματος μεταξύ της ακοής και των ατόμων με προβλήματα ακοής με πολύ πιο αποτελεσματικό τρόπο. Η νοηματική γλώσσα είναι χειρονομίες που επικοινωνούν γλώσσες με τη χρήση κινήσεων των χεριών. Μελέτες δείχνουν μια τάση αυξημένης ανάγκης για την ερμηνεία της νοηματικής γλώσσας. Μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια η ζήτηση για διερμηνείς νοηματικής γλώσσας αναμένεται να αυξηθεί κατά 20%. Το προϊόν της ομάδας μας θα εξοικονομήσει χρόνο, χρήμα και θα ωφελήσει τα σχολεία παρέχοντας τη δυνατότητα πρόσβασης διερμηνέα ανά πάσα στιγμή.

Προμήθειες

• Κινητήρας- MG996R (5x)
• Κόλλα Superglue-Pacer Technology (Zap) Zap-A-Gap
• Arduino Uno
• Καλώδιο- Trilene 20lb 650yd
• Extech Instruments DC Ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό
• Νήμα Filament-PLA (3D Printer)
• Τρισδιάστατος εκτυπωτής
• Motor Driver-12-Bit PWM Servo Motor Driver
• 1.4mm., 2.0mm., 3.0mm., 4.0mm. Κατσαβίδι κεφαλιού Phillip

Βήμα 1: Συναρμολόγηση δακτύλων

Βήμα 1α) Στείλτε εξαρτήματα στον τρισδιάστατο εκτυπωτή για να ξεκινήσει η διαδικασία.

Βήμα 1β) Μόλις εκτυπωθούν τα δάχτυλά σας, φροντίστε να κρατήσετε κάθε μεμονωμένο δάχτυλο ξεχωριστό από το επόμενο για να αποφύγετε την ανάμειξη τεμαχίων μεταξύ τους. Για να συναρμολογήσετε αποτελεσματικά κάθε δάχτυλο, επισημάνετε και τα έξι στοιχεία από το μεγαλύτερο στο μικρότερο με τους αριθμούς 1 έως 6.

Βήμα 1γ) Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας κόλλα Krazy ή οποιαδήποτε άλλη ισχυρή κόλλα, κολλήστε τα εξαρτήματα 2 και 3 μαζί εξασφαλίζοντας ότι έχουν την ίδια κατεύθυνση. Κάθε στοιχείο έχει μια εσοχή ορθογωνίου που προορίζεται να βοηθήσει στην ευθυγράμμιση των στοιχείων όταν είναι κολλημένα μεταξύ τους. Επαναλάβετε αυτό το βήμα και κολλήστε μαζί τα μέρη 4 και 5.

Βήμα 1δ) Αφού στεγνώσει η κόλλα ξεκινήστε τη σύνδεση των εξαρτημάτων χρησιμοποιώντας ένα κομμάτι νήματος 3mm. Ωστόσο, εάν δεν έχετε το νήμα, θα χρειαστεί να πάρετε μερικές βίδες 3 χιλιοστών από οποιοδήποτε τοπικό κατάστημα υλικού. Σημείωση: Youσως χρειαστεί να καταχωρίσετε το υλικό 3D Printed σε σημεία όπου συνδέονται μεταξύ τους για να διασφαλίσετε την κίνηση υγρού μεταξύ των αρθρώσεων.

Βήμα 2: Συναρμολόγηση χεριών

Βήμα 2α) Μόλις συναρμολογηθεί κάθε δάχτυλο, θα συνδέσετε τον αντίχειρα. Κάντε αυτό παίρνοντας τον συναρμολογημένο αντίχειρα και συνδέστε τον στο τμήμα Left Wrist Large και χρησιμοποιώντας το μικρό τρισδιάστατο εκτυπωμένο μπουλόνι entretoise.

Βήμα 2β) Στη συνέχεια, θα συνδέσετε το δείκτη και τα μεσαία δάχτυλα χρησιμοποιώντας το ίδιο νήμα 3 χιλιοστών που χρησιμοποιείται για τις άλλες αρθρώσεις. Μόλις ολοκληρώσετε τη στερέωση του δείκτη και των μεσαίων δακτύλων, το δαχτυλίδι και το ροζ δάχτυλο θα προσαρτηθούν με τον ίδιο τρόπο με τον αντίχειρα.

Σημείωση: Χρησιμοποιώντας το ίδιο τρισδιάστατο εκτυπωμένο μπουλόνι entretoise για να συνδέσετε τα δάχτυλα στο αριστερό περίβλημα του αριστερού καρπού.

Βήμα 3: Καλώδιο νήματος

Βήμα 3α) Μετά τη συναρμολόγηση κάθε δακτύλου. Ξεκινήστε να περνάτε το καλώδιο μέσα από τον καρπό (σημειώστε ότι υπάρχουν τρεις τρύπες στο κάτω μέρος) χρησιμοποιώντας την επάνω τρύπα για να ξεκινήσετε και συνεχίστε μέσω της παλάμης του χεριού μέχρι να φτάσετε στην κορυφή του δακτύλου.

