रोबोटिक आर्म मैनिपुलेटर। Arduino पर दिलचस्प रोबोटिक भुजा। अल्ट्रासोनिक दूरी सेंसर का उपयोग करके स्केच
अरे गीकटाइम्स!
uFactory के uArm प्रोजेक्ट ने दो साल से अधिक समय पहले किकस्टार्टर पर धन जुटाया था। उन्होंने शुरू से ही कहा कि यह होगा ओपन प्रोजेक्ट, लेकिन कंपनी के ख़त्म होने के तुरंत बाद, उन्हें सोर्स कोड अपलोड करने की कोई जल्दी नहीं थी। मैं बस उनके चित्र के अनुसार प्लेक्सीग्लास को काटना चाहता था और बस इतना ही, लेकिन चूंकि कोई स्रोत कोड नहीं थे और निकट भविष्य में इसकी उम्मीद नहीं थी, इसलिए मैंने तस्वीरों से डिज़ाइन को दोहराना शुरू कर दिया।
अब मेरी रोबो बांह इस तरह दिखती है:
दो साल में धीरे-धीरे काम करते हुए मैं चार वर्जन बनाने में कामयाब रहा और काफी अनुभव मिला। विवरण, प्रोजेक्ट इतिहास और सभी प्रोजेक्ट फ़ाइलें आप कट के अंतर्गत पा सकते हैं।
परीक्षण त्रुटि विधि
जब मैंने ब्लूप्रिंट पर काम करना शुरू किया, तो मैं न केवल यूएआरएम को दोहराना चाहता था, बल्कि इसमें सुधार करना चाहता था। मुझे ऐसा लगा कि मेरी परिस्थितियों में बिना किसी दबाव के ऐसा करना काफी संभव है। मुझे यह तथ्य भी पसंद नहीं आया कि इलेक्ट्रॉनिक्स पूरी भुजा से घूमता था और मैं काज के निचले हिस्से के डिजाइन को सरल बनाना चाहता था। साथ ही मैंने तुरंत उसे थोड़ा कम आकर्षित करना शुरू कर दिया।इन इनपुट्स के साथ, मैंने पहला संस्करण तैयार किया। दुर्भाग्यवश, मेरे पास मैनिपुलेटर के उस संस्करण की कोई तस्वीर नहीं थी (जिसे बनाया गया था पीला). इसमें गलतियाँ महज़ महाकाव्य थीं। सबसे पहले, इसे इकट्ठा करना लगभग असंभव था। एक नियम के रूप में, मैनिपुलेटर से पहले मैंने जो यांत्रिकी चित्रित की थी वह काफी सरल थी, और मुझे असेंबली प्रक्रिया के बारे में सोचने की ज़रूरत नहीं थी। लेकिन फिर भी, मैंने इसे इकट्ठा किया और इसे चलाने की कोशिश की, और हाथ मुश्किल से ही हिला! सभी हिस्से पेंचों के इर्द-गिर्द घूमते थे और अगर मैं उन्हें कस देता ताकि खेल कम हो, तो वह हिल नहीं सकती थी। अगर मैंने इसे ढीला कर दिया ताकि यह हिल सके, तो अविश्वसनीय प्रतिक्रिया सामने आई। परिणामस्वरूप, यह अवधारणा तीन दिन भी जीवित नहीं रह सकी। और मैंने मैनिपुलेटर के दूसरे संस्करण पर काम करना शुरू कर दिया।
रेड पहले से ही काम के लिए काफी फिट थी। वह सामान्य रूप से इकट्ठा होता था और चिकनाई के साथ चल सकता था। मैं इस पर सॉफ्टवेयर का परीक्षण करने में सक्षम था, लेकिन फिर भी बीयरिंग की कमी और विभिन्न छड़ों पर बड़े नुकसान ने इसे बहुत कमजोर बना दिया।
फिर मैंने कुछ समय के लिए इस परियोजना को छोड़ दिया, लेकिन जल्द ही इसे मन में लाने का फैसला किया। मैंने अधिक शक्तिशाली और लोकप्रिय सर्वो का उपयोग करने, आकार बढ़ाने और बीयरिंग जोड़ने का निर्णय लिया। और मैंने फैसला किया कि मैं एक ही बार में सब कुछ परफेक्ट बनाने की कोशिश नहीं करूंगा। मैंने इसके लिए चित्र बनाए जल्दी से, सुंदर साथियों को चित्रित किए बिना, और पारदर्शी प्लेक्सीग्लास से काटने का आदेश दिया। परिणामी मैनिपुलेटर पर, मैं असेंबली प्रक्रिया को डीबग करने में सक्षम था, उन स्थानों की पहचान की जिन्हें अतिरिक्त सुदृढीकरण की आवश्यकता थी, और बीयरिंग का उपयोग करना सीखा।
जी भर कर पारदर्शी मैनिपुलेटर के साथ खेलने के बाद, मैं अंतिम सफेद संस्करण बनाने के लिए बैठ गया। तो, अब सभी यांत्रिकी पूरी तरह से डीबग हो गए हैं, मुझे सूट करता है और यह घोषणा करने के लिए तैयार है कि मैं इस डिज़ाइन में और कुछ भी बदलना नहीं चाहता:
यह मुझे निराश करता है कि मैं यूएआरएम परियोजना में मौलिक रूप से कुछ भी नया नहीं ला सका। जब तक मैंने अंतिम संस्करण बनाना शुरू किया, तब तक उन्होंने GrabCad पर 3D मॉडल पहले ही लॉन्च कर दिए थे। अंत में, मैंने बस पंजे को थोड़ा सरल बनाया, फ़ाइलों को सुविधाजनक प्रारूप में तैयार किया और बहुत ही सरल और मानक घटकों का उपयोग किया।
मैनिपुलेटर की विशेषताएं
यूआर्म के आगमन से पहले, डेस्कटॉप मैनिपुलेटर्सइस वर्ग के विद्यार्थी काफी नीरस दिखे। उनके पास या तो कोई इलेक्ट्रॉनिक्स नहीं था, या उनका प्रतिरोधों पर किसी प्रकार का नियंत्रण था, या उनके पास अपना स्वयं का स्वामित्व सॉफ़्टवेयर था। दूसरे, उनमें आमतौर पर समानांतर टिका की व्यवस्था नहीं होती थी और संचालन के दौरान पकड़ स्वयं अपनी स्थिति बदल लेती थी। यदि हम अपने मैनिपुलेटर के सभी फायदे एकत्र करते हैं, तो हमें एक लंबी सूची मिलती है:- छड़ों की एक प्रणाली जो आपको मैनिपुलेटर के आधार में शक्तिशाली और भारी इंजन रखने की अनुमति देती है, साथ ही ग्रिपर को आधार के समानांतर या लंबवत रखने की अनुमति देती है।
- घटकों का एक सरल सेट जिसे खरीदना या प्लेक्सीग्लास से काटना आसान है
- मैनिपुलेटर के लगभग सभी नोड्स में बियरिंग्स
- आसान असेंबली. ये वाकई बहुत मुश्किल काम साबित हुआ. आधार को असेंबल करने की प्रक्रिया पर विचार करना विशेष रूप से कठिन था
- पकड़ की स्थिति को 90 डिग्री तक बदला जा सकता है
- खुला स्रोत और दस्तावेज़ीकरण। सब कुछ सुलभ प्रारूपों में तैयार किया गया है। मैं 3डी मॉडल, कटिंग फाइलें, सामग्री सूची, इलेक्ट्रॉनिक्स और सॉफ्टवेयर के लिए डाउनलोड लिंक दूंगा
- Arduino संगत। Arduino के कई विरोधी हैं, लेकिन मेरा मानना है कि यह दर्शकों का विस्तार करने का एक अवसर है। पेशेवर अपने सॉफ़्टवेयर को C में अच्छी तरह लिख सकते हैं - यह है सामान्य नियंत्रकएटमेल से!
