Come costruire un braccio robotico con pochi soldi

Sicuramente molti di voi hanno visto nei film di fantascienza come lo scienziato o il geek abbiano un braccio robotico che controlla tutto e può raccogliere oggetti o eseguire funzioni come se fosse una persona umana. Qualcosa che è sempre più possibile grazie a Hardware Libre e il progetto Arduino. Ma cos’è un braccio robotico? Quali funzioni ha questo gadget? Come è costruito un braccio robotico? Di seguito risponderemo a tutte queste domande.

Cos'è un braccio robotico

Un braccio robotico è un braccio meccanico con una base elettronica che gli consente di essere completamente programmabile. Inoltre, questo tipo di braccio può essere un singolo elemento ma può anche far parte di un robot o di un altro sistema robotico. La qualità di un braccio robotico rispetto ad altri tipi di elementi meccanici è questa un braccio robotico è completamente programmabile mentre il resto del dispositivo non lo è. Questa funzione ci permette di avere un unico braccio robotico per varie operazioni e di svolgere svariate attività differenti e differenti, attività che possono essere svolte grazie a schede elettroniche come le schede Arduino.

Funzioni di un braccio robotico

Forse la funzione più basilare di un braccio robotico è la funzione del braccio ausiliario. In alcune operazioni avremo bisogno di un terzo braccio che supporti qualche elemento in modo che una persona possa costruire o creare qualcosa. Per questa funzione non è necessaria alcuna programmazione speciale e sarà solo necessario spegnere il dispositivo stesso.

I bracci robotici possono essere costruiti con vari materiali che ne consentono l'utilizzo come sostituto di operazioni pericolose come la manipolazione di elementi chimici inquinanti. Un braccio robotico può anche aiutarci a svolgere compiti pesanti o che richiedono una pressione adeguata, purché sia ​​costruito con un materiale forte e resistente.

Materiali necessari per la sua costruzione

Successivamente ti insegneremo come costruire un braccio robotico in modo rapido, semplice ed economico per tutti. Tuttavia, questo braccio robotico non sarà potente o utile come le braccia che vediamo nei film, ma servirà per conoscere il suo funzionamento e la sua costruzione. Così che, i materiali di cui avremo bisogno per costruire questo dispositivo lo sono:

1. Un piatto  Arduino UNO REV3 o superiore.
2. Due schede di sviluppo.
3. Due servi assi in parallelo
4. Due micro servi
5. Due controlli analogici in parallelo
6. Cavi con ponticello per schede di sviluppo.
7. nastro adesivo
8. Cartone o cartone espanso per il supporto.
9. Un cutter e delle forbici.
10. Molta pazienza.

Assemblaggio

L'assemblaggio di questo braccio robotico è abbastanza semplice. Per prima cosa dobbiamo ritagliare due rettangoli con la schiuma; ognuno di questi rettangoli farà parte del braccio robotico. Come puoi vedere nelle immagini, questi rettangoli dovranno avere le dimensioni che vogliamo, anche se è consigliabile la dimensione di uno di essi è 16,50 x 3,80 cm. e il secondo rettangolo ha le seguenti dimensioni 11,40 x 3,80 cm.

Una volta che abbiamo i rettangoli, a un'estremità di ogni rettangolo o striscia legheremo ogni servomotore. Dopo aver fatto questo, taglieremo una "U" di schiuma. Questo servirà come parte di tenuta o parte terminale del braccio, che per un essere umano sarebbe la mano. Uniremo questo pezzo al servomotore che si trova nel rettangolo più piccolo.

Ora dobbiamo realizzare la parte inferiore o la base. Per questo eseguiremo la stessa procedura: ritaglieremo un quadrato di gommapiuma e posizioneremo i due servomotori assi in parallelo come nell'immagine seguente:

Ora dobbiamo collegare tutti i motori alla scheda Arduino. Ma prima dobbiamo collegare le connessioni alla scheda di sviluppo e questa alla scheda Arduino. Collegheremo il filo nero al pin GND, il filo rosso che collegheremo al pin 5V ei fili gialli a -11, -10, 4 e -3. Collegheremo anche i joystick oi controlli del braccio robotico alla scheda Arduino, in questo caso come indica l'immagine:

Una volta che avremo tutto collegato e assemblato dobbiamo passare il programma alla scheda Arduino, per la quale dovremo collegare la scheda Arduino al computer o laptop. Una volta passato il programma alla scheda Arduino, dobbiamo assicurarci che collegare i cavi alla scheda Arduino anche se possiamo sempre continuare con la scheda di sviluppo e smontare il tutto, quest'ultimo se vogliamo solo che impari.

Software richiesto per il funzionamento

Anche se sembra che abbiamo finito di costruire un braccio robotico, la verità è che c'è ancora molto da fare e la cosa più importante. Creare o sviluppare un programma che dia vita al nostro braccio robotico, poiché senza di esso i servomotori non smetterebbero di essere semplici meccanismi dell'orologio che girano senza senso.

Questo si risolve collegando la scheda Arduino al nostro computer e aprendo il programma Arduino IDE, colleghiamo il computer alla scheda e scriviamo il seguente codice in un file vuoto:

#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 ("----------------");

}

Lo salviamo e poi lo inviamo al piatto Arduino UNO. Prima di terminare con il codice effettueremo i relativi test per verificare che i joystick funzionino e che il codice non presenti errori.

L'ho già montato, e adesso?

Sicuramente molti di voi non si aspettavano questo tipo di braccio robotico, tuttavia è l'ideale per le basi di ciò che è, il costo che ha e il modo in cui insegnare a costruire un robot. Da qui tutto appartiene alla nostra immaginazione. Cioè, possiamo cambiare i materiali, i servomotori e persino completare il codice di programmazione. Va da sé anche questo possiamo cambiare il modello della scheda Arduino con uno più potente e completo che ci consenta di collegare un telecomando o lavorare con lo smartphone. Insomma, un ampio ventaglio di possibilità che il Hardware Libre e bracci robotici.

Maggiori informazioni - Instructables