如何制作一个简单的机械臂

风筝

了解如何使用可通过外部电位器控制的伺服电机制作简单的机械臂。

机器人有多种形式，包括无人机、汽车、火星车，甚至步行者。让机器人在其环境中移动非常重要，让它与环境进行交互同样重要。

本文将向您展示如何制作一个能够通过外部电位器四处移动并指向物体的简易机械臂。

所需的硬件

●   伺服电机

●   线性电位器

●   Arduino Uno开发板

●   面包板

原理图

机械臂原理图

工作原理 - 硬件

虽然这个项目确实涉及电子产品，但它依赖于电子和机械设计的结合。该机械臂通过使用由PWM信号控制的伺服电机起作用。 PWM信号的占空比决定了伺服的角度。

该机械臂的设计非常简单，只使用三个电机：

1.  基础电机 - 使臂旋转。

2.  第一臂电机 - 这可以升高和降低臂的底座。

3.  第二臂电机 - 这可以升高和降低前臂。

机械臂的结构很简单。因此，可能需要考虑机械臂的其他方面。

首先要考虑的是机械臂的结构材料。诸如纸板之类的材料对于原型制作非常有用，但纸板更适合胶水而不是螺钉和螺栓。像丙烯酸这样的塑料可以提供更好的强度并且可以用螺栓固定到位，但这样做需要一定程度的机械制造。虽然3D打印部件在创客社区中广泛流行，但3D打印机成本高昂，并且需要其他创客可能没有的CAD软件工具。

K'NEX是一种多功能且坚固的材料，可以快速进行原型设计。 K'NEX对那些无法使用工具设备的人特别有用。

在本文中，我选择使用丙烯酸有很多原因：

●    强度：丙烯酸比纸板强得多

●    简单：不需要3D打印一堆定制零件，只需要几个条带

●    附着力：丙烯酸片可轻松粘合在一起

●    可用性：我的架子上有一些备用

机械臂臂通常附在手或其他机械化输出上，这将在后面的文章中介绍。如果您正在制作机器人项目系列，那么建议您使用更坚固的材料构建此臂并保持其安全，因为它将在以后使用。

工作原理 - 软件

机械臂背后的软件非常简单，涉及以下步骤：

●    设置PWM输出

●    设置模拟输入

●    单独读取每个电位器

●    将模拟读数转换为角度（0  -  180）

●    将角度值写入伺服电机

通过使用伺服库实现伺服控制，无需编码PWM占空比。使用伺服库的一个优点是任何数字I / O引脚都可以用于定时和控制，使用全局阵列和单个定时器（即不使用PWM模块）。