5-осевой роботизированный манипулятор
Примерный план:
Перчатка, которая отслеживает движения руки, а затем отправляет их через Wi-Fi на Raspberry Pi, который запускает программу, которая затем отображает визуализацию и передает движения руки в реальном времени.
Точное исполнение:
Наша идея — сделать перчатку, которая записывала бы отдельные движения пальцев, подачу и вращение руки. Затем эти данные отправляются на Raspberry Pi/ноутбук через Wemos D1 Mini с использованием Wi-Fi-соединения с TCP. В связи с этим Wemos D1 Mini находится в режиме точки доступа, т. е. имеет собственную сеть Wi-Fi (поскольку школьная сеть не обеспечивает связь между Raspberry Pi и Wemos). Одним из преимуществ этой установки является то, что вы можете использовать перчатку где угодно и не привязаны к сетевым подключениям. Собранные данные обрабатываются скриптом Python для отправки правильных сигналов отдельным серводвигателям руки для реализации движений. Это предполагает преобразование данных от гироскопического датчика непосредственно на Wemos D1 в данные о положении, которые затем отправляются в скрипт Python вместе с движениями отдельных пальцев. Затем этот сценарий преобразует данные о положении в положения отдельных серводвигателей, которые затем управляются соответствующим образом.
Разделение труда:
Я разрабатываю аппаратное обеспечение и визуализацию в Unity.
Мой друг разрабатывает программное обеспечение для руки на Python, обрабатывает данные с гироскопа и правильно их интерпретирует, а также все остальные действия, связанные с подключением перчатки и ПК.
Прогресс:
Сначала мы подумали, как фиксировать движения пальцев, чтобы можно было использовать их в качестве разумного средства управления захватом. Первоначально недорогим решением этой проблемы оказались датчики давления, которые мы также можем производить сами и таким образом сэкономить на ненужных расходах на приобретение сенсорной техники.
Следующей была рука, которая переводила движение руки. Для этого мне показалась практичной небольшая напечатанная на 3D-принтере роботизированная рука, с помощью которой я, как страстный поклонник 3D-принтеров, могу свободно удовлетворить свою страсть. Рука была маленькой и быстро печаталась, но очень ограничена в диапазоне движений. Рука состояла из двух суставов, которые не только мешали друг другу, затрудняя расчет оптимального положения серводвигателей для достижения точки в пространстве, но и были весьма ограничены по радиусу. https://www.instructables.com/EEZYbotARM/
После того, как мы, или, скорее, Nerd, занимающийся 3D-п��чатью, закончили манипулятор, мы заметили существенный недостаток манипулятора, который не только имел очень ограниченный диапазон движений из-за своей конструкции, но также был очень неточным и слабым из-за использования дешевых сервоприводов. Затем мы выбрали версию с более крупными сервоприводами и большей свободой передвижения (https://www.instructables.com/3D-Printed-ROBOTIC-ARM/). Теперь это было немного сильнее, и мы дополнительно решили разработать печатную плату.
В результате у нас возникли трудности с совместной работой над нашим проектом из-за карантина. Мы исправили эту проблему, настроив цифровой доступ к Raspberry PI через VNC-клиент и веб-камеру, что позволило программисту контролировать и видеть руку из дома.
Параллельно с роботизированной рукой мы всегда работали над перчаткой для управления рукой. Теперь, когда мы знали, что рука робота работает, и нам нужно было работать только с перчаткой, компания Nerd, занимающаяся 3D-печатью, разработала печатную плату (печатную плату) для перчатки с Wemos, датчиком гироскопа, мультиплексором, датчиками давления и платой подключения для Raspberry Pi для управления серводвигателями. Мы заказали их у JLCPCB.
Для Raspberry Pi и аккумулятора, который нам нужен, поскольку Raspberry Pi не обеспечивает достаточного количества усилителей, Nerd напечатал держатель с помощью 3D-печати. С этим мы позаботились о том, чтобы вы могли использовать его снова и снова, не сломав. Есть, например, расплавленные металлические нити, благодаря которым винты всегда легко выкрутить, точно адаптированные формы батареи, которые можно просто предварительно