DIY Roboter-Hand mit einem Handschuh und Arduino Controlled

8 Schritt:Schritt 1: Sammeln Sie die Materialien Schritt 2: Drucken Sie die Hand Schritt 3: Erstellen Sie die Sensorschaltung Schritt 4: Nähen Sie den Handschuh Schritt 5: Montieren Sie den Hand Schritt 6: Testen Sie die Servos Schritt 7: Fügen Sie die Strings Schritt 8: Recap

DIY Roboter-Hand mit einem Handschuh und Arduino Controlled
Dieses Projekt Idee kam mir, als ich auf einem Bett auf einem Hotelzimmer in Urlaub sitzt. Ich dachte: "Es wäre wirklich nett sein, eine Roboter-Hand, die ich mit meiner Hand unter Kontrolle zu haben!" Nach der Rückkehr nach Hause, begann ich auf eine Reise zu entwerfen und erstellen Sie das Projekt. Ich hoffe es gefällt dir!

Die Grundkomponenten der Hand und Handschuh sind die Hand selbst, die Servos, die Arduino, der Handschuh, und die Flex-Sensoren. Variable Widerstände, die ihren Wert, wenn gebogen ändern: Der Handschuh ist mit Flexsensoren montiert. Sie sind an einer Seite eines Spannungsteilers mit den Widerständen von einem konstanten Wert auf der anderen Seite angebracht ist. Das Arduino liest die Spannungsänderung, wenn die Sensoren verbogen sind, und löst die Servos um einen anteiligen Betrag zu verschieben. Die Servos ziehen Strings, die als Spannglieder wirken, so dass die Finger zu bewegen. Hier ist ein Video von ihm in Aktion ( http://m.youtube.com/watch?v=qMtHEOxHDGo ):


Die Hand selbst stammt aus einem Open-Source-3D-Druckvorschau herunterladen. Es ist Teil eines Projekts namens InMoov: http://inmoov.blogspot.com ( http://www.inmoov.fr )
Dieser Guide zeigt Ihnen alle erforderlichen eigene Roboter-Hand zu bauen und zu kontrollieren Handschuh Schritten Schritt 1: Sammeln Sie die Materialien

DIY Roboter-Hand mit einem Handschuh und Arduino Controlled

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Insgesamt wird dieses Projekt kosten ca. € 100-150, je nachdem, wo Sie einige der Teile zu erhalten. Hier ist die Teileliste:

5x MG946R Servos (oder Äquivalent -. MG995 MG996 oder sollten auch funktionieren Ich habe ein paar Probleme mit dem Bewegungsbereich hatte, so Servos, die mehr Grad Drehung zu unterstützen wäre besser) - Ich habe mir aus hobbyking.com, aber für eine weniger teure Option würde ich mit eBay zu gehen (sie kommen direkt aus China, so Versand kann länger dauern).

5x 4,5 Zoll-flex-Sensoren - ich habe mir hier: http://microcontrollershop.com/product_info.php?products_id=3802
1x Arduino Uno oder gleichwertig (sie sind auch viel billiger bei eBay)
5x 22k Widerstände
1x 6.0-7.2V Batterie (für die Servos) - Ich habe diese: http://www.all-battery.com/Tenergy7.2V3000mAhRCCarNiMHBatteryPackwithCharger-91103.aspx

1x kleine Steckbrett
1x Batterieanschluss - etwa so: http://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2103292
Steckbrett Jumper / Schaltdraht
1x kleine leere PCB - Ich habe so etwas wie dies, nur Platz: http://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=12516741

1x rechten Handschuh (sollten robust sein und passen gut)
1x 55mm Durchmesser 8 mm langen Bolzen
1x 60mm Durchmesser 8 mm langen Bolzen
1x 80mm Durchmesser 8 mm langen Bolzen
14x 3 mm Durchmesser ca. 20 mm langen Schrauben
20x 4 mm Durchmesser Schrauben (jede Länge zwischen 7 mm und 30 mm ist in Ordnung)
Ca. 5 Meter Schnur (sollte ein hohes-ish Bruchfestigkeit haben) - Ich habe diese: http://www.Amazon.de/gp/product/B004YWKPCS/ref=oh_details_o01_s00_i00?ie=UTF8&psc=1

