Stembeheerde robothand: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Hierdie instruksie verduidelik hoe u 'n stembeheerde robothand kan bou met 'n Arduino Uno R3, 'n HC-06 Bluetooth-module en vyf stapmotors. [1]

Bluetooth-stemopdragte word vanaf u Android-selfoon na die Arduino Uno R3-tolk gestuur wat die hand beheer.

MIT AppInventor 2 is gebruik om die Android-program te skryf wat die krag van Google-spraak-na-teks benut. [2]

Die hand, gemaak van 'n lengte van 20 mm x 3 mm aluminium-ekstrudering en 'n draadhanger, is gemaak om 'n paar idees te toets. Die konstruksietegnieke en kode kan vir ander van belang wees.

Kenmerke sluit in:

• Eenvoudig om te maak
• Individuele vingerbewegings
• Groep vingerbewegings
• Programeerbare handvorms vir verskillende take
• Liggewig
• Elke vinger word deur die kabel bedien …
• Werk onder water indien nodig (geen motors moet kortkom nie)

As u u selfoon uitgesluit het, is die beraamde koste om hierdie projek te bou minder as $ 100

Beelde

Foto 1 toon die meganiese hand aan.

Foto 2 toon die hand wat aan die motor gemonteer is.

Foto 3 toon die Bluetooth (selfoon) stembeheerder

Foto 4 is 'n skermkiekie wat 'n tipiese dialoog vertoon

Die video demonstreer die stembeheerde hand in aksie

Notas

[1]

Die stapmotors kom uit vorige projekte. Servomotors behoort ewe goed te werk met 'n paar kodeveranderings.

[2]

MIT AppInventor 2 is gratis beskikbaar op

Die VTT.apk -app (Voice To Text) en die VTT.aia -kode vir hierdie projek word in hierdie instruksies aangebied as u dit wil aanpas.

Stap 1: Onderdele lys

Die volgende onderdele is verkry vanaf

• 1 slegs Arduino UNO R3 met USB -kabel
• 1 slegs prototipe PCB -broodbord vir Arduino UNO R3
• 1 slegs HC-06 Bluetooth-module
• 5 slegs 17HS3430 Nema17 12 volt Stepper Motors
• Slegs 5 groot maklike bestuurder v1.2 A4988 stapmotorbestuurdersborde
• Slegs 5 GT2 20 -tand aluminium -tandriemsnoerboring 5 mm breedte 6 mm met skroef
• Slegs 5 GT2 Idler katrolboring 4 mm met laer vir GT2 tandriem breedte 6 mm 20 tande
• Slegs 5 GT2 Closed Loop -riem, rubber 6 mm 160 mm
• 1 net pkt 120 stuks 10 cm manlik tot manlik + manlik tot vroulik en vroulik tot vroulik jumperdraad Dupont -kabel vir Arduino diy -kit

Die volgende dele is plaaslik verkry:

• 1 aluminiumlengte van 20 mm x 3 mm
• 1 stuk aluminium, slegs 120 mm x 120 mm
• 1 slegs 200 mm x 100 mm x 6 mm komposisiebord (vir hand- en polsverlenging)
• 1 slegs 500 mm x 500 mm x 6 mm komposisiebord (vir basisplaat)
• 1 slegs kort lengte (ongeveer 520 mm) afval 18 mm x 65 mm hout (vir voetplaatbene)
• 1 hangertjie net (ongeveer 2,4 mm in deursnee)
• 1 gordyndraad in lengte
• 1 slegs gordynoog
• 1 spoel net 30 lb nylon vislyn
• 1 slegs kort hoed-rek
• 1 slegs pkt kabelbinders
• 1 slegs 1200 ohm 1/8 watt weerstand
• 1 weerstand van slegs 2200 ohm 1/8 watt
• 1 slegs 1N5408 3 amp kragdiode
• 1 slegs SPST -skakelaar (enkelpolige enkele gooi)
• 1 slegs 2-pins PCB-aansluitblok
• 15 slegs M3 x 9mm skroefdraad-nylonstandpunte
• 30 slegs M3 x 5 mm-boute (vir nylon-afstande)
• 30 slegs M3 x 10 mm -boute (vir vingers en motorhouers)
• 2 slegs M4 x 15mm boute (vir polsverlenging)
• Slegs 5 boute van M4 x 30 mm (vir katrolle)
• 17 slegs M4 -moere (vir katrol)
• 12 slegs houtskroewe (vir voetplaatbene)

Die beraamde koste van hierdie onderdele is minder as $ 100

Stap 2: Kringdiagram

Die kringdiagram van die robothand word op foto 1 getoon

Die bypassende motor / Bluetooth -skild word op foto 2 getoon

Die Big Easy Drivers word op foto 3 getoon.