Σημείωση: Βεβαιωθείτε ότι έχει περάσει αρκετό καλώδιο στο επάνω μέρος του δακτύλου για να περάσει ξανά στη δεύτερη οπή στο επάνω μέρος του δακτύλου.

Βήμα 3β) Συνδέστε το καλώδιο στη μέση σε έναν κόμπο και, στη συνέχεια, εφαρμόστε ηλεκτρική ταινία στον κόμπο για να αποτρέψετε την περιέλιξη του καλωδίου στο χέρι.

Βήμα 3γ) Μόλις ολοκληρωθεί, περάστε τη γραμμή πίσω από τη δεύτερη τρύπα στην άκρη του δακτύλου (όχι το άκρο του δακτύλου, που θα χρησιμεύσει ως κάλυμμα μόλις ολοκληρωθεί το σπείρωμα του καλωδίου) και προχωρήστε να περάσετε τη γραμμή η πίσω πλευρά του χεριού που τελειώνει τη γραμμή στην τρίτη τρύπα του καρπού αφήνοντας ανοιχτή τη μεσαία τρύπα.

Βήμα 4: Συναρμολόγηση αντιβραχίου

Βήμα 4α) Κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης του αντιβραχίου, χρησιμοποιώντας τα μέρη robpart1 και robpart2 δημιουργώντας το εξωτερικό περίβλημα του αντιβραχίου κολλώντας υπερβολικά τα δύο κομμάτια μεταξύ τους.

Βήμα 4β) Μόλις στεγνώσει η σούπερ κόλλα, τοποθετήστε το σερβο κρεβάτι στη βάση του αντιβραχίου.

Σημείωση: Βεβαιωθείτε ότι περιμένετε μέχρι να στεγνώσουν τελείως τα δύο κομμάτια προτού στερεώσετε οποιοδήποτε άλλο εξάρτημα.

Βήμα 4γ) Συναρμολογήστε το αντιβράχιο συνδέοντας τον καρπό στον πήχη. Ο καρπός αποτελείται από τρία μέρη που πρέπει να κολληθούν μεταξύ τους. Μόλις στερεώσετε τη ραφή του καρπού, θα κολλήσετε στη συνέχεια τον σύνδεσμο καρπού στη βάση του καρπού.

Βήμα 5: Εγκατάσταση κινητήρων

Βήμα 5α) Μόλις είστε έτοιμοι να εγκαταστήσετε τους κινητήρες, θα χρειαστείτε πέντε σερβοκινητήρες και τέσσερις βίδες για κάθε κινητήρα (οι βίδες παρέχονται με τους κινητήρες).

Σημείωση: Κατά την παραγγελία των σερβοκινητήρων, αναζητήστε μεταλλικούς σερβοκινητήρες για καλύτερη απόδοση.

Βήμα 5β) Τρεις κινητήρες βλέπουν προς μία κατεύθυνση και οι άλλοι δύο προς την αντίθετη κατεύθυνση για να διασφαλιστεί ότι οι κινητήρες ταιριάζουν σωστά με το καλώδιο που τοποθετείται στη σωστή θύρα.

Βήμα 5γ) Μόλις εγκατασταθούν οι κινητήρες στο κρεβάτι σερβο, τότε θα χρειαστεί να εκτυπώσετε το μπροστινό καλώδιο και το πίσω μέρος του καλωδίου και να τα βιδώσετε στο σερβο κρεβάτι.

Βήμα 6: Συνδέστε το χέρι στον καρπό

Σημείωση: Κατανοήστε ότι όλες οι γραμμές στο καρπό είναι χωρισμένες σε δύο τμήματα, το πρώτο τμήμα είναι η επάνω σειρά και το δεύτερο τμήμα είναι η κάτω σειρά του καρπού.

Βήμα 6α) Όταν συνδέετε το χέρι στον καρπό χρησιμοποιώντας ένα μπουλόνι, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι οι γραμμές που βγαίνουν από την επάνω σειρά του καρπού περνούν πάνω από το μπουλόνι και ότι η γραμμή στην κάτω σειρά του καρπού τροφοδοτείται κάτω το μπουλόνι.

Βήμα 6β) Μόλις ολοκληρωθεί, ασφαλίστε το μπουλόνι στη θέση του χρησιμοποιώντας ένα περικόχλιο ασφάλισης μήκους 3 cm. Προσεκτικά, φροντίζοντας να μην στρίψετε καμία από τις γραμμές, τροφοδοτήστε τις γραμμές από τα μέρη RobWrist 1 έως 4 έως ότου οι γραμμές ακουμπήσουν στον πήχη και είναι έτοιμες να συνδεθούν με τους σερβοκινητήρες.