यांत्रिकी
असेंबली के लिए, 5 मिमी प्लेक्सीग्लास से भागों को काटना आवश्यक है:
इन सभी हिस्सों को काटने के लिए उन्होंने मुझसे लगभग 10 डॉलर का शुल्क लिया।
आधार एक बड़े बेयरिंग पर लगाया गया है:
असेंबली प्रक्रिया के दृष्टिकोण से आधार के बारे में सोचना विशेष रूप से कठिन था, लेकिन मैं यूएआरएम के इंजीनियरों को देख रहा था। रॉकिंग कुर्सियाँ 6 मिमी व्यास वाले एक पिन पर बैठती हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मेरी कोहनी का जोर यू-आकार के धारक पर रहता है, और यूफैक्ट्री का जोर एल-आकार के धारक पर पड़ता है। यह समझाना कठिन है कि अंतर क्या है, लेकिन मुझे लगता है कि मैंने बेहतर किया।
कब्जा अलग से एकत्र किया जाता है. यह अपनी धुरी पर घूम सकता है। पंजा सीधे मोटर शाफ्ट पर बैठता है:
लेख के अंत में, मैं तस्वीरों में सुपर-विस्तृत असेंबली निर्देशों का एक लिंक दूंगा। कुछ घंटों में, आप आत्मविश्वास से यह सब कर सकते हैं, अगर आपकी ज़रूरत की हर चीज़ हाथ में हो। मैंने एक 3डी मॉडल भी तैयार किया निःशुल्क कार्यक्रमस्केच अप. आप इसे डाउनलोड कर सकते हैं, घुमा सकते हैं और देख सकते हैं कि इसे क्या और कैसे एकत्र किया गया है।
इलेक्ट्रानिक्स
आर्म को काम करने के लिए, आपको बस पांच सर्वो को Arduino से कनेक्ट करना होगा और उन्हें एक अच्छे स्रोत से पावर देना होगा। uArm में कुछ प्रकार की फीडबैक मोटरें हैं। मैंने पकड़ को नियंत्रित करने के लिए तीन नियमित MG995 मोटर और दो छोटे धातु गियर मोटर की आपूर्ति की।यहां मेरी कहानी पिछली परियोजनाओं के साथ गहराई से जुड़ी हुई है। पिछले कुछ समय से, मैंने Arduino प्रोग्रामिंग पढ़ाना शुरू कर दिया है और इस उद्देश्य के लिए अपना खुद का Arduino-संगत बोर्ड भी तैयार किया है। वहीं, एक बार मुझे सस्ते में बोर्ड बनाने का मौका मिला (जिसके बारे में मैंने लिखा भी था)। अंत में, यह सब इस तथ्य के साथ समाप्त हुआ कि मैंने मैनिपुलेटर को नियंत्रित करने के लिए अपने स्वयं के Arduino-संगत बोर्ड और एक विशेष ढाल का उपयोग किया।
यह ढाल वास्तव में बहुत सरल है. इसमें चार वेरिएबल रेसिस्टर्स, दो बटन, पांच सर्वो कनेक्टर और एक पावर कनेक्टर है। डिबगिंग के दृष्टिकोण से यह बहुत सुविधाजनक है। आप एक परीक्षण स्केच अपलोड कर सकते हैं और नियंत्रित करने के लिए किसी प्रकार का मैक्रो या ऐसा कुछ लिख सकते हैं। मैं लेख के अंत में बोर्ड फ़ाइल डाउनलोड करने के लिए एक लिंक भी दूंगा, लेकिन यह होल प्लेटिंग के साथ निर्माण के लिए तैयार किया जाता है, इसलिए यह घरेलू उत्पादन के लिए बहुत उपयुक्त नहीं है।
प्रोग्रामिंग
सबसे दिलचस्प बात कंप्यूटर से मैनिपुलेटर का नियंत्रण है। यूएआरएम के पास मैनिपुलेटर को नियंत्रित करने के लिए एक उपयोगी एप्लिकेशन और इसके साथ काम करने के लिए एक प्रोटोकॉल है। कंप्यूटर COM पोर्ट पर 11 बाइट्स भेजता है। पहला हमेशा 0xFF होता है, दूसरा 0xAA होता है और बाकी कुछ सर्वो सिग्नल होते हैं। इसके अलावा, इन आंकड़ों को सामान्यीकृत किया जाता है और परीक्षण के लिए इंजनों को दिया जाता है। मेरे पास डिजिटल I/O 9-12 से जुड़ा सर्वो है, लेकिन इसे आसानी से बदला जा सकता है।uArm का टर्मिनल प्रोग्राम आपको माउस को नियंत्रित करते समय पांच पैरामीटर बदलने की अनुमति देता है। जब माउस को सतह पर ले जाया जाता है, तो XY विमान में मैनिपुलेटर की स्थिति बदल जाती है। पहिया घुमाएँ - ऊँचाई बदलें। एलएमबी / आरएमबी - पंजे को निचोड़ें / साफ़ करें। आरएमबी + व्हील - ग्रिप रोटेशन। वास्तव में बहुत सुविधाजनक. यदि आप चाहें, तो आप कोई भी टर्मिनल सॉफ़्टवेयर लिख सकते हैं जो समान प्रोटोकॉल का उपयोग करके मैनिपुलेटर के साथ संचार करेगा।
मैं यहां रेखाचित्र नहीं दूंगा - आप उन्हें लेख के अंत में डाउनलोड कर सकते हैं।
काम का वीडियो
और, अंत में, मैनिपुलेटर के संचालन का वीडियो ही। यह माउस, रेसिस्टर्स और पहले से रिकॉर्ड किए गए प्रोग्राम के अनुसार नियंत्रण दिखाता है।लिंक
Plexiglas काटने वाली फ़ाइलें, 3D मॉडल, शॉपिंग सूची, बोर्ड चित्र और सॉफ़्टवेयर मेरे अंत में डाउनलोड किए जा सकते हैंदेखना अंदरूनी हिस्साह्यूमनॉइड रोबोट RKP-RH101-3D की हथेलियाँ। ह्यूमनॉइड रोबोट के हाथ की हथेली 50% तक जकड़ी हुई है। (चित्र 2 देखें)।
इस मामले में, ह्यूमनॉइड रोबोट के हाथ की जटिल गतिविधियां संभव हैं, लेकिन प्रोग्रामिंग अधिक जटिल, दिलचस्प और रोमांचक हो जाती है। साथ ही, ह्यूमनॉइड रोबोट के हाथ की प्रत्येक उंगली पर, विभिन्न प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने वाले अतिरिक्त विभिन्न सेंसर और सेंसर स्थापित करना संभव है।
वह अंदर है सामान्य शब्दों मेंमैनिपुलेटर डिवाइस RKP-RH101-3D। जहां तक उन कार्यों की जटिलता का सवाल है जिन्हें उसके हाथों की जगह लेने वाले विभिन्न मैनिपुलेटर्स से लैस एक या दूसरे रोबोट द्वारा हल किया जा सकता है, वे काफी हद तक नियंत्रण उपकरण की जटिलता और पूर्णता पर निर्भर करते हैं।
यह रोबोट की तीन पीढ़ियों के बारे में बात करने की प्रथा है: औद्योगिक, अनुकूली और कृत्रिम बुद्धि वाले रोबोट। लेकिन इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि रोबोट को किस प्रकार डिज़ाइन किया गया है, यह विभिन्न कार्यों को करने के लिए मैनिपुलेटर्स की भुजाओं के बिना काम नहीं कर सकता है। मैनिपुलेटर के लिंक एक-दूसरे के सापेक्ष गतिशील हैं और घूर्णी और अनुवादात्मक गति कर सकते हैं। कभी-कभी, औद्योगिक रोबोटों से किसी वस्तु को पकड़ने के बजाय, मैनिपुलेटर की अंतिम कड़ी (उसका ब्रश) किसी प्रकार का काम करने वाला उपकरण होता है, उदाहरण के लिए, एक ड्रिल, पाना, पेंट स्प्रेयर या वेल्डिंग टॉर्च। ह्यूमनॉइड रोबोट के ब्रश जैसे मैनिपुलेटर्स की उंगलियों पर विभिन्न प्रकार के अतिरिक्त लघु उपकरण भी हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, ड्रिलिंग, उत्कीर्णन या ड्राइंग के लिए।
हाथों से सर्वो ड्राइव पर ह्यूमनॉइड लड़ाकू रोबोट का सामान्य दृश्य RKP-RH101-3D (चित्र 3 देखें)।
Arduino प्लेटफ़ॉर्म पर इस रोबोट की विशेषताओं में से, कोई इसके डिज़ाइन की जटिलता को नोट कर सकता है। रोबोआर्म में कई लीवर होते हैं जो इसे केवल 4 सर्वो मोटरों का उपयोग करके सभी अक्षों में घूमने, विभिन्न चीजों को पकड़ने और स्थानांतरित करने की अनुमति देते हैं। इकट्ठा करके अपने ही हाथों सेऐसा रोबोट, आप निश्चित रूप से अपने दोस्तों और प्रियजनों को संभावनाओं और सुखद उपस्थिति से आश्चर्यचकित करने में सक्षम होंगे यह डिवाइस! याद रखें कि आप प्रोग्रामिंग के लिए हमेशा हमारे रोबोटॉन स्टूडियो ग्राफिकल वातावरण का उपयोग कर सकते हैं!
यदि आपका कोई प्रश्न या टिप्पणी है, तो हम हमेशा संपर्क में हैं! अपने परिणाम बनाएं और साझा करें!