Die Big Easy Driver-motorbeheerders ondersteun bedradingskettings

Motor bedrading

Dit kan nodig wees om die twee middelste drade van elke 17HS3430 Nema17 12 volt stepper motors om te keer, aangesien die Big Easy Driver v1.2 A4988 stepper motor bestuurders borde verwag dat die drade van elk van die spoelwindings aangrensend is.

Om dit te bereik, is dit nodig om die twee middeldrade van elke motor te ruil (foto 4).

Die standaard kleurreeks vir die 17HS3430 kabels (vir my motors) is rooi, blou, groen, swart. Die kleurreeks na die wysiging is rooi, groen, blou, swart.

Die rooi, groen wikkeling is gekoppel aan die "A" -terminale van die Big Easy Driver.

Die blou, swart wikkeling is aan die "B" -terminale van die Big Easy Driver vasgemaak.

Groot maklike bestuurder se huidige perke

Die huidige limiet vir elk van die Big Easy Drivers moet op 400mA (milliampere) gestel word.

Om dit te bereik:

1. Skakel die krag af [1]
2. Ontkoppel u Arduino
3. Ontkoppel elke motorkabel
4. Draai elk van die potensiaalmeters van die huidige limiet op die A4988 Big Easy Driver Boards heeltemal met die kloksgewys
5. Dien 12 volt toe op die Big Easy Drivers … u behoort 'n huidige lesing tussen 90mA en 100mA te kry. Dit is die stroom wat deur LED's geteken word.
6. Skakel die 12 volt -toevoer af [1]
7. Koppel die "Duim" -motor aan, pas krag toe en stel die voedingsstroom in op 490mA
8. Skakel die 12 volt -toevoer af [1]
9. Ontkoppel die duim motor.
10. Herhaal stappe 6, 7, 8, 9 vir elk van die oorblywende motors

Koppel alle motorkabels aan hul onderskeie beheerders.

Die totale toevoerstroom sal net meer as 2 ampère wees as krag toegepas word

Let op

[1]

Moet NOOIT 'n trapmotor aansluit nie, maar trek die krag nie uit nie. Die induktiewe "skop" (spanningspiek) sal die beheerders waarskynlik beskadig.

Stap 3: Hand … Konsep

My eerste robothand, beskryf in https://www.instructables.com/id/Robot-Hand-2/, bevat baie klein onderdele en gebruik kleefband vir die gewrigte.

Hierdie alternatiewe hand is meer robuust, het minder onderdele en is makliker om te maak.

Bogenoemde foto's toon die basiese konsep … as u die middelste bout van 'n pantograaf verwyder, het die 'gewrig' 'n draai van minstens 90 grade [1]

Let op

[1]

Ek was van plan om die pantograafarm in my aktuatorplotter te gebruik https://www.instructables.com/id/CNC-Actuator-Plo…, maar laat vaar die idee omdat daar te veel ongewenste beweging was as gevolg van die groot aantal gewrigte.

Stap 4: Hand … prototipe

Bogenoemde foto's toon hoe 'n 'vinger' gemaak kan word uit 'n lengte van aluminium-ekstrudering en 'n draadhanger.

Die gewrig het 'n gladde werking en is merkwaardig stewig.

Moere en boute is nie nodig nie … 'n soldeerbolletjie aan elke draadkant maak dit vas.

Stap 5: Hand … Konstruksie

Daar is 'n paar gereedskap nodig om hierdie hand te maak … net 'n haksaag, 'n paar bore en 'n lêer.

Stap 1

• Trek 'n buitelyn van jou hand op papier. (foto 1)
• Merk u "knokkellyn" en hoof "vingergewrigte"
• Ignoreer jou vingerpunte … hulle buig gewoonlik nie so baie nie … 'n skuinste is voldoende. As 'n effense buiging nodig is, kan dit later bygevoeg word.

Stap 2

• Sny vingerlengte van die aluminium -ekstrudering (foto 2)
• Boor vier gate met deursnee … een in elke hoek van die aluminium-ekstrudering. (foto 4)
• Boor 'n gat met 'n kleiner deursnee agter elk van die eerste gate. Dit word gebruik vir die hoedelastiek en die nylon tendons. (foto 4)
• Sny draadlengtes van die kapstok af en buig elke punt 90 grade
• Kruis die drade wanneer u die aluminium vingerafdelings verbind. Die drade word van teenoorgestelde kante ingevoeg.
• Bevestig die drade deur soldeer aan elke draadkant aan te bring. Moenie bekommerd wees oor die soldeer wat by die aluminium bly nie … dit is nie so nie.
• Verwyder enige soldeervloei uit die verbindings met behulp van minerale terpentyn (of soortgelyke) en dien dan 'n druppel naaimasjienolie toe. Verwyder oortollige olie met 'n papierhanddoek.

