Vật liệu dụng để chế tạo cánh tay robot là

Cánh tay robot là công cụ được sử dụng rộng rãi có khả năng nâng các vật liệu nặng hoặc nguy hiểm mà công nhân không thể xử lý được. Chúng đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ trong các nhà máy, phòng thí nghiệm và là một dự án khoa học quan trọng dành cho trẻ em trung học cơ sở hoặc trung học phổ thông. Giống như các robot khác, cơ cấu cánh tay robot công nghiệp bao gồm nhiều bộ phận khác nhau, tất cả đều góp phần làm cho nó hoạt động bình thường.

I. Cơ cấu cánh tay robot công nghiệp

Cánh tay robot được sử dụng trong dây chuyền lắp ráp để chọn các thành phần của sản phẩm cần lắp ráp, sau đó đặt và lắp chúng vào đúng vị trí. Các chức năng có thể được thực hiện bởi một máy thao tác, phạm vi tiếp cận của các thiết bị tác động cuối của nó, hướng mà nó có thể hoạt động và không gian làm việc tổng thể cho máy thao tác được xác định bởi cấu trúc của phần thân của máy thao tác. Ngoài ra, các loại khớp được sử dụng để kết nối các bộ phận khác nhau của tay máy cùng với phần thân chân đế của robot xác định bậc tự do tổng thể của máy thao tác trong chuyển động của nó.

Phần thân của máy thao tác di chuyển các bộ phận tác động cuối đến điểm mục tiêu nơi đối tượng được nắm bắt bằng bộ kẹp lắp ở cổ tay. Cổ tay định hướng đối tượng theo hướng cần thiết. Cổ tay được lắp vào điểm cuối của tay máy. Phần thân chân đế, cổ tay và tay cầm tạo thành cấu trúc cơ bản của một tay máy.

II. Các bộ phận

• Bộ điều khiển: là bộ xử lý chính của cánh tay robot công nghiệp và hoạt động như bộ não của chúng. Chúng có thể hoạt động tự động như được lập trình hoặc cho phép vận hành thủ công bằng cách xuất ra hướng dẫn trực tiếp từ kỹ thuật viên. Về cơ bản, chúng là bảng điều khiển của các cánh tay robot và có nhiều kiểu khác nhau tùy theo loại công suất xử lý cần thiết. Một số bộ điều khiển trong các nhà máy lớn là hệ thống máy tính phức tạp, trong khi các bộ điều khiển khác chỉ đơn giản là cần điều khiển.
• Cánh tay: là phần chính của cánh tay robot và bao gồm ba phần: vai, khuỷu tay và cổ tay. Đây là tất cả các khớp với vai tựa ở gốc cánh tay thường được kết nối với bộ điều khiển và nó có thể di chuyển về phía trước, phía sau hoặc quay. Khuỷu tay nằm ở giữa và cho phép phần trên của cánh tay di chuyển về phía trước hoặc phía sau độc lập với phần dưới. Cổ tay nằm ở cuối cánh tay và gắn vào bộ phận tác động cuối.
• Bộ phận tác động cuối: hoạt động như tay của robot. Nó thường bao gồm hai hoặc 3 móng có thể mở hoặc đóng theo lệnh. Nó cũng có thể quay trên cổ tay, giúp điều động vật liệu và thiết bị dễ dàng.
• Bộ truyền động: là động cơ nằm giữa các khớp điều khiển chuyển động và điều khiển. Chúng thường sử dụng dây đai tương tự như những gì được tìm thấy trong động cơ xe hơi.
• Cảm biến: thường được thấy trên các robot tiên tiến hơn. Một số được trang bị cảm biến cho phép chúng cảm nhận được môi trường và phản ứng tương ứng. 

Chắc hẳn nhiều bạn đã từng xem trong các bộ phim khoa học viễn tưởng về việc nhà khoa học hay chuyên gia lập trình có cánh tay robot điều khiển mọi thứ và có thể nhặt đồ vật hoặc thực hiện các chức năng như thể đó là một con người. Điều gì đó ngày càng trở nên khả thi hơn nhờ Phần cứng miễn phí và Dự án Arduino. Nhưng cánh tay robot là gì? Tiện ích này có những chức năng gì? Cánh tay robot được chế tạo như thế nào? Tiếp theo, chúng tôi sẽ trả lời tất cả những câu hỏi này.

Cánh tay robot là gì

Cánh tay robot là một cánh tay cơ khí có đế điện tử cho phép nó hoàn toàn có thể lập trình được. Ngoài ra, loại cánh tay này có thể là một phần tử đơn lẻ nhưng nó cũng có thể là một phần của rô bốt hoặc hệ thống rô bốt khác. Chất lượng của cánh tay robot so với các loại phần tử cơ khí khác là một cánh tay robot hoàn toàn có thể lập trình được trong khi phần còn lại của thiết bị thì không. Chức năng này cho phép chúng ta có một cánh tay robot duy nhất cho các hoạt động khác nhau và thực hiện các hoạt động khác nhau và khác nhau, các hoạt động có thể được thực hiện nhờ vào các bảng điện tử như bảng Arduino.

Có thể chức năng cơ bản nhất của cánh tay robot là chức năng cánh tay phụ. Trong một số hoạt động, chúng ta sẽ cần một nhánh thứ ba hỗ trợ một số yếu tố để một người có thể xây dựng hoặc tạo ra thứ gì đó. Đối với chức năng này, không cần lập trình đặc biệt và chúng ta chỉ cần tắt thiết bị.