ख़ासियतें:
DIY रोबोटिक बांह को असेंबल करने के लिए, आपको काफी कुछ घटकों की आवश्यकता होगी। मुख्य भाग पर 3डी मुद्रित भाग हैं, उनमें से लगभग 18 हैं (स्लाइड को प्रिंट करना आवश्यक नहीं है)। यदि आपने अपनी ज़रूरत की हर चीज़ डाउनलोड और प्रिंट कर ली है, तो आपको बोल्ट, नट और इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता होगी:
- 5 बोल्ट M4 20mm, 1 x 40mm और मैचिंग एंटी-रोटेशन नट
- 6 बोल्ट एम3 10मिमी, 1 x 20मिमी और संबंधित नट
- कनेक्टिंग तारों या ढाल के साथ ब्रेडबोर्ड
- अरुडिनो नैनो
- 4 सर्वो मोटर्स एसजी 90
आवास को इकट्ठा करने के बाद, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि यह स्वतंत्र रूप से चल सके। अगर कुंजी नोड्सरोबोआर्म कठिनाई से चलते हैं, सर्वो मोटर लोड को संभालने में सक्षम नहीं हो सकते हैं। इलेक्ट्रॉनिक्स को असेंबल करते समय, आपको यह याद रखना चाहिए कि सर्किट को बाद में पावर से कनेक्ट करना बेहतर है पूर्ण चेकसम्बन्ध। एसजी 90 सर्वो को क्षति से बचाने के लिए, यदि आवश्यक न हो तो आपको मोटर को हाथ से घुमाने की आवश्यकता नहीं है। यदि आपको एसजी 90 विकसित करने की आवश्यकता है, तो आपको मोटर शाफ्ट को विभिन्न दिशाओं में सुचारू रूप से स्थानांतरित करने की आवश्यकता है।
विशेषताएँ:
- कम संख्या में और एक ही प्रकार की मोटरों की उपस्थिति के कारण सरल प्रोग्रामिंग
- कुछ सर्वो के लिए मृत क्षेत्रों की उपस्थिति
- दैनिक जीवन में रोबोट की व्यापक प्रयोज्यता
- दिलचस्प इंजीनियरिंग कार्य
- 3D प्रिंटर का उपयोग करने की आवश्यकता
फिर पहले सामान्य मुद्दों पर चर्चा होगी विशेष विवरणपरिणाम, विवरण, और अंत में, असेंबली प्रक्रिया।
कुल मिलाकर और सामान्य तौर पर
समग्र रूप से इस उपकरण के निर्माण में कोई कठिनाई नहीं होनी चाहिए। केवल उन संभावनाओं पर गुणात्मक रूप से विचार करना आवश्यक होगा, जिन्हें भौतिक दृष्टिकोण से लागू करना काफी कठिन होगा, ताकि जोड़-तोड़ करने वाला हाथ उसे सौंपे गए कार्यों को पूरा कर सके।
परिणाम की तकनीकी विशेषताएँ
क्रमशः 228/380/160 मिलीमीटर की लंबाई/ऊंचाई/चौड़ाई मापदंडों वाले एक नमूने पर विचार किया जाएगा। बनाया गया वजन लगभग 1 किलोग्राम होगा। नियंत्रण के लिए एक वायर्ड रिमोट कंट्रोल का उपयोग किया जाता है। अनुभव के साथ अनुमानित संयोजन समय - लगभग 6-8 घंटे। यदि यह वहां नहीं है, तो मैनिपुलेटर आर्म को असेंबल करने में कई दिन, सप्ताह और महीनों की मिलीभगत से समय लग सकता है। ऐसे मामलों में अपने हाथों से और अकेले ही अपने हित को छोड़कर ऐसा करना उचित है। कलेक्टर मोटर्स का उपयोग घटकों को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। पर्याप्त प्रयास से आप एक ऐसा उपकरण बना सकते हैं जो 360 डिग्री घूमेगा। इसके अलावा, काम की सुविधा के लिए, सोल्डरिंग आयरन और सोल्डर जैसे मानक उपकरणों के अलावा, आपको स्टॉक करना होगा:
- लंबी नाक सरौता।
- साइड कतरनी.
- क्रॉस पेचकश.
- 4 डी बैटरी।
दूरवर्ती के नियंत्रक रिमोट कंट्रोलबटन और माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके कार्यान्वित किया जा सकता है। यदि आप रिमोट वायरलेस कंट्रोल बनाना चाहते हैं, तो आपको मैनिपुलेटर आर्म में एक एक्शन कंट्रोल तत्व की आवश्यकता होगी। अतिरिक्त के रूप में, केवल उपकरणों (कैपेसिटर, प्रतिरोधक, ट्रांजिस्टर) की आवश्यकता होगी जो सर्किट को स्थिर करेंगे और इसे प्रसारित करेंगे सही क्षणसमय, आवश्यक मान का वर्तमान।
छोटे भाग
क्रांतियों की संख्या को विनियमित करने के लिए, आप संक्रमण पहियों का उपयोग कर सकते हैं। वे जोड़-तोड़ करने वाले के हाथ की गति को सुचारू बना देंगे।
आपको यह भी सुनिश्चित करना होगा कि तार इसकी गति को जटिल न बनाएं। उन्हें संरचना के अंदर रखना इष्टतम होगा। आप सब कुछ बाहर से कर सकते हैं, इस दृष्टिकोण से समय की बचत होगी, लेकिन संभावित रूप से व्यक्तिगत नोड्स या संपूर्ण डिवाइस को स्थानांतरित करने में कठिनाइयाँ हो सकती हैं। और अब: मैनिपुलेटर कैसे बनाएं?
सामान्य तौर पर विधानसभा
अब हम मैनिपुलेटर आर्म के निर्माण के लिए सीधे आगे बढ़ते हैं। हम नींव से शुरू करते हैं. यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि उपकरण को सभी दिशाओं में घुमाया जा सके। अच्छा निर्णयइसे एक डिस्क प्लेटफ़ॉर्म पर रखा जाएगा, जो एकल मोटर द्वारा संचालित होगा। ताकि यह दोनों दिशाओं में घूम सके, इसके दो विकल्प हैं:
- दो इंजनों की स्थापना. उनमें से प्रत्येक एक विशिष्ट दिशा में मोड़ने के लिए जिम्मेदार होगा। जब एक काम कर रहा होता है तो दूसरा आराम कर रहा होता है।
- एक सर्किट के साथ एक मोटर स्थापित करना जो इसे दोनों दिशाओं में घुमा सके।
प्रस्तावित विकल्पों में से कौन सा चुनना है यह पूरी तरह आप पर निर्भर करता है। इसके बाद मुख्य संरचना आती है। काम की सुविधा के लिए दो "जोड़ों" की आवश्यकता होती है। प्लेटफ़ॉर्म से जुड़ा हुआ, इसे अलग-अलग दिशाओं में झुकने में सक्षम होना चाहिए, जिसे इसके आधार पर स्थित इंजनों की मदद से हल किया जाता है। एक और या एक जोड़ी को कोहनी के मोड़ पर रखा जाना चाहिए ताकि ग्रिपर भाग को समन्वय प्रणाली की क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर रेखाओं के साथ ले जाया जा सके। इसके अलावा, यदि आप अधिकतम अवसर प्राप्त करना चाहते हैं, तो आप कलाई पर एक और इंजन स्थापित कर सकते हैं। इसके अलावा, सबसे आवश्यक, जिसके बिना जोड़-तोड़ करने वाले हाथ की कल्पना नहीं की जा सकती। आपको अपने हाथों से ही कैप्चर डिवाइस बनाना होगा। यहां कई कार्यान्वयन विकल्प हैं. आप दो सबसे लोकप्रिय पर टिप दे सकते हैं:
- केवल दो अंगुलियों का उपयोग किया जाता है, जो एक साथ कैप्चर की गई वस्तु को निचोड़ती और अशुद्ध करती हैं। यह सबसे सरल कार्यान्वयन है, जो, हालांकि, आमतौर पर एक महत्वपूर्ण पेलोड का दावा नहीं कर सकता है।
- मानव हाथ का एक प्रोटोटाइप बनाया जा रहा है। यहां सभी अंगुलियों के लिए एक इंजन का इस्तेमाल किया जा सकता है, जिसकी मदद से मोड़ने/उतारने का काम किया जाएगा। लेकिन आप डिज़ाइन को और अधिक जटिल बना सकते हैं। तो, आप प्रत्येक उंगली से एक इंजन जोड़ सकते हैं और उन्हें अलग से नियंत्रित कर सकते हैं।