Stap 3

• Heg elke vinger aan die handvorm van hout met behulp van "L" -vormige aluminiumhakies gemaak van 'n stuk aluminium.
• Lê die rugstoppe so dat die vingers reguit is wanneer dit heeltemal uitgestrek is. (foto 4)

Stap 4

Heg die duim vas (foto 2). Die duimbeugel lyk ingewikkeld, maar dit is eenvoudig 'n "L" -vormige stuk aluminium wat skuins gesny is. Die buiging van 90 grade word dan gesny en die punte word uitgesprei

Stap 5

• Bind 'n stuk hoedelastiek tussen die oorblywende boonste gate (foto 4).
• Pas die spanning aan totdat die vingers net strek.

Stap 6

• Heg nylon tendons (vislyn) aan die onderste vingergate.
• Gaan elke nylon pees deur al 2 mm deursnee gate geboor in 'n (geboë) stuk hout. Hierdie gate werk soos gordyn oë. (foto 2)

Stap 7:

'N Gordynoog word gebruik om die rigting van die nylon duimpees te verander. Die gordynoog word vasgeskroef in 'n M3-skroefdraad van nylon wat aan die ander kant van die hand geleë is

Stap 6: Sagteware … Android

Foto 1 toon die MIT AppInventor 2 "Ontwerp" skerm vir my VTT (Voice-to-Text) aansoek.

Foto 2 toon die 'blokke' wat in hierdie toepassing gebruik word.

Foto's 3 en 4 is die klein-p.webp

Lees die kode

• Die boonste twee "blokke" aan die linkerkant verbind u telefoon met die Arduino as u op die "Bluetooth" -knoppie druk.
• Die middelste twee "blokke" aan die linkerkant stuur u stemopdrag na die arduino as u op die "mikrofoon" -knoppie druk. Die teks word geskep met behulp van Google Speech_To_Text.
• Alle stemopdragte verskyn as teks bo die "mikrofoon" -ikoon.
• Die twee onderste "blokke" aan die linkerkant dra hierdie teks oor na die "aangepaste" knoppie as u 'n opdrag wil herhaal tydens die toets.
• Die onderste twee regterblokke stuur die woorde "oop" en "naby" na die hand. Ek het gedink dat dit nuttig sou wees as u dit toets.
• Die drie boonste regterkantse "blokke" beheer die tydsberekening.

VTT.apk

Die aangehegte VTT.apk -lêer is die werklike Android -telefoonprogram.

Om VTT.apk te installeer:

• Kopieer VTT.apk na u telefoon (of stuur dit as 'n aanhangsel per e -pos)
• Verander u telefooninstellings sodat programme van derde partye geïnstalleer kan word
• Laai 'n APK -installeerder af van
• Begin die installeerder.

VTT.aia

'N Ander manier om die kode te installeer, is om:

• skep 'n MIT AppInventor -rekening
• Laai en installeer MIT AppInventor 2 vanaf
• Laai 'MIT AI2 Companion' af en installeer dit vanaf https://play.google.com/store na u telefoon.
• Boots foto 1 na op u 'ontwerp' -skerm
• Herhaal die blokke op foto 2
• Begin "MIT AI2 Companion" op u telefoon
• Klik op “Bou | App (verskaf QR -kode vir.apk)”
• Klik op die QR -opsie op u telefoon wanneer die QR -kode verskyn
• Volg die aanwysings.

Stap 7: Arduino sagteware

instalasie instruksies

Laai die aangehegte lêer “VTT_voice_to_text_7.ino” af

Kopieer die lêerinhoud na 'n nuwe Arduino -skets en stoor.

Laai die skets op na u Arduino.

Ontwerpnotas

Die Engelse taal is uiters kompleks.

