可編程自助取物機(jī)械臂

吳天皓

研制背景：

爺爺生病住院，需要人照顧，但爸爸媽媽都很忙，抽不出時(shí)間，我想到了在爺爺?shù)拇差^安裝一個(gè)機(jī)械臂，幫助爺爺拿物品、按鈴，可市面上的機(jī)械臂動(dòng)輒上萬元，而且調(diào)測(cè)方法復(fù)雜，需要專業(yè)人員指導(dǎo)操作，所以我決定自己制作一個(gè)可編程自助取物機(jī)械臂。

設(shè)計(jì)思路：

通過單片機(jī)控制伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂抓取、旋轉(zhuǎn)、伸縮等動(dòng)作，通過增加伺服電機(jī)的數(shù)量及調(diào)整連桿的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)不同距離的自助取物。

制作過程：

1.確定伺服電機(jī)的類型：?jiǎn)慰偩€回讀數(shù)字伺服電機(jī)。它具備角度回讀、多種角度工作模式切換功能，控制簡(jiǎn)單，電機(jī)內(nèi)部有一塊主控芯片，只需一條命令即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制。

2.確定電機(jī)負(fù)荷：左右旋轉(zhuǎn)、前后翻轉(zhuǎn)的電機(jī)負(fù)荷設(shè)定為2千克，機(jī)械爪子抓取的伺服電機(jī)負(fù)荷設(shè)定為3千克。

3.確定伺服電機(jī)的數(shù)量：控制機(jī)械臂左右旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)設(shè)定為1個(gè)，旋轉(zhuǎn)角度為360°；為了使機(jī)械臂更加靈活，控制機(jī)械臂前后翻轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)設(shè)定為3個(gè)；控制機(jī)械爪子閉合、打開、抓取的伺服電機(jī)設(shè)定為1個(gè)；控制機(jī)械爪子翻轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)設(shè)定為1個(gè)。

4.確定單片機(jī)及遙控器通信模塊，通信方式為藍(lán)牙通信，有效通信距離為6米。

5.組裝硬件。

6.將單片機(jī)的USB接口與筆記本電腦相連，運(yùn)行單片機(jī)控制程序，通過對(duì)單個(gè)伺服電機(jī)動(dòng)作的控制完成對(duì)機(jī)械臂單個(gè)動(dòng)作的編程。

7.將遙控器的按鍵與機(jī)械臂動(dòng)作綁定，最多可綁定12套動(dòng)作，目前綁定5套動(dòng)作。

創(chuàng)新點(diǎn)：

可編程自助取物機(jī)械臂可自動(dòng)取物，調(diào)測(cè)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。預(yù)先設(shè)置好各種物品的大概位置后，患病在床、行動(dòng)不便的人通過遙控器控制機(jī)械臂，可以照顧自己。

完善設(shè)想：

1.增加語音模塊，用語音控制機(jī)械臂。

2.增加可編程履帶底盤，加裝攝像頭，實(shí)現(xiàn)較大范圍內(nèi)的自助取物。

指導(dǎo)老師 高瓊林 魏炯