इसके बाद रिमोट कंट्रोल बनाना बाकी है, जिसकी मदद से अलग-अलग इंजनों और उनके काम की गति को प्रभावित किया जाएगा। और आप स्वयं करें रोबोटिक भुजा का उपयोग करके प्रयोग शुरू कर सकते हैं।
परिणाम का संभावित योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व
रचनात्मक सोच के लिए पर्याप्त अवसर प्रदान करता है। इसलिए, आपके ध्यान के लिए कई कार्यान्वयन प्रदान किए जाते हैं, जिन्हें इस उद्देश्य के लिए अपना स्वयं का उपकरण बनाने के आधार के रूप में लिया जा सकता है।
मैनिपुलेटर की किसी भी प्रस्तुत योजना में सुधार किया जा सकता है।
निष्कर्ष
रोबोटिक्स में महत्वपूर्ण बात यह है कि कार्यात्मक सुधार की व्यावहारिक रूप से कोई सीमा नहीं है। इसलिए, यदि आप कला का एक वास्तविक काम बनाना चाहते हैं तो यह मुश्किल नहीं है। अतिरिक्त सुधार के संभावित तरीकों के बारे में बोलते हुए, इसे क्रेन-मैनिपुलेटर पर ध्यान दिया जाना चाहिए। ऐसा उपकरण अपने हाथों से बनाना मुश्किल नहीं होगा, साथ ही यह आपको बच्चों को रचनात्मक कार्य, विज्ञान और डिजाइन का आदी बनाने की अनुमति देगा। और यह, बदले में, उनके भावी जीवन पर सकारात्मक प्रभाव डाल सकता है। क्या अपने हाथों से क्रेन-मैनिपुलेटर बनाना मुश्किल होगा? यह उतना समस्याग्रस्त नहीं है जितना पहली नज़र में लग सकता है। क्या केबल और पहियों जैसे अतिरिक्त छोटे विवरणों की उपस्थिति का ध्यान रखना उचित है जिन पर यह घूमेगा।
यह परियोजना एक बहु-स्तरीय मॉड्यूलर कार्य है। परियोजना का पहला चरण रोबोटिक आर्म मॉड्यूल की असेंबली है, जो भागों की एक किट के रूप में आपूर्ति की जाती है। कार्य का दूसरा चरण भागों के एक सेट से आईबीएम पीसी इंटरफ़ेस को भी इकट्ठा करना होगा। अंत में, कार्य का तीसरा चरण ध्वनि नियंत्रण मॉड्यूल का निर्माण है।
रोबोट बांह को किट में शामिल हाथ नियंत्रण का उपयोग करके मैन्युअल रूप से संचालित किया जा सकता है। रोबोट आर्म को असेंबल किए गए आईबीएम पीसी इंटरफ़ेस के माध्यम से या वॉयस कंट्रोल मॉड्यूल का उपयोग करके भी नियंत्रित किया जा सकता है। आईबीएम पीसी इंटरफ़ेस किट आपको आईबीएम पीसी वर्क कंप्यूटर के माध्यम से रोबोट के कार्यों को नियंत्रित और प्रोग्राम करने की अनुमति देता है। वॉयस कंट्रोल डिवाइस आपको वॉयस कमांड का उपयोग करके रोबोट की बांह को नियंत्रित करने की अनुमति देगा।
ये सभी मॉड्यूल मिलकर एक कार्यात्मक उपकरण बनाते हैं जो आपको प्रयोग करने और कार्यों के स्वचालित अनुक्रमों को प्रोग्राम करने या यहां तक कि पूरी तरह से "वायर्ड" मैनिपुलेटर आर्म को "चेतन" करने की अनुमति देगा।
पीसी इंटरफ़ेस आपको व्यक्तिगत कंप्यूटर का उपयोग करके स्वचालित क्रियाओं की श्रृंखला के लिए मैनिपुलेटर आर्म को प्रोग्राम करने या इसे "पुनर्जीवित" करने की अनुमति देगा। एक विकल्प भी है जहां आप हैंड कंट्रोलर या विंडोज 95/98 प्रोग्राम का उपयोग करके हाथ को इंटरैक्टिव रूप से नियंत्रित कर सकते हैं। हाथ का "एनीमेशन" क्रमादेशित स्वचालित क्रियाओं की श्रृंखला का "मनोरंजन" हिस्सा है। उदाहरण के लिए, यदि आप मैनिपुलेटर बांह पर एक शिशु दस्ताना कठपुतली रखते हैं और एक छोटा सा शो दिखाने के लिए डिवाइस को प्रोग्राम करते हैं, तो आप इलेक्ट्रॉनिक कठपुतली को "चेतन" करने के लिए प्रोग्राम करेंगे। स्वचालित क्रियाओं की प्रोग्रामिंग का उद्योग और मनोरंजन उद्योग में व्यापक अनुप्रयोग होता है।
उद्योग में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला रोबोट रोबोटिक आर्म है। रोबोट बांह एक अत्यंत लचीला उपकरण है, यदि केवल इसलिए कि आर्म मैनिपुलेटर का अंतिम खंड किसी विशेष कार्य या उत्पादन के लिए आवश्यक उपयुक्त उपकरण हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक आर्टिकुलेटेड वेल्डिंग आर्म का उपयोग किया जा सकता है स्पॉट वैल्डिंग, स्प्रे नोजल का उपयोग विभिन्न भागों और असेंबलियों को पेंट करने के लिए किया जा सकता है, और ग्रिपर का उपयोग वस्तुओं को जकड़ने और पकड़ने के लिए किया जा सकता है, बस कुछ का नाम बताने के लिए।
इसलिए, जैसा कि हम देख सकते हैं, रोबोट भुजा कई उपयोगी कार्य करती है और विभिन्न प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए एक आदर्श उपकरण के रूप में काम कर सकती है। हालाँकि, खरोंच से रोबोटिक भुजा बनाना एक चुनौती है। तैयार सेट के विवरण से हाथ को इकट्ठा करना बहुत आसान है। OWI पर्याप्त बिकता है अच्छे सेटमैनिपुलेटर हथियार कई वितरकों के पास उपलब्ध हैं इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों(इस अध्याय के अंत में भागों की सूची देखें)। इंटरफ़ेस का उपयोग करके, आप असेंबल किए गए मैनिपुलेटर आर्म को किसी कार्यशील कंप्यूटर के प्रिंटर पोर्ट से कनेक्ट कर सकते हैं। आप अपने कार्य कंप्यूटर के रूप में IBM PC श्रृंखला या संगत मशीन का उपयोग कर सकते हैं जो DOS या Windows 95/98 का समर्थन करता है।
एक बार कंप्यूटर के प्रिंटर पोर्ट से कनेक्ट होने के बाद, रोबोटिक आर्म को कंप्यूटर से इंटरैक्टिव या प्रोग्रामेटिक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। इंटरएक्टिव मोड में हाथ का नियंत्रण बहुत सरल है। ऐसा करने के लिए, किसी विशेष गतिविधि को निष्पादित करने के लिए रोबोट को कमांड भेजने के लिए बस फ़ंक्शन कुंजियों में से एक पर क्लिक करें। कुंजी को दूसरी बार दबाने से आदेश समाप्त हो जाता है।
स्वचालित क्रियाओं की श्रृंखला को प्रोग्राम करना भी कठिन नहीं है। प्रोग्राम मोड में प्रवेश करने के लिए सबसे पहले प्रोग्राम बटन पर क्लिक करें। इस मॉड में, हाथ बिल्कुल ऊपर बताए अनुसार कार्य करता है, लेकिन इसके अलावा, प्रत्येक फ़ंक्शन और उसकी क्रिया का समय स्क्रिप्ट फ़ाइल में तय होता है। एक स्क्रिप्ट फ़ाइल में पॉज़ सहित 99 विभिन्न फ़ंक्शन शामिल हो सकते हैं। स्क्रिप्ट फ़ाइल को 99 बार पुनः चलाया जा सकता है। विभिन्न स्क्रिप्ट फ़ाइलों को रिकॉर्ड करने से आप स्वचालित क्रियाओं के कंप्यूटर-नियंत्रित अनुक्रम के साथ प्रयोग कर सकते हैं और हाथ को "पुनर्जीवित" कर सकते हैं। विंडोज़ 95/98 के अंतर्गत प्रोग्राम के साथ कार्य करना नीचे अधिक विस्तार से वर्णित है। विंडोज़ प्रोग्राम रोबोटिक आर्म इंटरफ़ेस किट में शामिल है या इसे इंटरनेट http://www.imagesco.com से निःशुल्क डाउनलोड किया जा सकता है।