Βήμα 7: Συνδέστε τις γραμμές στην Servo Motors

Βήμα 7α) Μόλις οι σερβοκινητήρες κολληθούν ή βιδωθούν στο κρεβάτι, μπορείτε να κολλήσετε το τρισδιάστατο εκτυπωμένο κορδόνι στην τροχαλία σερβο που περιλαμβάνεται στην αγορά του σερβοκινητήρα.

Βήμα 7β) Στη συνέχεια, κολλήστε τη σερβο τροχαλία στον άξονα του σερβοκινητήρα. Πριν συνδέσετε τη γραμμή στους σερβοκινητήρες, χρησιμοποιώντας το σενάριο arduino, ρυθμίστε όλους τους σερβοκινητήρες σας σε ενενήντα μοίρες.

Βήμα 7γ) Αφού σταθεροποιηθούν και οι πέντε τροχαλίες σερβο, ρυθμίστε όλα τα σερβο σε μηδέν βαθμούς χρησιμοποιώντας τον κωδικό στον υπολογιστή σας.

Σημείωση: Ο κωδικός επισυνάπτεται στο βήμα 9. Σε αυτό το σημείο αποφύγετε να μετακινήσετε τους κινητήρες, αλλιώς θα χρειαστεί να τους επαναφέρετε μόλις συνδεθεί η γραμμή.

Βήμα 7δ) Καθώς οι κινητήρες είναι τώρα στη θέση τους, όταν συνδέετε κάθε μεμονωμένο δάχτυλο στον ανεξάρτητο σερβοκινητήρα του, βεβαιωθείτε ότι έχετε πιάσει και τα δύο άκρα της γραμμής και τα τροφοδοτείτε μέσω των ξεχωριστών οπών της σερβο τροχαλίας και τα σφίγγετε έτσι ώστε να υπάρχει τάση με αποτέλεσμα το δάχτυλο να κάμπτεται στην εκτεταμένη θέση.

Βήμα 7ε) Μόλις το δάχτυλο τεντωθεί πλήρως και δεν υπάρχει περίσσεια μεταξύ του δακτύλου και του σερβοκινητήρα, συνδέστε έναν τετράγωνο κόμπο που συνδέει τις γραμμές πάνω από κάθε μεμονωμένη τροχαλία σερβομηχανισμού.

Προαιρετικά: Προκειμένου να αποφύγετε την ολίσθηση στο μέλλον χρησιμοποιώντας σούπερ κόλλα ή οποιαδήποτε άλλη κόλλα, μπορείτε να κολλήσετε τον τετράγωνο κόμπο στην ίδια την τροχαλία τροχαλίας. Επαναλάβετε αυτή τη διαδικασία για κάθε μεμονωμένο δάχτυλο.

Βήμα 8: Καλωδίωση και τροφοδοσία

Βήμα 8α) Συνδέστε το Adafruit Servo Driver στο Arduino Uno σας.

Σημείωση: σως χρειαστεί να κολλήσετε τις καρφίτσες στο πρόγραμμα οδήγησης σερβο.

Βήμα 8β) Συνδέστε τα δάχτυλά σας στο σερβο -πρόγραμμα οδήγησης με την ακόλουθη σειρά.

Αντίχειρας = Κανάλι 0

Ευρετήριο = Κανάλι 1

Μέση = Κανάλι 2

Ring = Channel 3

Pinkie = Κανάλι 4

Βήμα 8γ) Βρείτε τη θύρα για να συνδέσετε το τροφοδοτικό σας. Συνδέστε το καλώδιο + στη δεξιά πλευρά και το σύρμα στην αριστερή πλευρά

Σημείωση: Η επάνω δεξιά εικόνα δείχνει τη διάταξη των καναλιών. Η κάτω δεξιά εικόνα δείχνει τη σύνδεση με την πηγή ενέργειας (πράσινο = + και κίτρινο = -).

Βήμα 9: Ρύθμιση κώδικα

Βήμα 9α) Λήψη βιβλιοθήκης Adafruit_PWMServoDriver.h από τον ιστότοπο Adafruit.

Βήμα 9β) Συμπεριλάβετε βιβλιοθήκες Adafruit_PWMServoDriver.h και Wire.h

Σημείωση: Το Wire.h είναι ενσωματωμένο στο λογισμικό arduino.

Βήμα 9γ) Δείτε συνημμένο αρχείο κώδικα.

Βήμα 9δ) Ορίστε ελάχιστο, μέγιστο και προεπιλεγμένο πλάτος παλμού καθώς και συχνότητα για τους συγκεκριμένους σερβοκινητήρες σας.

Σημείωση: Το βήμα 9δ δεν είναι απαραίτητο εάν χρησιμοποιείτε σερβοκινητήρες ρομποτικής TowerPro mg996r.