2018年3月5日 星期一

[meArm] 機械手臂組裝說明

meArm 機械手臂可以讓您用它來夾取物體。



一、準備材料

機構件

或



提醒您：
1. 因為機構件已改版，上面圖片僅供參考，壓克力零組件以實體為主。
2. 強烈建議您先把壓克力表面的保護紙撕除後再繼續以下之組裝步驟。

機電零件

Arduino nano 開發板 * 1
Arduino UNO nano 兩用擴展板 * 1


您也可以使用 UNO 及其擴展板

SG90 伺服馬達 * 4
(建議使用 MG90S * 1 + SG90 * 3)

杜邦線 公母頭 * 3


二、開始組裝

組裝前注意事項：

1.本套件所有螺絲孔都是 M3 孔，但孔有2種，一種是鬆孔，另一種是緊孔(自攻孔)。鬆孔在螺絲穿過後機構件仍可以鬆動；緊孔在螺絲穿過後機構件無法鬆動，在穿螺絲時請注意方向。

因為機器在加工時會有誤差，如果在鎖緊孔時發現太鬆，請在緊孔內塗抹樹脂再鎖螺絲，或是在鎖好螺絲後用快乾膠點黏緊孔處。
2.為了我們在組裝時方便識別起見，需要先定義一下機械手臂各部位名稱。把手臂放在胸前，夾子跟眼睛的方向一樣朝前放置，機身左側的馬達稱為左馬達，右側馬達稱為右馬達，底部的馬達稱為底座馬達，而夾子處的馬達理所當然稱為夾子馬達。

3.***最重要是這件事*** 在將機構件固定到馬達時，建議夾子馬達、右馬達和底座馬達需上電並固定在 90 度；左側馬達，需上電並固定在 170 度(註A)，而後再鎖緊螺絲。

註A:

有些 SG90 伺服馬達無法轉到 180 度，如果程式持續要求它要 180 度，馬達有可能會燒毀。建議在組裝前先了解一下伺服馬達的可轉動範圍，而此處的 170 度只是一個保守的安全角度，並非絕對。

指定馬達轉動到特定角度程式詳 http://pizgchen.blogspot.tw/2016/09/mearmrover.html


Step1 這個步驟我們要來組裝夾子。

準備下列機構件

使用 2 只 M3x8 螺絲鎖住夾子。
提醒您：此處不可鎖緊，應讓夾子能自由轉動。


這是背面


使用 4 只 M3x10 螺絲將下列機構件鎖住。
提醒您：靠進夾子那 2 支螺絲不可鎖過頭，應讓夾子能自由轉動。

這是側面


這是另一面


使用 1 只 M3x8 螺絲將下列機構件鎖住。
提醒您：此處不可鎖緊，應讓它能自由轉動。

取出下列機構件
提醒您：下方這個機構件有 2 片，此處應取用較短那片。


將伺服馬達搖臂塑膠片置入大孔內


在另一面用伺服馬達所附的自攻螺絲固定


使用下列程式將伺服馬達轉動到90度位置

#include <Servo.h>
Servo myservo;  // create servo object to control a servo

void setup() {
  myservo.attach(9);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object
  myservo.write(90);
}

void loop() {
}


在伺服馬達上電的情況下，將之前組件套入伺服馬達，並用伺服馬達所附之小螺絲將它鎖緊。

然後再使用 1 只 M3x8 螺絲將機構件另一端鎖住。
提醒您：此處不可鎖緊，應讓它能自由轉動。


這是完成的樣貌



Step2 為夾子裝上 3 根桿件，如下圖。


準備下列機構件


取出下列機構件


使用 M3x10 螺絲將桿子鎖上。
提醒您：此處不能鎖太緊，要讓它能夠靈活轉動。


取出下列機構件


使用 M3x10 螺絲將較細那端鎖到夾子的側孔。
提醒您：此處不能鎖太緊，要讓它能夠靈活轉動。


取出下列機構件


使用 M3x10 螺絲將桿件鎖到夾子的側孔。
提醒您：此處不能鎖太緊，要讓它能夠靈活轉動。


這是完成的樣貌



Step3 組裝右側板，如下圖。



使用 M2 螺絲和螺帽將伺服馬達鎖緊。
提醒您：此處請務必鎖緊。


這是背面


準備下列機構件


使用 M3x8 螺絲將桿件鎖到右側板。
提醒您：此處不能鎖太緊，要讓它能夠靈活轉動。


使用 M3x10 螺絲將桿件和墊片鎖到三角片(墊片被夾在桿件和三角片之間)。
提醒您：
1. 注意三角片之正確孔位。
2. 此處不能鎖太緊，要讓它能夠靈活轉動。


這是背面



Step4 組裝左側板，如下圖。


使用 M2 螺絲和螺帽將伺服馬達鎖緊。
提醒您：此處請務必鎖緊。


這是背面


準備下列機構件


取出下列機構件


將伺服馬達搖臂塑膠片置入大孔內


在另一面用伺服馬達所附的自攻螺絲固定


使用下列程式將伺服馬達轉動到170度位置

#include <Servo.h>
Servo myservo;  // create servo object to control a servo

void setup() {
  myservo.attach(9);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object
  myservo.write(170);
}