विंडोज़ प्रोग्राम के अलावा, हाथ को BASIC या QBASIC का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है। डॉस स्तर का प्रोग्राम इंटरफ़ेस किट के साथ शामिल फ़्लॉपी डिस्क पर समाहित होता है। हालाँकि, डॉस प्रोग्राम केवल कीबोर्ड का उपयोग करके इंटरैक्टिव नियंत्रण की अनुमति देता है (फ्लॉपी डिस्क में से एक पर बेसिक प्रोग्राम का प्रिंटआउट देखें)। DOS स्तर का प्रोग्राम आपको स्क्रिप्ट फ़ाइलें बनाने की अनुमति नहीं देता है। हालाँकि, यदि आपके पास बेसिक प्रोग्रामिंग अनुभव है, तो मैनिपुलेटर आर्म के आंदोलनों के क्रम को उसी तरह से प्रोग्राम किया जा सकता है जैसे कि विंडोज प्रोग्राम में उपयोग की जाने वाली स्क्रिप्ट फ़ाइल। गतिविधियों के क्रम को दोहराया जा सकता है, जैसा कि कई "एनिमेटेड" रोबोटों में किया जाता है।
रोबोटिक भुजा
जोड़-तोड़ करने वाली भुजा (चित्र 15.1 देखें) में गति की स्वतंत्रता की तीन डिग्री होती है। कोहनी का जोड़ लगभग 135° के चाप में लंबवत ऊपर और नीचे घूम सकता है। कंधे का "संयुक्त" पकड़ को लगभग 120° के चाप में आगे-पीछे घुमाता है। हाथ को आधार पर लगभग 350° के कोण से दक्षिणावर्त या वामावर्त घुमाया जा सकता है। रोबोट आर्म ग्रिपर 5 सेमी व्यास तक की वस्तुओं को उठा और पकड़ सकता है और कलाई के जोड़ पर लगभग 340° तक घूम सकता है।
चावल। 15.1. रोबोट भुजा की गतिविधियों और घुमावों की गतिज योजना
OWI रोबोटिक आर्म ट्रेनर ने बांह को चलाने के लिए पांच लघु मोटरों का उपयोग किया। एकदिश धारा. मोटरें तारों के माध्यम से हाथ से नियंत्रण प्रदान करती हैं। इस "वायर्ड" नियंत्रण का अर्थ है कि रोबोट की गति का प्रत्येक कार्य (यानी, संबंधित मोटर का संचालन) अलग-अलग तारों (वोल्टेज लागू करके) द्वारा नियंत्रित किया जाता है। पांच डीसी मोटरों में से प्रत्येक अपनी बांह की गति को नियंत्रित करता है। वायर्ड नियंत्रण आपको एक हाथ नियंत्रक इकाई बनाने की अनुमति देता है जो सीधे विद्युत संकेतों पर प्रतिक्रिया करता है। यह रोबोट आर्म इंटरफ़ेस के लेआउट को सरल बनाता है जो प्रिंटर पोर्ट से कनेक्ट होता है।
भुजा हल्के प्लास्टिक से बनी है। मुख्य भार उठाने वाले अधिकांश हिस्से भी प्लास्टिक के बने होते हैं। आर्म डिज़ाइन में उपयोग की जाने वाली डीसी मोटरें लघु, उच्च गति, कम टॉर्क वाली मोटरें हैं। टॉर्क बढ़ाने के लिए प्रत्येक मोटर को गियरबॉक्स से जोड़ा जाता है। गियरबॉक्स के साथ मोटरें मैनिपुलेटर आर्म की संरचना के अंदर स्थापित की जाती हैं। हालाँकि गियरबॉक्स टॉर्क बढ़ाता है, रोबोट भुजा पर्याप्त भारी वस्तुओं को उठा या ले नहीं सकती है। अनुशंसित अधिकतम स्वीकार्य उठाने का वजन 130 ग्राम है।
रोबोट आर्म किट और उसके घटकों को चित्र 15.2 और 15.3 में दिखाया गया है।
चावल। 15.2. रोबोट आर्म किट
चावल। 15.3. असेंबली से पहले गियरबॉक्स
मोटर नियंत्रण सिद्धांत
यह समझने के लिए कि तार द्वारा नियंत्रण कैसे काम करता है, आइए देखें कि एक डिजिटल सिग्नल एकल डीसी मोटर के संचालन को कैसे नियंत्रित करता है। मोटर को नियंत्रित करने के लिए दो पूरक ट्रांजिस्टर की आवश्यकता होती है। एक ट्रांजिस्टर में क्रमशः पीएनपी प्रकार की चालकता होती है, दूसरे में एनपीएन प्रकार की चालकता होती है। प्रत्येक ट्रांजिस्टर एक इलेक्ट्रॉनिक स्विच की तरह काम करता है, जो डीसी मोटर के माध्यम से करंट के प्रवाह को नियंत्रित करता है। प्रत्येक ट्रांजिस्टर द्वारा नियंत्रित धारा प्रवाह की दिशाएँ विपरीत हैं। धारा की दिशा क्रमशः, दक्षिणावर्त या वामावर्त, मोटर के घूमने की दिशा निर्धारित करती है। अंजीर पर. चित्र 15.4 एक परीक्षण सर्किट दिखाता है जिसे आप इंटरफ़ेस बनाने से पहले इकट्ठा कर सकते हैं। ध्यान दें कि जब दोनों ट्रांजिस्टर बंद होते हैं, तो मोटर बंद होती है। एक समय में केवल एक ट्रांजिस्टर चालू होना चाहिए। यदि किसी बिंदु पर दोनों ट्रांजिस्टर गलती से चालू हो जाते हैं, तो इसका परिणाम होगा शार्ट सर्किट. प्रत्येक मोटर दो इंटरफ़ेस ट्रांजिस्टर द्वारा संचालित होती है जो समान तरीके से काम करती हैं।
चावल। 15.4. चेकर आरेख
पीसी इंटरफ़ेस डिज़ाइन
पीसी इंटरफ़ेस आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 15.5. पीसी इंटरफ़ेस भागों के सेट में एक मुद्रित सर्किट बोर्ड शामिल है, जिस पर भागों का स्थान अंजीर में दिखाया गया है। 15.6.
चावल। 15.5. सर्किट आरेखपीसी इंटरफ़ेस
चावल। 15.6. पीसी इंटरफ़ेस भागों का लेआउट
सबसे पहले, आपको मुद्रित सर्किट बोर्ड का पक्ष निर्धारित करने की आवश्यकता है। माउंटिंग साइड पर, प्रतिरोधों, ट्रांजिस्टर, डायोड, आईसी और एक डीबी25 कनेक्टर का प्रतिनिधित्व करने के लिए सफेद रेखाएं खींची जाती हैं। सभी हिस्सों को माउंटिंग साइड से बोर्ड में डाला जाता है।
सामान्य नोट: पीसीबी कंडक्टरों में हिस्से को सोल्डर करने के बाद, प्रिंट साइड से अत्यधिक लंबे लीड को हटा दें। भागों को स्थापित करते समय एक निश्चित क्रम का पालन करना बहुत सुविधाजनक होता है। सबसे पहले, 100 kΩ प्रतिरोधक (रंगीन छल्ले: भूरा, काला, पीला, सोना या चांदी) माउंट करें, जिन पर R1-R10 अंकित है। फिर 5 डायोड D1-D5 को माउंट करें और सुनिश्चित करें कि डायोड पर काली पट्टी DB25 कनेक्टर के खिलाफ है जैसा कि पीसीबी के माउंटिंग पक्ष पर चिह्नित सफेद रेखाओं द्वारा दिखाया गया है। फिर R11 और R13 लेबल वाले 15 kΩ रेसिस्टर्स (रंग कोडित भूरा, हरा, नारंगी, सोना या सिल्वर) माउंट करें। स्थिति R12 पर, बोर्ड पर एक लाल एलईडी लगाएं। एलईडी का एनोड R12 के लिए छेद से मेल खाता है, जिसे + चिन्ह से चिह्नित किया गया है। फिर U1 और U2 IC के नीचे 14- और 20-पिन सॉकेट माउंट करें। एंगल टाइप DB25 कनेक्टर को माउंट और सोल्डर करें। कनेक्टर पिन को बहुत अधिक बल से बोर्ड में धकेलने का प्रयास न करें, यहां केवल सटीकता की आवश्यकता है। यदि आवश्यक हो, तो कनेक्टर को धीरे से हिलाएं, ध्यान रखें कि पिन के पैर मुड़ें नहीं। स्लाइड स्विच संलग्न करें और 7805 वोल्टेज रेगुलेटर टाइप करें। आवश्यक लंबाई के तार के चार टुकड़े काटें और स्विच के शीर्ष पर सोल्डर करें। वायरिंग की व्यवस्था चित्र में दिखाए अनुसार रखें। टीआईपी 120 और टीआईपी 125 ट्रांजिस्टर डालें और सोल्डर करें। अंत में, 8-पिन सॉकेट और 75 मिमी कनेक्टिंग केबल को सोल्डर करें। आधार को स्थापित किया गया है ताकि सबसे लंबे टर्मिनल ऊपर दिखें। दो आईसी - 74एलएस373 और 74एलएस164 - को उनके संबंधित सॉकेट में डालें। सुनिश्चित करें कि इसके कवर पर आईसी की कुंजी स्थिति सर्किट बोर्ड पर सफेद रेखाओं से चिह्नित कुंजी से मेल खाती है। आपने देखा होगा कि बोर्ड पर अतिरिक्त हिस्सों के लिए जगह बची हुई है। यह स्थान नेटवर्क एडाप्टर के लिए है. अंजीर पर. 15.7 माउंटिंग पक्ष से तैयार इंटरफ़ेस की एक तस्वीर दिखाता है।
