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如何用Arduino制作遥控机械手

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资料介绍

描述

这是我高中五年级的学校项目（我是意大利人，我们有 5 年的高中）。

它包含一只由带有柔性传感器的手套控制的人造手。仿真手通过无线方式再现了带有控制手套的手的动作。手和手套都适用于 Arduino。

我只是想为所有感兴趣的人分享我的工作:)

本指南仍在开发中，抱歉，如果某些部分不清楚，我会在以后放一些 3D 图像。

第 1 步：所需材料

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控制手套的材料：

?弹性手套；

?LilyPad Arduino板（有不同的版本，通常只有 4 个模拟输入，所以请注意并购买图中的那个）：它的工作原理与经典的 Arduino UNO 完全一样，因此您甚至可以使用 Arduino Nano，但要付费注意所需的电压；

?XBee 模块：用于无线电通信；

?用于连接Xbee模块的屏蔽层；

? 5 个柔性传感器；

? 5 个电阻：47 KΩ；

?带3x1.5 V电池的电池组（Lilypad 可以从2.7 到5.5 V 供电，所以4.5 V 没问题）；

?LilyPad FTDI 适配器：将 LilyPad 板连接到 PC 并使用 Arduino IDE 加载程序（非常可选，因为您也可以使用 Arduino UNO 板移除 ATmega 芯片，但每次都进行这种连接很棘手） .

-机械手的材料：

?手掌为钢结构，手指为木结构。

?Arduino UNO 开发板；

?XBee 模块；

? 5 个伺服电机5V 供电（我用的是 TowerPro SG90）；

? Arduino UNO 的伺服电机屏蔽：为了连接伺服电机，我使用了FuturaElettronica的 Robot_Shield，它还有一个开关稳压器来为整个电路供电，但您可以使用任何用于控制伺服电机的屏蔽。链接：https://store.open-electronics.org/index.php?_rou... ；

?用于连接XBee模块的屏蔽（我做了一个糟糕的，但它很经济，而且由于Robot_Shield 的尺寸，我需要做一个小的）；

?钓鱼线；

?（可选）钓鱼坠子，用于固定钓鱼线，也可以简单地打个结；

?9 伏电池。

- 需要的工具：

?角磨机（主要用于切割木材和钢材）；

?轴向磨床；

?焊机（带电极）；

?钻孔；

?焊台和焊料；

? 电工剪刀；

?钳子；

?热缩管。

第 2 步：制作手套

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要制作控制手套，我建议首先选择不同组件的正确位置，然后用适当长度的电线连接所有部件。

要使用 Arduino LilyPad 进行模拟读取，您需要制作一个分压器，因为柔性传感器不像电位器那样工作（它们只有 2 个触点）。

所以按照方案，首先将 5 个电阻焊接到 LilyPad 板上，一侧连接到 5 个不同的模拟引脚，另一侧共同接地。然后焊接柔性传感器，一侧连接到 5 个不同的模拟引脚，另一侧连接到正极。

然后连接 XBee Shield：两根线用于电源，另外两根用于信号。将 Tx 引脚焊接到 Rx，反之亦然。

现在你需要电池组和手套了。

小心：不要为 Arduino LilyPad 供电超过 5.5 V，也不要反过来供电（即使有时我错误地做到了......它仍然有效！）

第 3 步：制作机械手

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这是最复杂的部分，因为你必须选择合适的材料来制作手，但如果你有可能 3D 打印手也可以很容易（网上有许多不同的 3D 项目用于打印手部分).

我开始用软木做手指，为动作找到合适的结构，然后我用树枝做。

因此，每个手指制作三个木制圆柱体，其中两个比指骨的正常长度高出 1 厘米，需要将一个圆柱体放入另一个圆柱体中。

然后用角磨机制作凹槽，使零件装配在一起（看图片，你会更好地理解）。

您需要一些砂纸来使零件弯曲，以便它们可以旋转。

使用钻头为铰链打孔，然后你必须为钓鱼线打另外两个孔，垂直，一个朝向手的内侧，一个向外。所以当电线放在手指的顶部时，当你向内拉一根时，手指会闭合，当你向外拉时，手指会张开。

手掌有问题，因为我最初是用木头做的，而且较薄的部分总是坏掉。所以我决定用钢做它，我没有遇到任何问题。

切割它并做一些类似于为手指制作的突起以将它们固定到手掌上（参见图像作为参考）。然后用钻头为钓鱼线钻其他孔，拇指会很棘手，因为它不像其他手指那样垂直。

制作好手之后，需要制作五个伺服电机的支架和Arduino UNO板的支架。一定要选择正确的舵机位置，这样它们在旋转时不会相互接触。

最后一部分是将手指连接到伺服电机：将鱼线固定在手指的顶部并使其穿过孔；然后，当电线位于手的底部时，以最大旋转 (180°) 转动转子（手动，不通电），使其处于垂直位置，然后将闭合手指的电线设置为最低转子的孔，例如打结；再次转动转子 0°（再次垂直，之前打的结在顶部）然后将另一根线（打开手指）设置到转子的最低孔。按照此步骤中的最后一张图片可以更好地理解。

因此，当电机处于 0°（垂直）时，手指打开，当转子处于 180°（再次垂直）时，手指闭合。

第 4 步：机械手电路