Arduino机器人ARM 4
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在此说明中，我们将向您介绍Arduino Robot Arm 4DOF机械爪套件的有趣项目。 这个基于Arduino UNO的DIY蓝牙机器人套件基于Arduino Uno开发板。 这个非常简单且易于构建的工具包是适合初学者的Arduino项目，并且是进入机器人技术和工程学的绝佳学习平台。
机械臂采用扁平包装进行组装，只需极少的焊接即可启动和运行。 集成了4个SG90伺服器，该伺服器允许4度运动，并可以用爪抓起轻物品。 手臂控制可以通过4个电位器执行。 让我们开始吧！
入门：Arduino Robot Arm 4dof机械爪套件
什么是 Arduino？
Arduino是一个基于易于使用的硬件和软件的开源电子平台。 Arduino开发板可以读取输入-传感器上的灯，按钮上的手指或Twitter消息-并将其转换为输出-激活电动机，打开LED并在线发布内容。 您可以通过向板上的微控制器发送一组指令来告诉您该怎么做。 为此，您可以使用Arduino编程语言（基于Wiring）和Arduino软件（IDE）（基于Processing）。
什么是IDUINO UNO？
iDuino Uno在ATmega328上。 它具有14个数字输入/输出引脚（其中6个可用作PWM输出），6个模拟输入，一个16 MHz陶瓷谐振器，一个USB连接，一个电源插孔，一个ICSP接头和一个复位按钮。 它包含支持微控制器所需的一切； 只需使用USB电缆将其连接到计算机，或使用AC-DC适配器或电池为它供电即可开始使用。
软件安装
在本节中，我们将向您介绍开发平台，在该平台上，您可以将创意思维转化为代码，并使其发挥作用。
Arduino软件/ IDE
双击打开基于Windows的应用程序，然后按照说明完成操作（请记住为Arduino安装所有驱动程序）。 简单的！
图1安装驱动程序
将UNO板与计算机连接
通过蓝色USB电缆连接UNO和PC，如果连接正确，您将看到绿色的电源LED亮起，而另一个橙色LED闪烁。
图2检查您的特殊COM并记下它的编号
找到您的串行COM号并记下来。
我们需要确定COM当前正在PC和UNO之间通信的通道。 遵循路径：控制面板| 硬件和声音| 设备和打印机| 设备管理器| 端口（COM和LPT）| Arduino UNO（COMx）
记下COM号，因为稍后需要。 由于COM端口可能会不时变化，因此此步骤至关重要。 在这种情况下，出于演示目的，我们使用的是COM 4。
玩你的第一个“Hello World”LED example
首先，让我们告诉IDE在哪里可以找到我们的Arduino端口以及您当前正在使用哪个板：以下指令（图3和4）显示了详细信息：
端口配置
董事会配置
是时候和你玩第一个简单的前任了amp乐沿着路径通过 File | 前任amp莱斯 | 01. 基础 | 眨。 会弹出一个新的代码窗口，按箭头符号上传。 您会注意到橙色 LED 几乎每秒闪烁一次。
硬件安装
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在机架包装中，从左到右：
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电路焊接
该机器人手臂套件只需极少的焊接即可使一切正常运行。 机械臂扩展板用于连接控制器（在此项目中），四个电位计和Iduino UNO板之间的接口。
警告: 使用热烙铁时请小心。
图3机械手ARM板的基本示意图
准备：
- 一个机械臂扩展板
- 12个XNUMXV黑色电源插孔
- 52P排针
- 一个蓝色的外部电源接口
- 一个黑色蓝牙接口
然后焊接伺服器和电源插孔的销钉。
请注意，伺服接口的引脚朝上，Iduino接口的引脚朝下。
然后焊接四个电位器
跳线帽用于机器人手臂扩展板和Iduino UNO板的快捷方式，这意味着您不必单独为Iduino UNO板供电。
当我们使用一个外部电源12V电池盒时，插入跳线帽。
然后在裸露的电位器上放四个银盖。 现在您已经完成了焊接部分！
软件调试
Arduino UNO代码上传
机器人将执行其编程方式。 了解和吸收Iduino UNO董事会内部的内容，即编程代码是学习过程的关键部分。 在本节中，我们的最终目标是确保伺服器和电位计正常工作。
如果这是您的第一个 Arduino 项目，请仔细按照说明进行操作。 首先，从我们的下载相关代码 web地点。
- 双击图标打开程序并打开 file 在路径中： File | 打开
- 打开 me_arm3.0 Arduino file
软件调试
单击工具栏上带有向右箭头的上传按钮以上传您的 file 到联合国
上传状态为“已完成”，否则，请检查“ 3.2部分，以确保您正确连接UNO
伺服调试
然后让我们测试一下伺服系统，看看它们是否运行平稳。 当您与相应的电位器一起演奏时，舵机应平稳旋转。 如果没有，请确保已正确地使用上述“完成上传”符号上传了代码，并将伺服板牢固地插入UNO板上，并且每个引脚都正确对齐。 最重要的是，正确插入可靠的电源，下一部分将说明电源说明。 请仔细阅读，否则可能会烧坏Arduino核心微控制器。
伺服具有三个销钉：
- 信号
- 地线
- 电压控制电路
旋转角度由PWM（脉冲宽度调制）信号占空比调节。PWM的频率通常在30至60Hz的范围内–这就是所谓的刷新率。 如果刷新率太小，则伺服精度会降低，因为如果刷新率过高，它将开始周期性地失去位置，则伺服可能会开始颤动。 选择最佳速率很重要，因为伺服电机可以锁定其位置。
请确保每个伺服系统工作正常，因为它们很难拆卸.