void loop() {
}


在伺服馬達上電的情況下，將之前組件套入伺服馬達，並用伺服馬達所附之小螺絲將它鎖緊。


然後再使用 1 只 M3x8 螺絲將機構件另一端鎖住。
提醒您：此處不可鎖緊，應讓它能自由轉動。



Step5 組合 H 形組件，如下圖。

準備下列機構件

將伺服馬達搖臂塑膠片置入大孔內，並在背面用伺服馬達所附的自攻螺絲固定


這是背面



使用下列程式將伺服馬達轉動到90度位置

#include <Servo.h>
Servo myservo;  // create servo object to control a servo

void setup() {
  myservo.attach(9);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object
  myservo.write(90);
}

void loop() {
}


在伺服馬達上電的情況下，將之前組件套入伺服馬達，並用伺服馬達所附之小螺絲將它鎖緊。


使用 1 只 M3x12 螺絲和螺帽將機構件鎖住。


使用 1 只 M3x12 螺絲和螺帽將機構件鎖住。



Step6 組裝基座，如下圖。
提醒您：此步驟之伺服馬達固定方式，請依您手上的機構件型式去固定。


準備下列機構件

將伺服馬達底部穿過機構件，杜邦線由背面穿出


使用 4 只 M3x12 螺絲和螺帽將伺服馬達鎖緊。


使用 4 只尼龍柱和螺帽將機構件鎖緊。


準備下列機構件和材料


使用伺服馬達所附之 2 只大螺絲將它鎖緊。
提醒您：此處壓克力板上的小箭頭是朝上的。


這是背面


準備下列組件


使用下列程式將伺服馬達轉動到90度位置

#include <Servo.h>
Servo myservo;  // create servo object to control a servo

void setup() {
  myservo.attach(9);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object
  myservo.write(90);
}

void loop() {
}


在伺服馬達上電的情況下，將之前組件套入伺服馬達，並用伺服馬達所附之小螺絲將它鎖緊。
提醒您：此處壓克力板上的小箭頭是朝左的。




Step7 組合右側板與基座。

準備下列機構件

將它組合成工字形


這是它的右視圖
提醒您：山形板除外的那兩片壓克力板的孔洞不是在板子中間。


這是它的左視圖


將山形組件插入右側板


使用 1 只 M3x12 螺絲和螺帽將它鎖緊。


翻到另一側，使用 1 只 M3x12 螺絲和螺帽將它鎖緊。


將上面部件安裝到基板上

Step8 組合左側板與基座。

 將左側板蓋上

使用 1 只 M3x12 螺絲和螺帽將它鎖緊。


翻到另一側，使用 1 只 M3x12 螺絲和螺帽將它鎖緊。



Step9 組合夾子與 H 形部件。

使用 1 只 M3x8 螺絲將它鎖住。
提醒您：此處不可鎖緊，應讓它能自由轉動。


使用 1 只 M3x8 螺絲將另一支桿件鎖上。
提醒您：此處不可鎖緊，應讓它能自由轉動。


使用 1 只 M3x12 螺絲依序將三角片、爪子桿件和 H 形部件鎖住。
提醒您：此處不可鎖緊，應讓它能自由轉動。


翻轉到背面，使用 1 只 M3x8 螺絲將另一支桿件鎖上。
提醒您：此處不可鎖緊，應讓它能自由轉動。



Step9 將整組夾子固定到底板。

使用 4 只 M3x8 螺絲將尼龍柱固定到底板。


這是背面



Step10 組裝控制板。

準備 Arduino Nano 開發板和擴展板


將 Nano 插入擴展板


使用 4 只 M3x12 螺絲和螺帽將 Arduino 控制板固定到底板。


將夾子的伺服馬達杜邦線穿過 H 形部件的圓孔，
並將 3P 公母頭杜邦線的公頭與夾子的伺服馬達杜邦線母頭接在一起，作為延長使用。



Step11 將 Arduino 控制板固定到底板(為了清楚展示，我先暫時移除機械手臂部件)。


Step11 電路接線。

伺服馬達與 Nano 擴展板的接線如下：

擴展板     伺服馬達
5V            VCC
GND        GND
D2            底板馬達橘色線
D3            右側馬達橘色線
D4            左側馬達橘色線
D5            夾子馬達橘色線


