Freestyle Noname

[michalb]

Witam.

Chciałem Wam przedstawić manipulator, który wykonałem w ramach pracy dyplomowej. Jest to mój pierwszy projekt tego typu, a ponieważ mój kierunek studiów niewiele ma wspólnego z automatyką i robotyką, zrobienie go było dla mnie dość dużym wyzwaniem. Bardzo pomocne okazały się artykuły znajdujące się na tym forum.

Konstrukcja:

Elementy manipulatora wykonane są z laminatu 1,5mm. Połączone są ze sobą głównie z wykorzystaniem śrub M3, M4, a w niektórych przypadkach są zlutowane. Podstawa manipulatora została zrobiona z panelu podłogowego.

Elektronika:

Do sterowania serwomechanizmami wykonałem prosty układ oparty na mikro-kontrolerze Atmega8. Komunikacja z komputerem została rozwiązana przez zastosowanie bezprzewodowych modułów MOBOT. Procesor zaprogramowany został w Bascomie, program jest bardzo prosty, bo jego zadanie polega tylko na odebraniu danych z USART i ustawieniu serwomechanizmów. Zarówno do zasilania układu jak i serw wykorzystałem delikatnie przerobiony zasilacz ATX.

Napęd:

W manipulatorze użyłem serwomechanizmów TowerPro MG995, SG-5010, SG-92R oraz GWS Mini L STD.

Przy ich wyborze zwracałem uwagę głównie na cenę, co oczywiście negatywnie odbiło się na jakości pracy manipulatora.

Obsługa:

Do obsługi manipulatora napisałem program w MS Visual Studio 2010, sterowanie odbywa się za pomocą gamepada. Po za samym sterowaniem program umożliwia tworzenie i odtwarzanie sekwencji ruchów.

Podsumowanie:

Ogólnie jestem raczej zadowolony z tego co mi wyszło, ale jest kilka rzeczy, które chciałbym w przyszłości poprawić. Myślę, że najsłabszym punktem jest chwytak i to dosłownie, ponieważ ma bardzo małą siłę zacisku i można nim łapać jedynie lekkie rzeczy. Następną rzeczą do poprawki jest połączenie chwytaka z nadgarstkiem, ponieważ jest zbyt mało sztywne.

Zdjęcia z różnych etapów pracy:

Filmiki:

[IcePower]

Robot bardzo fajny, estetyczny

Mógłbyś podać wymiary i momenty obciążające dla poszczególnych par jakie wyliczyłeś ?

Maksymalny udźwig przy największym wysięgu ? Ile waży cała konstrukcja bez podstawy ?

Jestem w trakcie budowy manipulatora tyle, że mój jest z pleksi;) Użyłem również serw MG995.

Jak sprawuje się tego typu chwytak przy chwytaniu cienkich przedmiotów ?

Ja stworzyłem coś takiego i nie wiem czy to będzie najlepsze rozwiązanie, do szerokości 2 cm łapie dobrze, poniżej ma problem bo lekkie luzy występują ;)

Szkoda, że tak skromnie go opisałeś

[danioto]

Bardzo fajny program wizualizujący. To openGL? Oraz Qt? Zdradź trochę więcej, bo to ładne

[michalb]

@IcePower

Niestety nie jestem w stanie odpowiedzieć na większość Twoich pytań, bo nie robiłem żadnych obliczeń To nie moja działka, nie znam się na tym. Do pracy nikt tego ode mnie nie wymagał, bo studiuję na kierunku informatyka. Wszystkie wymiary elementów ustaliłem "na wyczucie" przyglądając się podobnym projektom, które znalazłem w Internecie. Udźwigu maksymalnego nie sprawdzałem, bo i tak chwytak nie utrzyma nic cięższego niż jajko. Co do chwytaka, to na początku zastanawiałem się nad jakąś bardziej skomplikowaną konstrukcją, ale z braku czasu odpuściłem to sobie. Wzorowałem się na chwytaku z manipulatora MOBOT-ARM1, jest to chyba jedno z najprostszych rozwiązań. Chwytak nie miał problemów z żadnymi przedmiotami, które próbowałem nim łapać - pod warunkiem że były lekkie.