将伺服接口从插槽4到插槽1一对一地连接到UNO伺服插槽，该插槽由相应的电位计控制
将9-12v 2A电源插入带有跳线帽（伺服板）的Arduino电源插孔中
电源
动力在运行机械臂系统中起着至关重要的作用，因为动力不足会导致伺服转向器抖动，程序会异常运行。 需要两个独立的电源，一个用于驱动Uno开发板，另一个用于驱动电位计伺服控制器。 在本节中，为方便起见，我们向您介绍了几种电源替代品：
- （推荐）使用5V 2A电源适配器，并将其插入电位器板上的2.1mm DC插座。
- （或者）使用5V 2A电源，并连接到电位计板上的蓝色接线端子。
- （推荐）通过Uno板上的9mm DC插座为Arduino UNO开发板使用12v至2.1v电源适配器。
- （或者）使用提供的USB A至B（打印机电缆），从UB充电器，PC或笔记本电脑向Uno板提供稳定的5V电源输入。
笔记： 修改Uno板上的代码时，请确保从Uno开发板上卸下机器人手臂伺服控制器板，并断开Uno板电源。 否则，可能会通过USB端口驱动大电流，从而对您的机器人和PC造成不可挽回的损害。
系统调试
机架安装
在本节中，我们将指导您完成机器人手臂底座和机架的安装。
- 剥去机架底座的保护纸
准备物品：
- 根据
- 4个M3螺母
- 4个M3 * 30毫米螺钉
- 如左图所示组装零件
准备物品：
- 4个M3螺母
- 4 x M3 * 10毫米
- 螺丝
- 拧紧如左图所示的螺钉和螺母，这些螺钉和螺母用于固定我们的Iduino UNO板
然后准备以下物品：
- 2个M3 * 8mm螺钉
- 黑色伺服支架
- 黑色伺服架
- 按照以下步骤将电缆线穿过伺服支架孔，以连接到Iduino UNO板
然后将伺服支架支架插入伺服支架的顶部。 现在您可以看到Servo已固定并夹在支架和支架之间。
- 它看起来应该是这样的
- 然后如左图所示固定它
- 它看起来应该是这样的
然后准备物品以建造机器人的前臂
- 2 x M3 * 8mm螺丝
- 一个伺服支架
- 一台伺服SG90
- 一个黑色主臂底座
- 用上一个伺服器中指示的相同方法用支架和底座固定伺服器
- 准备物品：
- 1 x M2.5自攻螺钉
- 一个舵角
- 用M2.5自攻螺钉将喇叭固定在黑色的主臂丙烯酸酯上
- 将主臂插入到伺服系统上，然后顺时针旋转，直到由于编程为逆时针旋转而停止旋转。
- 拉出主臂并将其水平放回去，此步骤是为了确保Servo会转动anticloc从该点（0度）开始沿kwise方向旋转，并且在打开电源旋转时不会折断手臂
- 从机架包装中收集自攻螺钉，并固定在左侧，如图所示
- 用螺钉连接两个活动接头，切记不要过度拧紧螺钉，因为它们需要自由旋转
- 准备物品：
- 2 x M3 * 10毫米
- M3 螺母
- 两个黑色亚克力隔板
- 将两个隔板丙烯酸板放置在相应的机翼插槽中
- 首先，将隔板插入相应的插槽中，在接下来的步骤中，将在每一侧用一个螺钉和螺母将其固定。
- 然后将机架底座插入两个隔板之间的相应插槽中
- 它看起来应该是这样的
- 用一对螺钉和螺母将隔板固定在主臂底座上。
提示：将螺母固定在插槽中，然后将M3拧入。
- 如左图所示，将隔板固定在两侧
- 通过以下方式将前臂丙烯酸酯固定在前臂和主臂之间：
- 2 x M3 * 10毫米
- 两个坚果
提示：将螺母固定在插槽中，然后将M3拧入。
- 固定另一面
- 然后准备M3 * 6mm螺丝和一个长臂丙烯酸
- 将其固定在右下角
- 然后使用另一个带有三个活动关节的黑色长臂连接两个前臂关节
- 请按正确的顺序拧紧螺丝。 中间前臂底部的骨干丙烯酸酯，另一个位于顶部
- 准备以下物品以构建右侧支撑臂：
- 两个M3 * 8
- 一个黑色的圆形垫片
- 一根黑色支撑臂
- 一个黑色三角形支撑连接器
- 如左图所示固定第一个螺丝。 圆形垫片位于两者之间。
请不要过度拧紧螺丝，因为有活动接缝，因为它们需要自由旋转而不会摩擦相邻的丙烯酸树脂
- 用黑色支撑臂固定另一端。
- 它应该看起来像这样。 现在，前臂仍然具有三个自由的悬空末端，这些末端最终被连接以固定爪子部分。
- 准备爪形伺服零件：
- 两个方形伺服支架
- 4个M3 * 8mm螺钉
- 一台伺服
- 两个连接器配件
- 将方括号放在底部，并根据需要拉出电缆以连接到机器人扩展板
- 它看起来应该是这样的
- 将矩形支架放在伺服器的顶部，并用四颗M3 * 8mm螺钉固定伺服器