Heißkleber
Sekundenkleber
Schleifpapier (Ich habe 431 grit) - ein Dremel Werkzeug mit einem Schleifkopf würde auch funktionieren
Nadel und Faden

Eine Bohrmaschine
Ein Lötkolben
Der Zugang zu einem 3D-Drucker

! ... Und Sie sind bereit zu starten Schritt 2: Drucken Sie die Hand

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Die Hand ist Teil eines Open-Source-Projekt namens InMoov. Es ist ein 3D-Druckvorschau Roboter, und das ist nur die Hand und Unterarm Montage. Von dieser Seite aus auf Thingiverse ( http://www.thingiverse.com/thing:17773 ), herunterladen und ausdrucken die folgenden Teile:
robpart1.stl *
robpart4V2.stl
robpart5V2.stl
Auriculaire3.stl
Index3.stl
Majeure3.stl
ringfinger3.stl
WristsmallV3.stl
thumb5.stl
Wristlarge.stl

* Einige der Teile scheinen entfernt worden sein, also habe ich die Dateien unten angehängt.

Und die auf dieser Seite ( http://www.thingiverse.com/thing:65274 ):
RobCableFrontV1.stl
RobRingV3.stl (Anmerkung - ich musste diese ein bisschen selbst zu bohren, um sie dazu zu bringen meine Servos passen)
RobCableBackV2.stl
RobServoBedV4.stl

robpart3V3.stl
robpart4V3.stl
(Diese beiden sind Bezüge für den Unterarm - sie sind nicht notwendig, streng-Funktionalität)

Insgesamt nehmen die Teile etwa 13-15 Stunden, abhängig von der Auflösung, die Sie verwenden, um zu drucken. Ich habe eine MakerBot Replicator 2X - Ich würde empfehlen, den Druck der Fingerteile in Standard- oder hoher Auflösung, um unerwünschte Reibung vermeiden. Ich habe auch Flöße mit allen Teilen, wie sie machen die Drucke konsistentere, insbesondere bei Verwendung von ABS-Kunststoff.

Schritt 3: Erstellen Sie die Sensorschaltung

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Die Biegesensoren erfordern eine Schaltung, damit sie mit Arduino kompatibel zu sein. Es ist ein Spannungsteiler: die Biegesensoren sind variable Widerstände, und bei Paarung mit Widerständen eines konstanter Wert, kann die Widerstandsänderung (in diesem Fall das Biegen des Sensors) durch die Änderung in der Spannung zwischen den Widerständen erfasst werden. Dies kann durch die Arduino durch seine Analogeingänge gemessen werden. Die schematische angeschlossen ist (rot positive Spannung, schwarz ist negativ und Blau geht an den Arduino). Die Widerstände in dem Foto 22K. Ich farbcodierte Drähte I in der gleichen Weise wie der schematischen verwendet, so dass Sie leichter sehen kann.

Der Haupterdungsdraht, der an alle einzelnen GND Leitungen von den Sensoren verbunden ist, wird in die Arduino GND angeschlossen ist. Die + 5V von der Arduino geht zum Haupt positive Spannungsleitung, und jeder blaue Draht wird in eine separate analoge Eingangsstift gesteckt.

I verlötet die Schaltung auf eine kleine Platine von Radioshack, eine, die leicht auf dem Handschuh befestigt werden konnte. Ich war in der Lage, um die Drähte zu den Sensoren auch relativ leicht zu löten, und verwendet Schrumpf um sicherzustellen, dass es keine Kurzschlüsse. Ich habe dann wickelte den Bereich, in dem die Drähte an den Sensoren mit Isolierband, um die Sensoren zu stabilisieren verbunden. In der Nähe der Unterseite, wo die Leitungen befestigt sind, sind die Sensoren ein wenig schwächer und das Band wird sichergestellt, dass sie nicht zu weit zu biegen und werden nicht beschädigt.

