Este circuito de braço robótico, que também pode ser implementado como um guindaste robótico, funciona com 6 servo motores e pode ser controlado por meio de um controle remoto microcontrolador , usando um link de comunicação de 2,4 GHz baseado em Arduino.

Principais características

Quando você está construindo algo tão sofisticado como um braço robótico, ele deve parecer moderno e incluir muitos recursos avançados, e não apenas funções como um mero brinquedo.

O projeto completo proposto é relativamente fácil de construir, mas é atribuído a algumas funções de manobra avançadas, que podem ser precisamente controladas por meio de comandos sem fio ou remotos. O design é até compatível para uso industrial, se os motores forem adequadamente atualizados.

As principais características deste guindaste mecânico como o braço robótico são:

'Braço' continuamente ajustável em um eixo vertical de 180 graus.
'Cotovelo' continuamente ajustável em um eixo vertical de 180 graus.
Ajuste contínuo de 'pinça de dedo' ou aperto em um eixo vertical de 90 graus.
'Braço' continuamente ajustável em um plano horizontal de 180 graus.
Todo o sistema robótico ou o braço do guindaste é móvel e manobrável como um carro com controle remoto .

Simulação de trabalho bruto

Os poucos recursos explicados acima podem ser visualizados e compreendidos com a ajuda da seguinte simulação GIF:

Posições do mecanismo do motor

A figura a seguir nos dá uma imagem clara sobre as várias posições do motor e os mecanismos de engrenagem associados que precisam ser instalados para a implementação do projeto:

Neste projeto, nos certificamos de manter as coisas o mais simples possível para que até um leigo seja capaz de entender sobre os mecanismos de motor / engrenagem envolvidos. e nada permanece escondido atrás de mecanismos complexos.

O funcionamento ou a função de cada motor pode ser entendido com a ajuda dos seguintes pontos:

O motor nº 1 controla a 'pinça de dedo' ou o sistema de preensão do robô. O elemento móvel é diretamente articulado com o eixo do motor para os movimentos.
O motor nº 2 controla o mecanismo de cotovelo do sistema. Ele é configurado com um simples sistema de engrenagem de ponta a ponta para implementar o movimento de levantamento.
O motor nº 3 é responsável por levantar todo o sistema do braço robótico verticalmente, portanto, esse motor precisa ser mais potente do que os dois anteriores. Este motor também é integrado usando mecanismo de engrenagens para entregar as ações necessárias.
O motor nº 4 controla todo o mecanismo do guindaste em um plano horizontal completo de 360 graus, de modo que o braço seja capaz de pegar ou levantar qualquer objeto dentro de sentido horário ou anti-horário alcance radial.
Os motores 5 e 6 atuam como rodas para a plataforma que carrega todo o sistema. Esses motores podem ser controlados movendo o sistema de um lugar para outro sem esforço, e também facilita o movimento leste / oeste, norte / sul do sistema simplesmente ajustando as velocidades dos motores esquerdo / direito. Isso é feito simplesmente reduzindo ou parando um dos dois motores, por exemplo, para iniciar uma curva para o lado direito, o motor do lado direito pode ser parado ou parado até que a curva seja executada totalmente ou no ângulo desejado. Da mesma forma, para iniciar uma curva à esquerda, faça o mesmo com o motor esquerdo.

A roda traseira não possui nenhum motor associado, ela é articulada para se mover livremente sobre seu eixo central e acompanhar as manobras da roda dianteira.

O circuito receptor sem fio

Uma vez que todo o sistema é projetado para funcionar com um controle remoto, um receptor sem fio precisa ser configurado com os motores explicados acima. E isso pode ser feito usando o seguinte circuito baseado em Arduino.

Como você pode ver, existem 6 servo motores acoplados às saídas do Arduino e cada um deles é controlado por meio de sinais controlados remotamente capturados pelo sensor acoplado NRF24L01.

Os sinais são processados por este sensor e enviados ao Arduino, que fornece o processamento ao motor relevante para as operações de controle de velocidade pretendidas.

Os sinais são enviados de um circuito transmissor com potenciômetros. O ajuste nesses potenciômetros controla os níveis de velocidade nos motores correspondentes acoplados ao circuito receptor explicado acima.

Agora vamos ver como o circuito do transmissor se parece:

Módulo Transmissor

O projeto do transmissor pode ser visto com 6 potenciômetros acoplados à placa Arduino e também com outro dispositivo de link de comunicação de 2,4 GHz.

Cada um dos potes são programados para controlar um motor correspondente associado ao circuito receptor. Portanto, quando o usuário gira o eixo de um potenciômetro selecionado do transmissor, o motor correspondente do braço robótico começa a se mover e a implementar as ações dependendo de sua posição específica no sistema.

Controlando a sobrecarga do motor

Você pode estar se perguntando como os motores limitam seus movimentos em suas faixas móveis, uma vez que o sistema não possui nenhum dispositivo de limitação para evitar que o motor sobrecarregue uma vez que os respectivos movimentos do mecanismo alcancem seus pontos finais?

Ou seja, por exemplo, o que acontece se o motor não parar mesmo depois que a 'garra' segurou o objeto com força?

A solução mais fácil para isso é adicionar módulos de controle atuais com cada um dos motores para que em tais situações o motor permaneça ligado e travado sem queimar ou sobrecarregar.

Devido a um controle de corrente ativo, os motores não passam por condições de sobrecarga ou sobrecorrente e continuam operando dentro de uma faixa de segurança especificada.

O código completo do programa pode ser encontrado neste artigo