Manipulator Sterowane ramię robota - Qbot

[nelik1987]

Projekt wykonywany był na Politechnice Gdańskiej na wydziale Elektrotechniki i Automatyki jako temat inżynierskiej pracy dyplomowej. Tematem pracy było zaprojektowanie, wykonanie i uruchomienie sterowanego ramienia robota poruszanego za pomoca silników krokowych i sterowanego za pomoca mikroprocesora ATmega128.

Ramię robota wykonane zostało z aluminium. Jedynie jedna z osi napędowych zrobiona była z pręta stalowego. Do poruszania ramieniem wykorzystane zostały silniki krokowe unipolarne i bipolarne. Do sterowania silnikami zaprojektowano i wykonano dedykowany sterownik. Przeniesienie napędu odbywa się za pomocą stalowych kół zębatych, aluminiowych kół zębatych i współpracujących z nimi pasków zębatych. Wszystkie osie są obustronnie łożyskowane za pomocą łożysk kulkowych. Do sterowania silnikami wykorzystano układ ULN2803 (dla silników unipolarnych) i L293D (dla silników bipolarnych). Oba układy sterowane są bezpośrednio przez procesor ATmega128. Do procesora podłączone są również czujniki krańcowe ograniczające zakres ruchu ramienia. Całość zasilana jest z transformatora toroidalnego 230V/18V. Wykonany został również zasilacz z 6 niezależnymi stopniami wyjściowymi regulowanymi w zakresie 12-24V (1,5A) dodatkowo zamontowano zasilacz 5V (1A) do zasilania procesora i układów logicznych.

Całość sterowana jest za pomocą pad'a do gier komputerowych. Wykorzystano joysticki potencjometryczne go intuicyjnego i łatwego sterowania poszczególnymi ramionami. Poniżej zdjęcia przedstawiające wykonane urządzenie wizualizacje oraz film przestawiający działanie ramienia robota.

Dzięki pomocy promotora Pana dr. inż. Jarosława Guzińskiego udało się osiągnąć zamierzone cele za co chciałem serdecznie podziękować.

Film z pracy urządzenia:

   

   

    

   

   

   

   

 

Edytowano Czerwiec 4, 2019 przez Treker
Usunięto nieaktywne linki.

[Broki]

Mam pytanie gdzie można kupić takie aluminiowe blaszki?

[feriar]

Broki, konstrukcje cała ? Jeśli tak to prawdopodobnie autor sam je wykonywał albo w jakiejś firmie.

Mnie najbardziej interesuje wsad procesora a ogólniej sterowanie "analogami".

Widać że wsadzono dużo serca w konstrukcje bo jest starannie wykonane i oczywiście funkcjonalna

[S-View]

Zawsze podobały mi sie takie konstrukcje jednakże, lepiej by wyglądało sterowanie z "automatu" czyli bez sterowania zewnętrznego... Dać to na pokaz żeby przekładało kulki albo jakies kostki i ŚWIETNIE by się to prezentowało:)

Jedynie co mi sie wydaje za słabe w tej konstrukcji to tryba chwytaka. Jak dobrze widze to są plastikowe tak? rozwiazaliście jakoś moment ich zatrzymania sie? tzn nie kazdy przedmiot jest tej samej wielkości i jezeli byłby wiekszy to sadze ze tryba by sie mogły wyłamać.

Ale ogólnie wielki + bo mało takich kostrukcji. Tzn są ale na serwach

[nelik1987]

Mam pytanie gdzie można kupić takie aluminiowe blaszki?

blacha kupiona była w firmie w Gdyni, kupiłem cały arkusz 2x1 m. Co do poszczególnych elementów wycinane były one na specjalnej maszynie (stemplownicy CNC) pokazanej na zdjęciu poniżej:

po wycięciu blacha wyglądała tak:

[ Dodano: 10-04-2011, 01:37 ]

Zawsze podobały mi sie takie konstrukcje jednakże, lepiej by wyglądało sterowanie z "automatu" czyli bez sterowania zewnętrznego... Dać to na pokaz żeby przekładało kulki albo jakies kostki i ŚWIETNIE by się to prezentowało:)

Jedynie co mi sie wydaje za słabe w tej konstrukcji to tryba chwytaka. Jak dobrze widze to są plastikowe tak? rozwiazaliście jakoś moment ich zatrzymania sie? tzn nie kazdy przedmiot jest tej samej wielkości i jezeli byłby wiekszy to sadze ze tryba by sie mogły wyłamać.

Ale ogólnie wielki + bo mało takich kostrukcji. Tzn są ale na serwach

Sterowanie z automatu też jest tylko nie jest pokazane na filmie. Odczytywanie z analogów będzie opisane na stronie www.mikrokontrolery.org już wkrótce.

Chwytak posiada plastykowe przekładnie z racji ciężaru, aluminiowe czy stalowe były ba za ciężkie. Przekładnie plastykowe w zupełności wytrzymują, co do zatrzymywania się na przeszkodach podczas zamykania nie ma problemu bo silnik ma tak dobrany moment siły, że gdy napotka większy opór to silnik gubi kroki więc nie można zniszczyć przekładni. Kolenym powodem wyboru przekładni plastykowych był brak dostępności tak małych aluminiowych ślimaków i ślimacznic do przekładni.