चावल। 15.7. पीसी इंटरफ़ेस इकट्ठा किया गया। ऊपर से देखें
इंटरफ़ेस कैसे काम करता है
मैनिपुलेटर आर्म में पांच डीसी मोटर हैं। तदनुसार, हमें रोटेशन की दिशा सहित प्रत्येक मोटर को नियंत्रित करने के लिए 10 इनपुट/आउटपुट बसों की आवश्यकता है। आईबीएम पीसी और संगत मशीनों के समानांतर (प्रिंटर) पोर्ट में केवल आठ I/O बसें हैं। रोबोट आर्म इंटरफ़ेस में नियंत्रण बसों की संख्या बढ़ाने के लिए, IC 74LS164 का उपयोग किया जाता है, जो एक सीरियल-टू-पैरेलल (SIPO) कनवर्टर है। केवल दो समानांतर पोर्ट बसों D0 और D1 का उपयोग करके, जो IC को सीरियल कोड भेजती हैं, हम आठ अतिरिक्त I/O बसें प्राप्त कर सकते हैं। जैसा कि उल्लेख किया गया है, आठ I/O बसें बनाई जा सकती हैं, लेकिन यह इंटरफ़ेस उनमें से पांच का उपयोग करता है।
जब एक सीरियल कोड 74एलएस164 आईसी में इनपुट किया जाता है, तो संबंधित समानांतर कोड आईसी के आउटपुट पर दिखाई देता है। यदि 74एलएस164 के आउटपुट सीधे नियंत्रण ट्रांजिस्टर के इनपुट से जुड़े होते, तो मैनिपुलेटर आर्म के व्यक्तिगत कार्य सीरियल कोड भेजने के साथ समय पर चालू और बंद हो जाते। जाहिर है, यह स्थिति अस्वीकार्य है. इससे बचने के लिए, एक दूसरा IC 74LS373 इंटरफ़ेस सर्किट में पेश किया गया है - एक नियंत्रित आठ-चैनल इलेक्ट्रॉनिक कुंजी।
74LS373 आठ-चैनल स्विचर में आठ इनपुट और आठ आउटपुट बसें हैं। इनपुट बसों पर मौजूद बाइनरी जानकारी आईसी के संबंधित आउटपुट पर तभी प्रसारित होती है जब सक्षम सिग्नल आईसी पर लागू होता है। सक्षम सिग्नल को बंद करने के बाद वर्तमान स्थितिबस का आउटपुट सहेजा जाता है (याद रखा जाता है)। इस स्थिति में, आईसी के इनपुट पर सिग्नल का आउटपुट बसों की स्थिति पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
सूचना का सीरियल पैकेट 74LS164 पर भेजे जाने के बाद, समानांतर पोर्ट का D2 पिन 74LS373 पर एक सक्षम सिग्नल भेजता है। यह आपको IC 74LS174 के इनपुट से इसके आउटपुट बसों में पहले से ही समानांतर कोड में जानकारी स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। आउटपुट बसों की स्थिति क्रमशः टीआईपी 120 ट्रांजिस्टर द्वारा नियंत्रित की जाती है, जो बदले में, मैनिपुलेटर आर्म के कार्यों को नियंत्रित करती है। प्रक्रिया प्रत्येक के लिए दोहराई जाती है नई टीमजोड़-तोड़ करने वाले के हाथ पर. समानांतर पोर्ट बसें D3-D7 सीधे TIP 125 ट्रांजिस्टर चलाती हैं।
इंटरफ़ेस को मैनिपुलेटर आर्म से कनेक्ट करना
रोबोटिक भुजा 6 वी बिजली आपूर्ति द्वारा संचालित होती है जिसमें संरचना के आधार पर स्थित चार डी-तत्व शामिल होते हैं। पीसी इंटरफ़ेस भी इस 6V आपूर्ति द्वारा संचालित होता है। बिजली की आपूर्ति द्विध्रुवी है और ±3V वोल्टेज प्रदान करती है। मैनिपुलेटर के आधार से जुड़े आठ-पिन मोलेक्स कनेक्टर के माध्यम से इंटरफ़ेस को बिजली की आपूर्ति की जाती है।
75 मिमी आठ-तार मोलेक्स केबल का उपयोग करके इंटरफ़ेस को मैनिपुलेटर आर्म से कनेक्ट करें। मोलेक्स केबल मैनिपुलेटर के आधार पर स्थित कनेक्टर से जुड़ता है (चित्र 15.8 देखें)। जांचें कि कनेक्टर सही और सुरक्षित रूप से डाला गया है। इंटरफ़ेस बोर्ड को कंप्यूटर से कनेक्ट करने के लिए 180 सेमी लंबी DB25 केबल का उपयोग किया जाता है, जो किट में शामिल है। केबल का एक सिरा प्रिंटर पोर्ट से जुड़ता है। दूसरा सिरा इंटरफ़ेस बोर्ड पर DB25 कनेक्टर से जुड़ता है।
चावल। 15.8. पीसी इंटरफ़ेस को रोबोट आर्म से कनेक्ट करना
ज्यादातर मामलों में, एक प्रिंटर सामान्यतः प्रिंटर पोर्ट से जुड़ा होता है। हर बार जब आप पैडल का उपयोग करना चाहते हैं तो कनेक्टर्स को प्लग करने और अनप्लग करने की परेशानी से बचने के लिए, ए/बी प्रिंटर बस ऑन/ऑफ स्विच बॉक्स (डीबी25) खरीदना एक अच्छा विचार है। मैनिपुलेटर इंटरफ़ेस कनेक्टर को इनपुट ए से और प्रिंटर को इनपुट बी से कनेक्ट करें। अब आप कंप्यूटर को प्रिंटर या इंटरफ़ेस से कनेक्ट करने के लिए स्विच का उपयोग कर सकते हैं।
विंडोज 95 के तहत प्रोग्राम इंस्टॉल करना
फ़्लॉपी डिस्क ड्राइव में "डिस्क 1" लेबल वाली 3.5" फ़्लॉपी डिस्क डालें और इंस्टॉलर (setup.exe) चलाएँ। इंस्टॉलर आपकी हार्ड ड्राइव पर "इमेजेज" नामक एक निर्देशिका बनाएगा और आवश्यक फ़ाइलों को इस निर्देशिका में कॉपी करेगा। स्टार्ट मेनू में इमेज आइकन दिखाई देगा। प्रोग्राम लॉन्च करने के लिए स्टार्ट मेनू में इमेज आइकन पर क्लिक करें।
विंडोज 95 के तहत प्रोग्राम के साथ काम करना
180 सेमी लंबी डीबी 25 केबल का उपयोग करके इंटरफ़ेस को कंप्यूटर के प्रिंटर पोर्ट से कनेक्ट करें। इंटरफ़ेस को मैनिपुलेटर आर्म के आधार से कनेक्ट करें। एक निश्चित समय तक इंटरफ़ेस को ऑफ स्थिति में रखें। यदि इस समय इंटरफ़ेस चालू है, तो प्रिंटर पोर्ट में संग्रहीत जानकारी मैनिपुलेटर आर्म की गतिविधियों का कारण बन सकती है।
प्रारंभ मेनू में छवियाँ आइकन पर डबल-क्लिक करके प्रोग्राम लॉन्च करें। प्रोग्राम विंडो अंजीर में दिखाई गई है। 15.9. जब प्रोग्राम चल रहा हो, तो इंटरफ़ेस बोर्ड पर लाल एलईडी झपकनी चाहिए। टिप्पणी:एलईडी को फ्लैश करना शुरू करने के लिए इंटरफ़ेस को चालू करने की आवश्यकता नहीं है। एलईडी की चमकने की गति आपके कंप्यूटर के प्रोसेसर की गति से निर्धारित होती है। एलईडी की झिलमिलाहट बहुत धीमी हो सकती है; इसे नोटिस करने के लिए, आपको कमरे में रोशनी कम करनी होगी और एलईडी का निरीक्षण करने के लिए अपनी हथेलियों को एक साथ मोड़ना होगा। यदि एलईडी नहीं झपकती है, तो प्रोग्राम गलत पोर्ट एड्रेस (एलपीटी पोर्ट) तक पहुंच सकता है। इंटरफ़ेस को किसी भिन्न पोर्ट पते (एलपीटी पोर्ट) पर स्विच करने के लिए, स्क्रीन के ऊपरी दाएं कोने में प्रिंटर पोर्ट विकल्प बॉक्स पर जाएं। दूसरा विकल्प चुनें. सही स्थापनापोर्ट एड्रेस के कारण एलईडी फ्लैश हो जाएगी।