- 用两个M3 * 6mm螺钉将两个爪固定在矩形伺服支架上。
请记住在两者之间放置一个黑色的圆形垫片，以减少摩擦。
- 然后收集：
- 4个M3 * 8毫米螺钉
- 一个短连接器
- 一个圆形垫片
- 如图所示，将其固定在爪子的左侧。
切记在两者之间放置垫片
- 准备以下步骤以连接Claw和Triangle支撑连接器：
- 两颗M3 * 8mm螺丝
- 一个垫片
- 一根支撑臂
- 将支撑臂固定到Triangle连接器上
- 然后，可以用三个悬空的前臂末端固定整个爪部。
请不要拧紧活动关节的螺钉。
- 准备伺服包装和伺服喇叭中的自攻螺钉。
- 如左图所示，用自攻螺钉固定喇叭
- 拉开爪子，然后将我们在上一步中创建的短臂插入并拧紧。
- 将Iduino UNO董事会固定在基地上
- 将机器人手臂扩展板放在Iduino UNO板的顶部。
请确保引脚正确连接。
- 然后将机器人手臂系统放在基础伺服器机架上，并用自攻螺钉将其固定到基础伺服器上。
现在，您已完成所有安装！
机架调试
现在是时候将您的伺服器连接到Arduino UNO了。
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伺服1 |
爪形伺服 |
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伺服2 |
主伺服 |
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伺服3 |
前臂伺服 |
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伺服4 |
旋转伺服 |
请花些时间并按照上述说明进行正确的接线。
伺服具有三个销钉：
- 信号
- 地线
- 电压控制电路
整体系统调试
在打开电源之前，我们仍然需要检查以下几件事：
- 确保每个关节都能平稳旋转，否则会在伺服器中驱动大量电流，从而导致“阻塞”情况，并且伺服器很容易烧毁
- 调节电位器以适应舒适的伺服工作范围。 伺服机构可以在0到180度之间工作，没有任何限制，但是对于此特定项目，伺服机构由于机械结构而无法工作。 因此，至关重要的是将电位计更改为正确的位置。 否则，如果四个伺服器中的任何一个被卡住，伺服器将消耗大电流，这可能会对伺服器造成无法修复的损害。
- 平稳缓慢地更改电位器，因为伺服器需要时间才能转动
- 电源选项：为伺服器操作提供一致且稳定的电源
与您的手臂机器人玩得开心
手动控制
用于手动控制； 将跳线帽插入机器人手臂扩展板上，您可以通过调节四个电位器来控制机器人手臂。
PC控制界面
在本部分中，您可以通过将USB端口连接到Iduino UNO板来控制机械臂。 通过USB电缆进行串行通信时，命令是从上位机软件发送的，此软件目前仅适用于Windows用户。
首先，将新的上层计算机软件控制代码复制到Arduino UNO板上。
双击
“ Upper_Computer_Softwa re_Control.ino”。
然后点击上传按钮。
从下载软件应用程序 这里: http://microbotlabs.com/ so 软件.html, 归功于microbotlab.com
- 打开应用程序，然后按确定以继续
- 请在启动Mecon软件进行自动端口检测之前插入Arduino USB，或使用“扫描端口”按钮刷新可用端口。 选择USB端口。
- 在这种情况下进行演示，我们使用的是COM6。
此COM编号可能因情况而异。 请检查设备管理器以获取正确的COM端口号。
- 通过滑动伺服1/2/3/4杆来控制机器人手臂
现在是时候玩得开心了！ 打开电源，然后看看您的DIY Arduino机器人手臂的状态如何！ 在最终组装和激活后，机器人手臂可能需要调整和调试。 机器人将执行其编程方式。 弄清楚代码在做什么是学习过程的一部分。 重新打开您的Arduino IDE，我们保证一旦您对代码有深刻的了解，您将学到很多东西。
请从Arduino UNO板上拔下Sensor板并断开18650电源盒电源以修改代码。 否则，可能会通过USB端口驱动大电流，从而对您的机器人和PC造成不可挽回的伤害。
该套件只是一个起点，可以扩展以合并其他传感器和模块。 你受到你的想象力的限制。
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