Tak i tu masz prawdę, są podobne konstruckje ale znacznie prostsze bo wykonywane na serwach, głównym problemem wyło wykorzystanie silników krokowych bo takie było założenie mojej pracy dyplomowej, bo jak stwierdził mój promotor wykonanie robota na serwach było by zbyt proste.

[Carpe Diem]

wycinane były one na specjalnej maszynie (stemplownicy CNC) pokazanej na zdjęciu poniżej:

Gdzieś chyba znajdę taką na strychu

A tak na serio to świetna konstrukcja.

Gratulacje.

Ps. Mógłbyś dać filmik, gdy ramię przenosi jakiś przedmiot(automatycznie bądź sterowane)

[nelik1987]

Niestety nie posiadam takiego filmu, ramię znajduje się już na uczelni i jest wykorzystywane w laboratorium przez studentów.

[wsowa]

Jaki udźwig ma manipulator? Konkretnie, ile gram podniesie z pozycji poziomej do pionowej na prostym łokciu i nadgarstku?

Czy przekładnie pasowe nie mają luzów?

[nelik1987]

Ramię na udźwig w najgorszej pozycji czyli na zupełnie wyprostowanym ramieniu w pozycji poziomej 0,4 kg. Oczywiście czym ramię bardziej zgięte tym udźwig jest większy. Jeżeli koła zębate były by na stałe zmontowane z osiami sądzę, ze udźwig wynosił by około 0,8 kg. Podczas obliczeń mechanicznych zakładano jako minimum utrzymanie 100g ciężaru. Przekładnie z paskami zętamu spisują się bardzo dobrze. Jak widać na niektórych zdjęciach zastosowano naciągacze z łożysk kulkowych pomagających utrzymać ciągłe napięcie pasa. Silniki mają spory zapas mocy pracują na 70% mocy. Jedynym elementem jaki mógł by nie wytrzymać to osie wykonane z aluminium należało by je wymienić na stalowe, ale do tego projektu nie było takiej potrzeby. Jest to jedynie model pokazujący działanie manipulatora oraz sposoby i możliwości jego sterowania przy wykorzystaniu silników krokowych. Dodatkowo podczas obliczeń mechanicznych zakładano bardzo duży 10-krotny współczynnik bezpieczeństwa.

[esiu_]

super teach pedant:). Świetna konstrukcja, 5 stopni swobody(dobrze zauważyłem?) i możliwość poruszania się po zmiennych złączowych. Dorzucisz poruszanie się po zmiennych x,y,z i orientacji chwytaka? A może już jest? Może zapamiętywać sekwencję ruchu?(Jeżeli nie daliście dodatkowej pamięci do atmegi to pewnie nie). To była praca inżynierska dla jednej osoby?

[nelik1987]

Tak dobrze zauważyłeś jest 5 stopni swobody, Napisanie dodatkowego kawałka kody do poruszania się po układzie współrzędnych kartezjańskich nie było by większym problemem, chociaż niestety tez już nie posiadam manipulatora i nie mogę już nic zmieniać. Nie nie można zapamiętywać sekwencji ruchów ale to też by nie był wielki problem, pamięci by starczyło w ATmega128. W tej chwili ramię pracuje ze znacznie szybszym procesorem sygnałowym SHARK.

Wykonanie zaprogramowanie, uruchomienie, testy i opisanie sterowanego ramienia robota wykorzystującego silniki krokowe to był cel mojej pracy inżynierskiej na Politechnice Gdańskiej na wydzielę elektrotechniki i automatyki - kierunek elektrotechnika. Tak praca była wykonywana tylko i wyłącznie przeze mnie. Jak pokazałem jedynie blacha została wycięta w firmie według mojego projektu. Wszystkie prace mechaniczne tokarskie, elektroniczne i kombinatorskie wykonywałem w zaciszy swojego warsztatu

[esiu_]

Bardzo dużo pracy elektronicznej i mechanicznej. Miło popatrzeć na ciekawy i zdecydowanie ambitny projekt.

Wykonanie zaprogramowanie, uruchomienie, testy i opisanie sterowanego ramienia robota wykorzystującego silniki krokowe to był cel mojej pracy inżynierskiej

Dałeś możliwość do rozpoczęcia wielu kolejnych prac inżynierskich, odwalając jednocześnie kawał dobrej roboty. Pozostaje wyznaczenie kinematyki odwrotnej. Badania częstotliwościowe poszczególnych złączy i dobranie regulatorów do każdego z silników. A może to będzie twoim tematem pracy magisterskiej? I jeszcze jedno pytanie. Czy to był twój autorski temat, czy może był sugerowany?

[nelik1987]

Jestem w trakcie pisania pracy magisterskiej i ten robot nie jest jej tematem, piszę o czym zupełnie innym. Temat był mojego autorstwa zaproponowałem go kierownikowi katedry i bardzo się spodobał więc został zaakceptowany.

[minimaxHAWK]

mam pytanie- czy w BASCOM można napisać coś takiego: If pind. 0=1 watims 20 pind. 0=0 watims 5 pind. 0=1 watims 10 pind. 0=0 than portb. 0=1

(taka komunikacja dwóch procesorów z minimalną liczbą podłączonych do nich kabli)

albo jeszcze: If pind. 0=1 pinb. 0=1 pind. 1=1 pinb. 1=1 pind. 2=0

Jeśli nie to w jakim języku tak można?

[Armir]

Musisz to rozbić na kilka ifów. Pierwszy jako warunek ma stan wysoki a w pętli czeka i ma następnego ifa itd.