Step12 上傳程式。


//2016-09-21 by PizG Chen
#include <Servo.h>
Servo s1,s2,s3,s4;
int b1,b2;
int v0,v1,v2,v3;
int a,a1,a2,a3,a4;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  s1.attach(2); // 底板馬達
  s2.attach(3); // 右馬達
  s3.attach(4); //左馬達
  s4.attach(5); // 夾子
  pinMode(6, INPUT_PULLUP);
  pinMode(7, INPUT_PULLUP);
  a=2;
  a1=90;
  a2=90;
  a3=170;
  a4=90;
}

void loop() {
  // get data
  b1 = digitalRead(6);
  v0 = analogRead(A0);
  v1 = analogRead(A1);

  b2 = digitalRead(7);
  v2 = analogRead(A2);
  v3 = analogRead(A3);

  // print data
  // turn data
  if (v3 < 340) a1 = a1 + a;
  if (v3 > 680) a1 = a1 - a;
  s1.write(a1);
  if (v2 < 340) a2 = a2 - a;
  if (v2 > 680) a2 = a2 + a;
  s2.write(a2);
  if (v1 < 340) a3 = a3 - a;
  if (v1 > 680) a3 = a3 + a;
  s3.write(a3);
  if (v0 < 340) a4 = a4 - a;
  if (v0 > 680) a4 = a4 + a;
  s4.write(a4);

  delay(100);
}



========================================================================

使用搖桿控制機械手臂
提醒您：由於機構件有小部分改版，層板外觀可能稍微不同，此步驟請依您手上的機構件型式去固定。

Step1 組裝搖桿。


準備下列層板機構件

  

以下為不同版次的層板，可先取下所有墊圈備用。




將 8 只小墊圈置於搖桿孔位上。





用 8 只 M3x12 螺絲和螺帽將搖桿固定到層板。




使用 4 只 螺帽將 M3x30+6 尼龍柱固定到層板。


使用 4 只 M3x8 螺絲將尼龍柱固定到底板。



Step2 電路接線。

搖桿與 Nano 擴展板的接線如下：

擴展板      左搖桿
GND         GND
5V             VCC
A0             VRX
A1             VRY
D6             SW

擴展板      右搖桿
GND         GND
5V             VCC
A2             VRX
A3             VRY
D7             SW


Step3 上傳程式。

//2016-09-21 by PizG Chen
#include <Servo.h>
Servo s1,s2,s3,s4;
int b1,b2;
int v0,v1,v2,v3;
int a,a1,a2,a3,a4;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  s1.attach(2); // 基座馬達
  s2.attach(3); // 右馬達
  s3.attach(4); //左馬達
  s4.attach(5); // 夾子
  pinMode(6, INPUT_PULLUP);
  pinMode(7, INPUT_PULLUP);
  a=2;
  a1=90;
  a2=90;
  a3=170;
  a4=90;
}

void loop() {
  // get data
  b1 = digitalRead(6);
  v0 = analogRead(A0);
  v1 = analogRead(A1);

  b2 = digitalRead(7);
  v2 = analogRead(A2);
  v3 = analogRead(A3);

  // print data
  // turn data
  if (v3 < 340) a1 = a1 + a;
  if (v3 > 680) a1 = a1 - a;
  s1.write(a1);
  if (v2 < 340) a2 = a2 - a;
  if (v2 > 680) a2 = a2 + a;
  s2.write(a2);
  if (v1 < 340) a3 = a3 - a;
  if (v1 > 680) a3 = a3 + a;
  s3.write(a3);
  if (v0 < 340) a4 = a4 - a;
  if (v0 > 680) a4 = a4 + a;
  s4.write(a4);

  delay(100);
}

右搖桿往右手臂往右轉；往左手臂往左轉。
右搖桿往前手臂往前伸；往後手臂往後退。
左搖桿往前降低夾子高度；往後升高夾子高度。
左搖桿往右夾子閉合；往左夾子開啟。


技術資料

SG90 伺服馬達 http://www.micropik.com/PDF/SG90Servo.pdf
雙軸按鍵搖桿 http://pizgchen.blogspot.tw/2016/05/blog-post_23.html
MeArm 組裝手冊 https://ia902701.us.archive.org/19/items/mearmcontroller/MearmAssemblyInstructions.pdf


採購資訊

雙軸按鍵搖桿套件 https://goods.ruten.com.tw/item/show?21629149689670
MeArm.Rover 機械手臂火星探險車 http://goods.ruten.com.tw/item/show?21638708796647

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1 則留言:

  1. Unknown2020年2月2日 下午3:12

    我是一個現在才開始學習Arduino的新手 感謝你的文章幫助很大

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