阿曼达一世——4自由度机械臂的设计
发布时间:2020-06-23
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阿曼达一世——4自由度机械臂的设计
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描述
该项目的目标是从头开始制作4轴机械臂。从反向运动学计算到使用ROS的机械设计,执行器和控制。
系统总览
执行器

整个系统围绕NEMA 11和NEMA 17电机的定制行星齿轮箱设计。NEMA 17电机的执行器以28.4:1的比率减速,而NEMA 11较小的执行器以  19:1的比率减速  。这些可以在这里找到:

大型执行器:https ://www.thingiverse.com/thing:  4428749
小型执行器:https ://www.thingiverse.com/thing:  4423264
机器人在关节1、2和3上使用3个大型执行器用于NEMA 17电机,在关节4上使用单个小型执行器用于NEMA 11电机(用于末端执行器)。

结构

组装好执行器后,它们就会与3D可打印零件列表相互连接。这是一种简单的设计,围绕执行器,它们的肩部,前臂和基部接头可以轻松固定在一起(.STL文件附加到项目中)。

电子产品

当前,所有执行器都是开环控制,因为该臂不需要高转矩负载,否则可能会丢失步进,但是我订购了多个AS5600编码器,以增加闭环控制浪涌,实现精确的归位功能。 使用1/4步配置的A4988控制器控制步进器。我为电子控制箱(将要构建)开发了一个简单的原型板电路。 

手臂的第一动作

下面是在太空中要摆出几个姿势的手臂。手臂使用关节插补运动来计算每个轴的速度,而反向运动学模型确定关节角度。 

组件:
数量         组件名称
3    ×    NEMA 17马达
1个    ×    NEMA 11马达
4    ×    A4988步进控制器
100    ×    各种M3螺栓
1个    ×    12-24V 10A电源
1个    ×    5V 2A电源
1个    ×    Arduino的兆丰

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