Dikwels is daar verskillende maniere om dieselfde te sê. In die volgende voorbeelde het 'hand' en vingers 'dieselfde betekenis:

• “Maak u hand oop” …………………………………………… verwys na u hand
• “Maak u vingers oop” …………………………………… verwys na u hand

Maar sleutelwoorde kan ook verskillende betekenisse hê:

• “Maak u vingers oop” ………………………………….. verwys na u hand
• “Maak u wys- en middelvinger oop” ………… verwys na spesifieke vingers

Betekenisvolle opdragte vereis ten minste twee sleutelwoorde. Die volgende opdragte lei nie tot 'n handaksie nie, aangesien dit slegs een sleutelwoord het:

• “Oop” …………………………………………………….. een sleutelwoord “oop” [1]
• 'Gee my 'n handjie' ……………………………………….een sleutelwoord “hand”
• "Gee my 'n sleutel" ……………… een sleutelwoord "hand"

Om hierdie opdragte te interpreteer, het ek sleutelwoorde met dieselfde betekenis soos volg gegroepeer:

• Meervoudige vingers: "hand", "vingers", "oop", "sluit", "los" [1]
• Spesifieke vingers: "duim", "indeks", "middel", "ring", "klein"
• Maak vingers oop: "oop", "verhoog", "verleng", "los" [1]
• Maak vingers toe: "sluit", "laer" [1]
• Take: "dra", "hou", "kies", "demo", "kalibreer"

Elke sleutelwoordgroep word geassosieer met 'n 'vlag'. Om 'n natuurlike spraak te interpreteer, word 'n vlag of vlaggroep geaktiveer wanneer 'n sleutelwoord opgespoor word. Die spraakvertolk hoef slegs na die vlagkombinasies te kyk om uit te vind watter aksies nodig is.

Rekursie

Rekursie vind plaas wanneer 'n opdrag homself een of meer kere noem.

Kom ons neem aan dat sommige van u vingers verleng is en dat sommige toegemaak is. Kom ons neem ook aan dat u u duim wil uitsteek en u vingers moet toemaak soos wanneer u iets dra.

Metode 1

Die volgende twee stemopdragte sal dit bereik:

• "Maak u hand oop"
• "Maak u middelste ring en klein vingers toe"

Metode 2

In plaas daarvan om twee afsonderlike opdragte uit te voer, kan u 'n "carry ()" taak skep:

Dra dit vir my

Hierdie opdrag aktiveer die "carry ()" -funksie wat dan die volgende uitreik:

• proses ("maak u hand oop");
• proses ("maak u middelste ring en wysvingers toe")

Hierdie rekursiewe aksie laat komplekse handvorme toe.

Let op

[1]

Vir die gemak het ek die tolk geprogrammeer om 'oop', 'sluit' en 'los' as opdragte met een woord te aanvaar.

Stap 8: Opsomming

Hierdie instruksie toon hoe 'n robothand gemaak kan word uit 'n kort lengte van aluminium-ekstrudering en 'n draadhanger.

Die hand is gemaak om 'n paar idees te toets. Oorpluisies word aan die vingerpunte geheg om die greep te verbeter.

Kenmerke sluit in:

• Eenvoudig om te maak
• Elke vinger word deur die kabel bedien.
• Individuele vingerbewegings
• Groep vingerbewegings
• Programeerbare handvorms vir verskillende take
• Lae koste
• Liggewig
• Werk onder water indien nodig (geen motors moet kortkom nie)

Elke vinger word deur die kabel bedien. Nylon vislyn word gebruik vir die tendons wat elkeen deur 'n buigsame gordyndraad gevoer word.

Foto 2 in die Intro -afdeling toon twee kabels … een met 2 tendons … die ander met drie. Dit is goed as die buigradius groot is, anders val die vingers vas as die kabels gebuig word. Dit is oorkom deur vyf aparte kabels in die video te gebruik

Terwyl die nylon vislyn werk, is dit geneig om te rek. Roesvrye staal vislyn sou 'n beter keuse wees … ek het 'n katrol op bestelling.

Die aandrywers is gemaak van trapmotors en eindelose rieme. Die senings word deur middel van kabelbinders aan die dryfbande vasgemaak.

Hierdie projek behoort ewe goed met servomotore te werk. Geringe kodeveranderings sal nodig wees as u kies om servo's te gebruik.

Bluetooth-stemopdragte word vanaf u Android-selfoonprogram na u Arduino gestuur.

Die kode vir die selfoon-app is ontwikkel met behulp van MIT AppInventor 2 en word in hierdie instruksies gepubliseer.

Die Arduino -stemtolk is uiters betroubaar. Die kode, wat in hierdie instruksies ingesluit is, kan in ander projekte gebruik word.

As u u selfoon uitgesluit het, is die beraamde koste om hierdie projek te bou minder as $ 100

Klik hier om my ander instruksies te sien.