كيفية بناء ذراع آلية بقليل من المال

من المؤكد أن الكثير منكم قد شاهد في أفلام الخيال العلمي كيف يمتلك العالم أو المهووس ذراعًا آلية تتحكم في كل شيء ويمكنها التقاط الأشياء أو أداء الوظائف كما لو كان شخصًا بشريًا. شيء أصبح ممكنا بشكل متزايد بفضل Hardware Libre ومشروع اردوينو. ولكن ما هي الذراع الروبوتية؟ ما هي الوظائف التي تمتلكها هذه الأداة؟ كيف يتم بناء الذراع الروبوتية؟ أدناه سنجيب على كل هذه الأسئلة.

ما هي الذراع الروبوتية

الذراع الآلية هي ذراع ميكانيكي بقاعدة إلكترونية تسمح ببرمجتها بالكامل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون هذا النوع من الذراع عنصرًا واحدًا ولكن يمكن أن يكون أيضًا جزءًا من روبوت أو نظام آلي آخر. جودة الذراع الروبوتية مقارنة بأنواع العناصر الميكانيكية الأخرى هي تلك يمكن برمجة الذراع الروبوتية بالكامل بينما لا يتم برمجة باقي الجهاز. تتيح لنا هذه الوظيفة امتلاك ذراع آلية واحدة لعمليات مختلفة وأداء أنشطة مختلفة ومختلفة ، والأنشطة التي يمكن القيام بها بفضل اللوحات الإلكترونية مثل لوحات Arduino.

وظائف الذراع الآلية

ربما تكون الوظيفة الأساسية للذراع الآلي هي وظيفة الذراع المساعدة. سنحتاج في بعض العمليات إلى ذراع ثالث يدعم بعض العناصر حتى يتمكن الشخص من بناء أو إنشاء شيء ما. بالنسبة لهذه الوظيفة ، ليست هناك حاجة إلى برمجة خاصة وسنحتاج فقط إلى إيقاف تشغيل الجهاز نفسه.

يمكن بناء الأذرع الروبوتية بمواد مختلفة مما يجعل من الممكن استخدامها كبديل للعمليات الخطرة. مثل التلاعب بالعناصر الكيميائية الملوثة. يمكن أن تساعدنا الذراع الآلية أيضًا في أداء المهام الثقيلة أو تلك التي تتطلب ضغطًا مناسبًا ، طالما أنها مصنوعة من مادة قوية ومقاومة.

المواد اللازمة لبنائه

بعد ذلك ، سنعلمك كيفية بناء ذراع آلية بطريقة سريعة وبسيطة واقتصادية للجميع. ومع ذلك ، لن تكون هذه الذراع الآلية قوية أو مفيدة مثل الأذرع التي نراها في الأفلام ولكنها ستعمل على التعرف على كيفية تشغيلها وبنائها. لهذا السبب، المواد التي سنحتاجها لبناء هذا الجهاز هي:

1. طبق  Arduino UNO REV3 أو أعلى.
2. مجالس تطوير.
3. اثنين من الماكينات المحورية على التوازي
4. اثنين من الماكينات الصغيرة
5. اثنين من الضوابط التناظرية على التوازي
6. كابلات توصيل للوحات التطوير.
7. اخفاء الشريط
8. كرتون أو لوح فوم للحامل.
9. قطاعة ومقص.
10. الكثير من الصبر.

المجسم

إن تركيب هذه الذراع الآلية بسيط للغاية. أولاً علينا قطع مستطيلين بالرغوة ؛ سيكون كل من هذه المستطيلات جزءًا من الذراع الآلية. كما ترى في الصور ، يجب أن تكون هذه المستطيلات بالحجم الذي نريده ، على الرغم من أنه يوصى بذلك حجم إحداها 16,50 × 3,80 سم. والمستطيل الثاني بالحجم التالي 11,40 × 3,80 سم.

بمجرد أن نحصل على المستطيلات ، في أحد طرفي كل مستطيل أو شريط ، سنقوم بربط كل محرك مؤازر. بعد القيام بذلك ، سنقطع "U" من الرغوة. سيكون هذا بمثابة جزء ممسك أو طرف من الذراع ، والتي ستكون اليد بالنسبة للإنسان. سنقوم بربط هذه القطعة بالمحرك المؤازر الموجود في أصغر مستطيل.

الآن علينا أن نجعل الجزء السفلي أو القاعدة. لهذا سوف نقوم بنفس الإجراء: سنقطع مربعًا من الرغوة ونضع محركات مؤازرة ذات محورين بالتوازي كما في الصورة التالية:

الآن علينا توصيل جميع المحركات بلوحة Arduino. لكن أولاً ، يتعين علينا توصيل الاتصالات بلوحة التطوير وهذا بلوحة Arduino. سنقوم بتوصيل السلك الأسود بدبوس GND ، والسلك الأحمر الذي سنقوم بتوصيله بالدبوس 5 فولت والأسلاك الصفراء بـ -11 و -10 و 4 و -3. سنقوم أيضًا بتوصيل أذرع التحكم أو عناصر التحكم في الذراع الآلية بلوحة Arduino ، في هذه الحالة كما تشير الصورة:

بمجرد توصيل كل شيء وتجميعه ، يتعين علينا تمرير البرنامج إلى لوحة Arduino ، والتي سنحتاج إلى توصيل لوحة Arduino بالكمبيوتر أو الكمبيوتر المحمول. بمجرد تمرير البرنامج إلى لوحة Arduino ، يتعين علينا التأكد من ذلك قم بتوصيل الكابلات بلوحة Arduino على الرغم من أنه يمكننا دائمًا الاستمرار في لوحة التطوير وتفكيك كل شيء، هذا الأخير إذا كنا نريده فقط أن يتعلم.