@danioto

Wizualizacja to przekonwertowany do języka XAML model z programu Inventor. Aplikacja stworzona jest w technologii WPF, więc mając model w postaci XAML tylko wkleiłem kod i powiązałem kąty o jakie mają się obracać elementy wizualizacji z wartościami serwomechanizmów.

[Gamer9981]

Bardzo fajny robot. Teraz tylko go opatentuj i sprzedawaj rolnikom jako automat do pakowania jajek

[piotr1990]

Naprawdę pięknie Ci wyszedł

[AE]

Przydałoby się zadanie odwrotne kinematyki. Wtedy mogłbyś poruszać układem współrzędnym w chwytaku, a reszta serw "przystosowałaby" się sama

[michalb]

Dzięki za komentarze

@AE

Musiałem poszukać co to w ogóle jest, bo nie bardzo wiedziałem. Sterowanie manipulatorem byłoby z pewnością dużo wygodniejsze, ale nie wiem czy poradziłbym sobie z tym, bo na pierwszy rzut oka jest to dość skomplikowane. W tym projekcie starałem się zrobić wszystko w najprostszy możliwy sposób, ale jak będę miał kiedyś trochę więcej czasu to spróbuję podziałać coś z tą kinematyką odwrotną.

[davidpi]

Musiałem poszukać co to w ogóle jest, bo nie bardzo wiedziałem. .

Prawdopodobnie musiałbyś rozwiązać układ czterech równań nieliniowych z czterema niewiadomymi. nie jest to takie trudne jak mogłoby się wydawać. Potrzeba conajmniej ATMega16 lub ATMega 32.

Poczytaj sobie tutaj. http://www.robotyka.com/teoria.php/teoria.49

Ogólnie bardzo fajna konstrukcja

[AE]

To nie jest takie straszne. Tutaj mamy do czynienia (jeśli się nie mylę) z robotem antropomorficznym o 5 stopniach swobody. Dla takiego ramienia można znaleźć gotowe wzory, wystarczy powstawiać odpowiednie wartości.

[michalb]

Ok, jak uda mi się coś z tym zrobić to pochwalę się na forum Na razie jednak mam jeszcze trochę rzeczy do poprawienia w programie. Ostatnio wprowadziłem bardzo małe ulepszenie - pracę w pętli. Nie trzeba teraz klikać ciągle w przycisk START, wystarczy zadać określoną liczbę powtórzeń. Zmontowałem jeszcze jeden filmik i dodałem go do pierwszego posta. Po wykonaniu różnego rodzaju testów z manipulatorem, muszę przyznać, że początkowo liczyłem na trochę większą precyzję i powtarzalność. Według mnie główną przyczyną są nie najlepsze serwomechanizmy i niewiele da się tu poprawić.

[Mechano]

Sprawdzasz pozycję serwomechanizmu i na tej podstawie ustawiasz model na komputerze czy wyświetlasz pozycję, gdzie powinno być ramię?

[michalb]

@Mechano

Wyświetlam pozycję, w której powinno być ramię. Może nie jest to najlepsze rozwiązanie, ale mi wystarczy. Jeżeli dobrze myślę, to żeby zrobić to w ten pierwszy sposób, to trzeba by było użyć enkodery i dodać komunikację dwukierunkową.

[Mechano]

Wystarczyłoby zmierzyć napięcie na potencjometrach w serwach.

[kac955]

Przylaczam sie do prośby kolegi IcePowera o podanie wymiarów bo jestem rownież w trakcie budowy takiej zabawki i nie wiem jaką długość ramion mam zastosować aby serwomechanizmy dały sobie radę.