चावल। 15.9. विंडोज़ के अंतर्गत पीसी इंटरफ़ेस प्रोग्राम का स्क्रीनशॉट
जब एलईडी चमक रही हो, तो प्यूज़ आइकन पर क्लिक करें और उसके बाद ही इंटरफ़ेस चालू करें। संबंधित फ़ंक्शन कुंजी पर क्लिक करने से मैनिपुलेटर आर्म की प्रतिक्रिया गति उत्पन्न होगी। दोबारा क्लिक करने से गति रुक जाएगी. हाथ को नियंत्रित करने के लिए फ़ंक्शन कुंजियों का उपयोग करना कहलाता है इंटरैक्टिव फैशन नियंत्रण।
एक स्क्रिप्ट फ़ाइल बनाना
स्क्रिप्ट फ़ाइलों का उपयोग मैनिपुलेटर आर्म की गतिविधियों और कार्यों के स्वचालित अनुक्रमों को प्रोग्राम करने के लिए किया जाता है। स्क्रिप्ट फ़ाइल में अस्थायी आदेशों की एक सूची होती है जो मैनिपुलेटर आर्म की गतिविधियों को नियंत्रित करती है। स्क्रिप्ट फ़ाइल बनाना बहुत आसान है. फ़ाइल बनाने के लिए प्रोग्राम सॉफ्टकी पर क्लिक करें। यह ऑपरेशन आपको स्क्रिप्ट फ़ाइल को "प्रोग्रामिंग" के फैशन में प्रवेश करने की अनुमति देगा। फ़ंक्शन कुंजियाँ दबाकर, हम हाथ की गतिविधियों को नियंत्रित करेंगे, जैसा कि हम पहले ही कर चुके हैं, लेकिन कमांड की जानकारी स्क्रीन के निचले बाएँ कोने में स्थित पीली स्क्रिप्ट तालिका में दर्ज की जाएगी। चरण संख्या, एक से शुरू होकर, बाएं कॉलम में इंगित की जाएगी, और प्रत्येक नए कमांड के लिए यह एक से बढ़ जाएगी। गति का प्रकार (फ़ंक्शन) मध्य स्तंभ में दर्शाया गया है। जब फ़ंक्शन कुंजी को दोबारा क्लिक किया जाता है, तो मूवमेंट निष्पादन रुक जाता है, और मूवमेंट निष्पादन समय का आरंभ से अंत तक का मान तीसरे कॉलम में दिखाई देता है। आंदोलन के निष्पादन का समय एक चौथाई सेकंड की सटीकता के साथ इंगित किया गया है। इसी तरह जारी रखते हुए, उपयोगकर्ता स्क्रिप्ट फ़ाइल में 99 गतिविधियों तक प्रोग्राम कर सकता है, जिसमें समय में रुकना भी शामिल है। फिर स्क्रिप्ट फ़ाइल को सहेजा जा सकता है और बाद में किसी भी निर्देशिका से लोड किया जा सकता है। स्क्रिप्ट-फ़ाइल कमांड का निष्पादन 99 बार तक दोहराया जा सकता है, जिसके लिए आपको रिपीट विंडो में दोहराव की संख्या दर्ज करनी होगी और स्टार्ट पर क्लिक करना होगा। स्क्रिप्ट फ़ाइल पर लिखना समाप्त करने के लिए, इंटरैक्टिव कुंजी दबाएँ। यह कमांड कंप्यूटर को इंटरैक्टिव मोड में वापस लाएगा।
वस्तुओं का "पुनरुद्धार"।
स्क्रिप्ट फ़ाइलों का उपयोग क्रियाओं के कंप्यूटर स्वचालन या वस्तुओं के "एनीमेशन" के लिए किया जा सकता है। वस्तुओं के "एनीमेशन" के मामले में, नियंत्रित रोबोटिक यांत्रिक "कंकाल" आमतौर पर एक बाहरी आवरण से ढका होता है और स्वयं दिखाई नहीं देता है। अध्याय की शुरुआत में वर्णित दस्ताना कठपुतली याद है? बाहरी आवरण एक व्यक्ति (आंशिक रूप से या पूरी तरह से), एक एलियन, एक जानवर, एक पौधे, एक पत्थर और कुछ और का रूप ले सकता है।
आवेदन सीमा
यदि आप स्वचालित क्रियाएं करने या वस्तुओं को "एनिमेटेड" करने का पेशेवर स्तर हासिल करना चाहते हैं, तो, ब्रांड को बनाए रखने के लिए, किसी भी समय आंदोलनों को निष्पादित करते समय स्थिति सटीकता 100% के करीब होनी चाहिए।
हालाँकि, आप देख सकते हैं कि जैसे ही स्क्रिप्ट फ़ाइल में दर्ज क्रियाओं का क्रम दोहराया जाता है, मैनिपुलेटर आर्म (मोशन पैटर्न) की स्थिति मूल से भिन्न होगी। ऐसा कई कारणों से होता है. जैसे ही आर्म पावर सप्लाई बैटरियां डिस्चार्ज होती हैं, डीसी मोटर्स को आपूर्ति की जाने वाली बिजली में कमी के परिणामस्वरूप मोटर्स के टॉर्क और गति में कमी आती है। इस प्रकार, समान अवधि के लिए मैनिपुलेटर की गति की लंबाई और उठाए गए भार की ऊंचाई मृत और "ताजा" बैटरियों के लिए भिन्न होगी। लेकिन वजह सिर्फ इतनी ही नहीं है. स्थिर बिजली आपूर्ति के साथ भी, मोटर शाफ्ट की गति में उतार-चढ़ाव होगा क्योंकि कोई मोटर गति नियंत्रक नहीं है। समय की प्रत्येक निश्चित लंबाई के लिए, क्रांतियों की संख्या हर बार थोड़ी भिन्न होगी। इससे यह तथ्य सामने आएगा कि हर बार मैनिपुलेटर आर्म की स्थिति भी अलग-अलग होगी। इसके अलावा, गियरबॉक्स के गियर में एक निश्चित प्रतिक्रिया होती है, जिस पर भी ध्यान नहीं दिया जाता है। इन सभी कारकों के प्रभाव में, जिनकी हमने यहां विस्तार से जांच की है, स्क्रिप्ट फ़ाइल के बार-बार आदेशों के चक्र को निष्पादित करते समय, मैनिपुलेटर आर्म की स्थिति हर बार थोड़ी अलग होगी।
गृह स्थिति खोज
आप इसमें एक सर्किट जोड़कर डिवाइस के संचालन में सुधार कर सकते हैं प्रतिक्रिया, जो मैनिपुलेटर आर्म की स्थिति को ट्रैक करता है। मैनिपुलेटर की पूर्ण स्थिति निर्धारित करने के लिए यह जानकारी कंप्यूटर में दर्ज की जा सकती है। ऐसी स्थितिगत प्रतिक्रिया प्रणाली के साथ, स्क्रिप्ट फ़ाइल में दर्ज आदेशों के प्रत्येक अनुक्रम के निष्पादन की शुरुआत में मैनिपुलेटर बांह की स्थिति को उसी बिंदु पर सेट करना संभव है।
इसके लिए कई संभावनाएं हैं. मुख्य विधियों में से एक में, प्रत्येक बिंदु पर स्थितिगत नियंत्रण प्रदान नहीं किया जाता है। इसके बजाय, सीमा स्विचों का एक सेट उपयोग किया जाता है जो मूल "प्रारंभ" स्थिति के अनुरूप होता है। सीमा स्विच सटीक रूप से केवल एक स्थिति निर्धारित करते हैं - जब मैनिपुलेटर "प्रारंभ" स्थिति तक पहुंचता है। ऐसा करने के लिए, आपको सीमा स्विच (बटन) का क्रम इस तरह सेट करना होगा कि जब मैनिपुलेटर एक दिशा या किसी अन्य में चरम स्थिति पर पहुंच जाए तो वे बंद हो जाएं। उदाहरण के लिए, मैनिपुलेटर के आधार पर एक सीमा स्विच स्थापित किया जा सकता है। स्विच को केवल तभी काम करना चाहिए जब हाथ दक्षिणावर्त घुमाए जाने पर अपनी अंतिम स्थिति तक पहुंच जाए। अन्य सीमा स्विच कंधे और कोहनी के जोड़ों पर स्थापित किए जाने चाहिए। जब संबंधित जोड़ पूरी तरह से विस्तारित हो जाए तो उन्हें सक्रिय किया जाना चाहिए। ब्रश पर एक अन्य स्विच स्थापित किया गया है और जब ब्रश को पूरी तरह से दक्षिणावर्त घुमाया जाता है तो यह सक्रिय हो जाता है। अंतिम सीमा स्विच ग्रिप पर स्थापित होता है और पूरी तरह खुलने पर बंद हो जाता है। मैनिपुलेटर को रीसेट करने के लिए, मैनिपुलेटर के प्रत्येक संभावित आंदोलन को इस स्विच के बंद होने तक संबंधित सीमा स्विच को बंद करने के लिए आवश्यक दिशा में किया जाता है। प्रत्येक गतिविधि के लिए प्रारंभिक स्थिति तक पहुंचने के बाद, कंप्यूटर मैनिपुलेटर बांह की सही स्थिति को सटीक रूप से "जान" लेगा।