البرامج المطلوبة للتشغيل

على الرغم من أنه يبدو أننا انتهينا من بناء ذراع آلية ، إلا أن الحقيقة هي أنه لا يزال أمامنا الكثير والأهم من ذلك. إنشاء أو تطوير برنامج يعطي الحياة لذراعنا الآلية لأنه بدونها ، لن تتوقف المحركات المؤازرة عن كونها آليات ساعة بسيطة تدور بدون معنى.

يتم حل ذلك عن طريق توصيل لوحة Arduino بجهاز الكمبيوتر الخاص بنا ونفتح البرنامج اردوينو إيدنقوم بتوصيل الكمبيوتر باللوحة ونكتب الكود التالي في ملف فارغ:

#include <Servo.h>

const int servo1 = 3;       // first servo

const int servo2 = 10;      // second servo

const int servo3 = 5;       // third servo

const int servo4 = 11;      // fourth servo

const int servo5 = 9;       // fifth servo

const int joyH = 2;        // L/R Parallax Thumbstick

const int joyV = 3;        // U/D Parallax Thumbstick

const int joyX = 4;        // L/R Parallax Thumbstick

const int joyP = 5;        // U/D Parallax Thumbstick

const int potpin = 0;      // O/C potentiometer

int servoVal;           // variable to read the value from the analog pin

Servo myservo1;  // create servo object to control a servo

Servo myservo2;  // create servo object to control a servo

Servo myservo3;  // create servo object to control a servo

Servo myservo4;  // create servo object to control a servo

Servo myservo5;  // create servo object to control a servo

void setup() {

// Servo

myservo1.attach(servo1);  // attaches the servo

myservo2.attach(servo2);  // attaches the servo

myservo3.attach(servo3);  // attaches the servo

myservo4.attach(servo4);  // attaches the servo

myservo5.attach(servo5);  // attaches the servo

// Inizialize Serial

Serial.begin(9600);

}

void loop(){

servoVal = analogRead(potpin);

servoVal = map(servoVal, 0, 1023, 0, 179);

myservo5.write(servoVal);

delay(15);

// Display Joystick values using the serial monitor

outputJoystick();

// Read the horizontal joystick value  (value between 0 and 1023)

servoVal = analogRead(joyH);

servoVal = map(servoVal, 0, 1023, 0, 180);     // scale it to use it with the servo (result  between 0 and 180)

myservo2.write(servoVal);                         // sets the servo position according to the scaled value

// Read the horizontal joystick value  (value between 0 and 1023)

servoVal = analogRead(joyV);

servoVal = map(servoVal, 0, 1023, 70, 180);     // scale it to use it with the servo (result between 70 and 180)

myservo1.write(servoVal);                           // sets the servo position according to the scaled value

delay(15);                                       // waits for the servo to get there

// Read the horizontal joystick value  (value between 0 and 1023)

servoVal = analogRead(joyP);

servoVal = map(servoVal, 0, 1023, 70, 180);     // scale it to use it with the servo (result between 70 and 180)

myservo4.write(servoVal);                           // sets the servo position according to the scaled value

delay(15);                                       // waits for the servo to get there

// Read the horizontal joystick value  (value between 0 and 1023)

servoVal = analogRead(joyX);

servoVal = map(servoVal, 0, 1023, 70, 180);     // scale it to use it with the servo (result between 70 and 180)

myservo3.write(servoVal);                           // sets the servo position according to the scaled value

delay(15);                                       // waits for the servo to get there

/**

* Display joystick values

*/

void outputJoystick(){

Serial.print(analogRead(joyH));

Serial.print ("---");

Serial.print(analogRead(joyV));

Serial.println ("----------------");

Serial.print(analogRead(joyP));

Serial.println ("----------------");

Serial.print(analogRead(joyX));

Serial.println ("----------------");

}

نحفظه وبعد ذلك نرسله إلى اللوحة Arduino UNO. قبل الانتهاء من استخدام الكود ، سنجري الاختبارات ذات الصلة للتحقق من عمل عصا التحكم وأن الكود لا يقدم أي أخطاء.

لقد قمت بالفعل بتثبيته ، ماذا الآن؟

بالتأكيد لم يتوقع الكثير منكم هذا النوع من الأذرع الروبوتية ، لكنها مثالية بسبب أساسيات ماهيتها ، وتكلفتها وطريقة تعليمها كيفية بناء روبوت. من هنا كل شيء ينتمي لخيالنا. وهذا يعني أنه يمكننا تغيير المواد ومحركات المؤازرة وحتى إكمال كود البرمجة. وغني عن القول ذلك أيضا يمكننا تغيير نموذج لوحة Arduino للحصول على نموذج أكثر قوة وكاملة يسمح لنا بتوصيل جهاز التحكم عن بعد أو العمل مع الهاتف الذكي. باختصار، مجموعة واسعة من الاحتمالات التي Hardware Libre والأسلحة الآلية.

معلومات اكثر - Instructables