Schritt 4: Nähen Sie den Handschuh

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Jetzt ist es Zeit, um die Sensoren und ihre Schaltung auf den Handschuh selbst zu montieren. Zuerst bohren Sie ein kleines Loch in der Kunststoff der Sensoren (Oben, sobald das Widerstandsmaterial beendet ist). Achten Sie darauf, um die Widerstandsmaterial zu schlagen! Dann, setzen Sie auf dem Handschuh und ziehen Sie sie fest an der Hand. Auf jeden Finger, mit einem Bleistift oder Kugelschreiber, machen kleine Linien über die Spitzen der jedem Gelenk / Knöchel. Dies wird Ihnen sagen, wo die Sensoren zu nähen. Nähen Sie jedes Sensorspitze auf den Bereich jedes Fingers nur oben, wo jeder von den Fingernägeln wäre (verwenden Sie das Loch Sie gerade gebohrt). Dann wird für jeden Sensor, bilden lose Schlingen um sie herum mit Gewinde an beiden Gelenken in jedem Finger. Sobald jeder Sensor vorhanden ist und gleitet unter den Fadenschlaufen schön, nähen Sie die Platine auf die Handgelenkteil des Handschuhs fest.

ERINNERUNG: für jeden Schritt in diesem Prozess ist, lesen Sie nicht Nähen der Handschuh sich geschlossen. Das ist ein ziemlich hassle.Step 5: Bauen Sie die Hand

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Ich werde nicht ins Detail über diesen Schritt zu gehen, da es sehr gut auf dem InMoov Website (unter den Abschnitten "Assembly Sketches" und "Montagehilfe") erläutert:
http://www.inmoov.fr/assembly-sketchs/

Bei der Montage der Finger, stellen Sie sicher, die Teile vor dem Verkleben richtig ausgerichtet sind. Stellen Sie außerdem sicher, wieder die Bohrungen an den Fingerteilen, so dass die 3 mm Schrauben werden als Scharnierstifte ohne Reibung zu handeln. Ich hielt die Schrauben mit einem Klecks Heißkleber auf der Außenseite der Finger.

Warten, bevor Sie die Fäden in die Hand zu installieren; die Servos Test: Sie sicherstellen, dass die Servos arbeiten first.Step 6 wollen

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An diesem Punkt sollte die Servos bereits in den Unterarm angebracht werden. Um sie an die Stromversorgung anschließen und Arduino, habe ich eine kleine lötfreie Steckbrett. Schließen Sie jeden positiven Draht der Servo (meist rot) an einer der Schienen auf dem Steckbrett, und die negative Seite von ihnen (meist schwarz oder braun) an eine andere Schiene. WICHTIG: Denken Sie daran, die negativen Schiene auf dem Steckbrett auf der Arduino anderer GND verbinden: alle GNDs in einem Stromkreis verbunden werden müssen, damit es funktioniert. Die + VCC können unterschiedlich sein, aber die GNDs müssen die gleichen sein.

Laden Sie das Programm auf den Arduino (die Datei angehängt wird), und sicherzustellen, dass alle Verbindungen zu dem Handschuh und Servos korrekt sind. Setzen Sie auf dem Handschuh, und schalten Sie den Arduino. Die Servos sollten, wie viel Ihre Finger gebogen basierend drehen. Wenn dies der Fall ist, es funktioniert! Wenn Sie mehr Erfahrung mit Arduino und wissen, wie die Eingangswerte des jeweiligen Sensoren zu testen, können Sie den Bereich in das Programm so einstellen, es funktioniert am besten für Sie. Ich nehme an, alle Sensoren praktisch identisch sind, aber wenn sie es nicht sind, könnte dies helfen.