Các cánh tay robot có thể được chế tạo bằng nhiều vật liệu khác nhau để có thể sử dụng chúng thay thế cho các hoạt động nguy hiểm. như thao tác của các nguyên tố hóa học gây ô nhiễm. Cánh tay robot cũng có thể giúp chúng ta thực hiện các công việc nặng nhọc hoặc các công việc đòi hỏi áp lực thích hợp, miễn là nó được làm bằng vật liệu chịu lực và chịu lực tốt.

Vật liệu cần thiết để xây dựng nó

Tiếp theo, chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn cách chế tạo cánh tay robot một cách nhanh chóng, đơn giản và tiết kiệm cho mọi người. Tuy nhiên, cánh tay robot này sẽ không mạnh mẽ hoặc hữu ích như những cánh tay mà chúng ta thấy trong phim nhưng sẽ phục vụ cho việc tìm hiểu về hoạt động và cấu tạo của nó. Vậy nên, vật liệu chúng tôi sẽ cần để xây dựng thiết bị này là:

1. Một tấm  Arduino UNO REV3 trở lên.
2. Hai ban phát triển.
3. Servos hai trục song song
4. Hai servo nhỏ
5. Hai điều khiển tương tự song song
6. Cáp nhảy cho bảng phát triển.
7. Băng dính
8. Các tông hoặc bảng xốp cho chân đế.
9. Một máy cắt và kéo.
10. Nhiều kiên nhẫn.

Việc lắp ráp cánh tay robot này khá đơn giản. Đầu tiên, chúng ta phải cắt ra hai hình chữ nhật bằng xốp; mỗi hình chữ nhật này sẽ là các bộ phận của cánh tay robot. Như bạn có thể thấy trong hình ảnh, những hình chữ nhật này sẽ phải có kích thước mà chúng tôi muốn, mặc dù chúng tôi khuyến nghị rằng kích thước của một trong số chúng là 16,50 x 3,80 cm. và hình chữ nhật thứ hai có kích thước như sau 11,40 x 3,80 cm.

Khi chúng ta có các hình chữ nhật, ở một đầu của mỗi hình chữ nhật hoặc dải, chúng ta sẽ dán mỗi động cơ servo. Sau khi làm điều này, chúng tôi sẽ cắt một chữ "U" của bọt. Đây sẽ là một phần giữ hoặc phần cuối của cánh tay, đối với con người sẽ là bàn tay. Chúng tôi sẽ nối mảnh này với động cơ servo trong hình chữ nhật nhỏ nhất.

Bây giờ chúng ta phải làm phần dưới hoặc phần đế. Đối với điều này, chúng tôi sẽ thực hiện cùng một quy trình: chúng tôi sẽ cắt một hình vuông bọt và đặt hai động cơ servo trục song song như trong hình ảnh sau:

Bây giờ chúng ta phải kết nối tất cả các động cơ với bảng Arduino. Nhưng trước tiên, chúng ta phải kết nối các kết nối với bảng phát triển và kết nối này với bảng Arduino. Chúng ta sẽ nối dây đen vào chân GND, dây đỏ chúng ta sẽ nối vào chân 5V và dây vàng vào -11, -10, 4 và -3. Chúng tôi cũng sẽ kết nối các cần điều khiển hoặc điều khiển của cánh tay robot với bảng Arduino, trong trường hợp này như hình ảnh chỉ ra:

Khi chúng ta đã kết nối và lắp ráp mọi thứ, chúng ta phải chuyển chương trình đến bảng Arduino, mà chúng ta sẽ cần kết nối bảng Arduino với máy tính hoặc máy tính xách tay. Khi chúng tôi đã chuyển chương trình sang bảng Arduino, chúng tôi phải đảm bảo rằng kết nối cáp với bảng Arduino mặc dù chúng tôi luôn có thể tiếp tục với bảng phát triển và tháo rời mọi thứ, cái sau nếu chúng ta chỉ muốn nó học.

Phần mềm cần thiết để hoạt động

Mặc dù có vẻ như chúng ta đã chế tạo xong một cánh tay robot, nhưng sự thật là vẫn còn rất nhiều phía trước và điều quan trọng nhất. Tạo hoặc phát triển một chương trình mang lại sự sống cho cánh tay robot của chúng ta vì nếu không có nó, động cơ servo sẽ không ngừng là những cơ chế đồng hồ đơn giản quay mà không có ý nghĩa.

Điều này được giải quyết bằng cách kết nối bảng Arduino với máy tính của chúng tôi và mở chương trình Arduino IDE, chúng tôi kết nối máy tính với bảng và viết mã sau vào một tệp trống:

#include 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 ("----------------"); }

Chúng tôi lưu nó và sau đó chúng tôi gửi nó vào đĩa Arduino UNO. Trước khi hoàn thiện mã, chúng tôi sẽ thực hiện các bài kiểm tra thích hợp để xác minh rằng các cần điều khiển hoạt động và mã không có bất kỳ lỗi nào.

Tôi đã gắn nó rồi, bây giờ thì sao?

Chắc hẳn nhiều bạn không ngờ đến loại cánh tay robot này, tuy nhiên nó rất lý tưởng vì những kiến ​​thức cơ bản về nó là gì, chi phí nó có và cách dạy cách chế tạo robot. Từ đây mọi thứ thuộc về trí tưởng tượng của chúng ta. Đó là, chúng ta có thể thay đổi vật liệu, động cơ servo và thậm chí hoàn thành mã lập trình. Không cần phải nói điều đó quá chúng tôi có thể thay đổi mô hình bảng Arduino cho một mô hình hoàn chỉnh và mạnh mẽ hơn cho phép chúng tôi kết nối điều khiển từ xa hoặc làm việc với điện thoại thông minh. Nói tóm lại, một loạt các khả năng được cung cấp bởi Phần cứng Miễn phí và các cánh tay robot.

Thêm thông tin - Hướng dẫn