प्रारंभिक स्थिति तक पहुंचने के बाद, हम स्क्रिप्ट फ़ाइल में लिखे गए प्रोग्राम को इस धारणा के आधार पर पुनः आरंभ कर सकते हैं कि प्रत्येक चक्र के निष्पादन के दौरान पोजिशनिंग त्रुटि इतनी धीरे-धीरे जमा हो जाएगी कि इससे मैनिपुलेटर की स्थिति में बहुत बड़ा विचलन नहीं होगा। वांछित से. स्क्रिप्ट फ़ाइल निष्पादित होने के बाद, हाथ को उसकी मूल स्थिति पर सेट किया जाता है, और स्क्रिप्ट फ़ाइल का चक्र दोहराया जाता है।
कुछ अनुक्रमों में, केवल प्रारंभिक स्थिति जानना पर्याप्त नहीं है, उदाहरण के लिए, अंडे को उसके खोल को कुचलने के जोखिम के बिना उठाते समय। ऐसे मामलों में, एक और अधिक जटिल और सटीक प्रणालीस्थिति प्रतिक्रिया. सेंसर से संकेतों को एडीसी का उपयोग करके संसाधित किया जा सकता है। प्राप्त संकेतों का उपयोग स्थिति, दबाव, गति और टॉर्क जैसे मापदंडों के मूल्यों को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। निम्नलिखित सरल उदाहरण एक उदाहरण के रूप में काम कर सकता है। कल्पना करें कि आपने कैप्चर नोड में एक छोटा रैखिक चर अवरोधक जोड़ा है। वेरिएबल रेसिस्टर को इस तरह से सेट किया जाता है कि इसके स्लाइडर का आगे और पीछे की गति ग्रिप के खुलने और बंद होने से जुड़ी होती है। इस प्रकार, पकड़ के खुलने की डिग्री के आधार पर, चर अवरोधक का प्रतिरोध बदल जाता है। अंशांकन के बाद, चर अवरोधक के वर्तमान प्रतिरोध को मापकर, आप ग्रिपर क्लैंप के उद्घाटन कोण को सटीक रूप से सेट कर सकते हैं।
इस तरह की फीडबैक प्रणाली बनाने से डिवाइस में जटिलता का एक और स्तर आ जाता है और तदनुसार, इसकी कीमत में वृद्धि होती है। इसलिए अधिक सरल विकल्पएक स्क्रिप्ट प्रोग्राम के निष्पादन के दौरान मैनिपुलेटर आर्म की स्थिति और गतिविधियों को समायोजित करने के लिए एक मैनुअल नियंत्रण प्रणाली की शुरूआत है।
मैनुअल इंटरफ़ेस नियंत्रण प्रणाली
एक बार जब आप यह सत्यापित कर लें कि इंटरफ़ेस ठीक से काम कर रहा है, तो आप मैन्युअल नियंत्रण इकाई को इससे कनेक्ट करने के लिए 8-पिन फ्लैट कनेक्टर का उपयोग कर सकते हैं। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, इंटरफ़ेस बोर्ड पर कनेक्टर हेड से 8-पिन मोलेक्स कनेक्टर की कनेक्शन स्थिति की जाँच करें। 15.10. कनेक्टर को तब तक सावधानी से डालें जब तक वह सुरक्षित रूप से कनेक्ट न हो जाए। उसके बाद, मैनिपुलेटर आर्म को किसी भी समय हैंड कंट्रोल से नियंत्रित किया जा सकता है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि इंटरफ़ेस कंप्यूटर से जुड़ा है या नहीं।
चावल। 15.10. मैन्युअल नियंत्रण कनेक्ट करना
डॉस कीबोर्ड नियंत्रण कार्यक्रम
एक डॉस प्रोग्राम है जो आपको इंटरैक्टिव मोड में कंप्यूटर कीबोर्ड से मैनिपुलेटर आर्म के संचालन को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। किसी विशेष फ़ंक्शन के निष्पादन के अनुरूप कुंजियों की सूची तालिका में दी गई है।
मैनिपुलेटर आर्म के ध्वनि नियंत्रण में, एक वाक् पहचान सेट (एससीआर) का उपयोग किया जाता है, जिसका वर्णन अध्याय में किया गया था। 7. इस अध्याय में, हम एक इंटरफ़ेस बनाएंगे जो यूआरआर को मैनिपुलेटर आर्म से जोड़ता है। यह इंटरफ़ेस Images SI, Inc. की किट के रूप में भी उपलब्ध है।
आरआरआर के लिए इंटरफ़ेस आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 15.11. इंटरफ़ेस 16F84 माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करता है। माइक्रोकंट्रोलर के लिए प्रोग्राम इस तरह दिखता है:
'यूआरआर इंटरफ़ेस प्रोग्राम
प्रतीक पोर्ट ए = 5
प्रतीक ट्रिसा = 133
प्रतीक पोर्ट बी = 6
प्रतीक TRISB = 134
यदि बिट4 = 0 है तो ट्रिगर करें 'यदि ट्रिगर पर लिखना सक्षम है, तो स्कीमा पढ़ें
गोटो स्टार्ट 'रिपीट'
500 रोकें '0.5 सेकंड प्रतीक्षा करें
पीक पोर्टबी, बी0 'बीसीडी कोड पढ़ें
यदि बिट5 = 1 है तो 'आउटपुट कोड' भेजें
गोटो स्टार्ट 'रिपीट'
पोर्ट ए, बी0 को देखें 'पोर्ट ए पढ़ें
यदि बिट4 = 1 है तो ग्यारह 'क्या संख्या 11 है?
पोक पोर्टबी, बी0 'आउटपुट कोड
गोटो स्टार्ट 'रिपीट'
यदि बिट0 = 0 तो दस
गोटो स्टार्ट 'रिपीट'
गोटो स्टार्ट 'रिपीट'
चावल। 15.11. रोबोट भुजा के लिए यूआरआर नियंत्रक की योजना
16एफ84 के तहत सॉफ्टवेयर अपडेट http://www.imagesco.com से नि:शुल्क डाउनलोड किया जा सकता है
यूआरआर इंटरफ़ेस प्रोग्रामिंग
आरआरएस इंटरफ़ेस की प्रोग्रामिंग Ch में वर्णित सेट से आरआरएस की प्रोग्रामिंग के समान है। 7. के लिए सही संचालनबांह, आपको मैनिपुलेटर के विशिष्ट आंदोलन के अनुरूप संख्याओं के अनुसार कमांड शब्दों को प्रोग्राम करना होगा। तालिका में। 15.1 कमांड शब्दों के उदाहरण दिखाता है जो मैनिपुलेटर आर्म के संचालन को नियंत्रित करते हैं। आप अपनी पसंद के अनुसार कमांड शब्द चुन सकते हैं।
तालिका 15.1
पीसी इंटरफ़ेस के लिए भागों की सूची
(5) एनपीएन टीआईपी120 ट्रांजिस्टर
(5) ट्रांजिस्टर पीएनपी टीआईपी 125
(1) आईसी 74164 कोड कनवर्टर
(1) आईसी 74एलएस373 आठ चाबियाँ
(1) एलईडी लाल
(5) डायोड 1एन914
(1) 8-पिन मोलेक्स कनेक्टर सॉकेट
(1) मोलेक्स केबल 8-कोर, 75 मिमी लंबा
(1) डीआईपी स्विच
(1) डीबी25 कोण कनेक्टर
(1) 1.8 मीटर डीबी 25 केबल दो एम-प्रकार कनेक्टर के साथ।
(3) अवरोधक 15kΩ, 0.25W
सूचीबद्ध सभी वस्तुएँ किट में शामिल हैं।
वाक् पहचान इंटरफ़ेस के लिए भागों की सूची
(5) एनपीएन टीआईपी 120 ट्रांजिस्टर
(5) ट्रांजिस्टर पीएनपी टीआईपी 125
(1) आईसी 4011 एनओआर गेट
(1) आईसी 4049 - 6 बफ़र्स
(1) आईसी 741 ऑपरेशनल एम्पलीफायर
(1) अवरोधक 5.6 kΩ, 0.25 W
(1) अवरोधक 15 kΩ, 0.25 W
(1) 8-पिन मोलेक्स कनेक्टर हेड
(1) मोलेक्स केबल 8 कोर, लंबाई 75 मिमी
(10) अवरोधक 100 kΩ, 0.25 W
(1) अवरोधक 4.7 kΩ, 0.25 W
(1) 7805 वोल्टेज रेगुलेटर आईसी
(1) आईसी पीआईसी 16एफ84 माइक्रोकंट्रोलर
(1) 4.0 मेगाहर्ट्ज क्वार्ट्ज क्रिस्टल
रोबोटिक आर्म इंटरफ़ेस किट
OWI मैनिपुलेटर आर्म किट
मैनिपुलेटर आर्म के लिए वाक् पहचान इंटरफ़ेस
वाक् पहचान उपकरण सेट
पार्ट्स यहां से ऑर्डर किए जा सकते हैं:
छवियाँ, एस.आई., इंक.