Wenn die Servos nicht richtig funktioniert, stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen richtig sind (wenn ich machte dieses, ich ursprünglich vergessen, den GND des Arduino mit dem GND der Batterie und alle Servos, die Probleme verursacht zu verbinden. Dies zu beheben erlaubt es zu arbeiten). Achten Sie darauf, diese Funktion zu erhalten, bevor Sie weitergehen Schritt 7: Fügen Sie die Strings

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Hinzufügen von Strings ist bei weitem der härteste und mühsame Teil dieses Projekts. Die InMoov Website (in einem früheren Schritt verknüpft) hat Anweisungen für diesen Schritt; es ist einfach im Konzept, aber schwer zu tatsächlich auszuführen. Einfädeln der Finger braucht Geduld: merken. Der einzige Unterschied zwischen meiner Installation der Saiten und InMoov ist, dass ich Heißkleber, während InMoov verwendet Knoten. Für mich ist die Heißkleber mehr einstellbar bei der Kalibrierung jeden Finger, weil es leicht geschmolzen und wieder ausgehärtet.

Um jeden Servoring zu kalibrieren, damit es biegt sich und entspannt den Finger, wenn man es auf die Eingabe, erste Plug in Ihrem Arduino und Servo-Batterie basiert das Programm ausführen wollen, und. Setzen Sie den Handschuh auf und biegen Sie die Finger, die an den Servo Sie arbeiten, entspricht. Stellen Sie die Servoring so ein Loch am nächsten ist möglich, den Fingern und ziehen Sie die "entspannen" string dieser Finger so fest wie möglich, ohne Biegen der Finger. Legen Sie es durch die am nächsten Loch des Rings und einkleben. Dann strecken Sie die Finger und ziehen und befestigen Sie das andere Zeichenfolge in das andere Loch. Wiederholen Sie diesen Vorgang mit jedem Finger. Es ist wichtig, jede Saite gespannt zu machen.

Ich weiß, dass letzte Teil ist ein bisschen schwer zu verstehen, aber denken Sie daran: Wenn Sie Zweifel haben, zu tun, was für Sie. InMoov Anweisungen nicht für mich an diesem Punkt arbeiten, so dass ich meine eigene Lösung entwickelt. Das ist das Beste daran, die Dinge, meiner Meinung nach: herauszufinden ein Problem auf eigene Faust.

Glücklicherweise ist dies der letzte Schritt ... So nach diesem, du bist fertig Schritt 8: Recap

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Obwohl komplizierter und präziser (und teure) Versionen dieses Konzept entwickelt worden, das ist ein Spaß-Projekt mit vielen Anwendungsmöglichkeiten. Interactive Robotersteuerung von diesem Niveau, denke ich, hat viele Anwendungen in der industriellen Fertigung, medizinische Forschung, und alles, was Sie in der Lage, mit Präzision, die unsicher zu berühren ist nicht sein wollen. Ich werde schließlich legte Gummi auf der Handfläche, um sie Traktion zu geben, und, wenn ich mehr Geld zu verdienen, ich will es wireless (das heißt, Sie würden nicht eine Kabelverbindung zwischen dem Handschuh und Hand benötigen). Es gibt viel Raum für Verbesserungen, und ich werde auch weiterhin an diesen zu arbeiten, bis ich mit dem Design und Funktionalität erfüllt.

Die Sache, die ich wirklich liebe zu Arduino ist, dass es erlaubt Ihnen, etwas zu tun: von nur darum, Ihre Hand in einem Handschuh, können Sie so leicht mit der schnell wachsenden Roboter Facette unserer modernen Gesellschaft verbunden sind. Es ermöglicht so viele kreative, neue Schnittstellen zwischen dem menschlichen Welt, die wir kennen und lieben und die digitale, die wir immer noch so viel zu tun, um zu verbessern.

Danke für das Schauen und gutes Glück mit dem Aufbau bei Ihnen!

Außerdem würde Ich mag, um den Benutzer Mizchief100 für die Anweisungen auf der Montage der Hand danken. Dies ist seine Vielfalt, probieren Sie es aus:
http://www.instructables.com/id/Voice-Controlled-Prosthetic-Hand-Forearm/