基于arduino的遥控机械臂机器人的设计方案|完成度:85%

基于arduino的遥控机械臂机器人的设计方案|完成度:85%

完成度:85%

原理图:

成品图:

 

这个项目分为以下几个部分来实施:

已解决:

使用L298N扩展板驱动直流电机:这个之前已经研究过了,详见:https://blog.nyan.imposts/301.html

驱动舵机控制机械臂:舵机可以直接插在我准备使用的sensor shield v6 上,并且通过arduino的舵机库servo.h来驱动。

无线数传:我之前考虑过通过wifi、蓝牙、fm、2.4g和红外遥控等方式来进行控制。本来已经确定使用wifi来进行控制,这样的话一种选择是自己改装openwrt路由器,引出串口,另一种是买wifi扩展板,但是tb上的wifi扩展版价格贵得离谱……于是放弃了这一方案,最后选定了apc220无线数传模块,虽然贵了点,但是跟xbee的模块比已经很良心了…最重要的是很多代码都是现成的,而且传感器扩展上都有现成的接口。

待解决:

串口通讯:在这个项目中我需要从上位机通过串口给arduino发送指令。arduino ide中内置有进行串口通讯的函数,这个很好解决。但是为了方便操作,我可能需要编写一个上位机控制程序,捕捉键盘的输入,然后将按照预先的设置将指令通过串口发送给arduino。

无线摄像头:我找了一圈发现不管2.4g还是wifi摄像头的驱动要么不支持win8,要么根本不支持64位…>< 这不是作死嘛…难道让我一边开着虚拟机一边调试么..果断放弃…后来又考虑过把摄像头模块接在arduino上然后通过串口回传,但是uno的性能对于处理视频有些吃力….于是干脆不要摄像头了,等找到合适的方案了后期再加上就是了..

需要使用的配件:
arduino uno
apc220 无线数传模块
Xbee传感器扩展板V6
电池组x3
5自由度机械臂套装
995舵机x4
996舵机x1
杜邦跳线
机器人底盘
L298N直流电机驱动板

 

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09.17

arduino的io扩展板v7和apc220无线模块收到了,赶紧插上测试了一遍….io扩展板使用很方便,舵机的3个引脚可以直接插在上面,这样就不用在面包板上连各种乱七八糟的线了。但是有一个问题,就是每次从电脑向arduino上传代码的时候都必须把扩展板拿掉,不然会提示串口被占用….

(后来我弄明白了在io扩展板上有一个 RUN/PROG的小开关,用于切换运行和编程 模式。在下载代码或进行串口通讯的时候需要把开关拨到PROG位置,不然扩展板会占用Rx和Tx从而导致下载或通讯失败。)

APC220的无线模块让我很怨念….我在买的时候看这个模块很流行(很多教程和文章中都提到或使用了这个模块),就没问兼容性的问题。拿到之后才发现装驱动虽然能装上,但是设备管理器中始终显示问号……问了卖家之后才知道这货的驱动不兼容win8…..于是我就只能苦逼地在xp虚拟机下操作了…..

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09.18

我把机械臂的套件按照卖家给的安装图安装上了,装完之后才发现我买的5自由度的版本的爪子不能在平面内转动…..早知道就买6自由度的版本了…

装完之后做了些简单的测试,比如用一个for循环让角度从0-180 度依次叠加,然后用servo库将角度值写入舵机。

servo库使用很简单,例如:

#include <Servo.h>     //导入舵机库

Servo servo1;    //定义一个舵机对象

void setup(){

servo1.attach(3);          //将这个舵机对象链接到引脚3(必须pwm引脚)

}

void loop(){

servo1.write(90);          //写入90度角度值

}

我本来想把安装机械爪的舵机安装成水平转动的(像图中那样),但是这种结构实在是太不稳定了,所以我就只好老老实实按照安装图来装了.

图

 

09.28

组装好了之后我要想办法把机械臂装到底盘上去…..但我实在不想吐槽底盘上的螺丝孔设计得实在是太猎奇了…..我试了半天总算找到了两个能对上的孔….

然后我就发现了一个更严重的问题….底盘太小,机械臂太重,舵机随便动一下整个装置就倒了….于是我就华丽丽地放了两个哑铃片上去…

(注意:不要把arduino以及任何电路板直接放在导体上,否则底部的引脚短路了就神作了)

09.29

机械部分组装好之后按照上面的原理图把各个模块连起来…然后将【这个文件】中的代码写入Arduino。(代码尚不完善,仅供参考)

我使用的引脚是:

servo1:3

servo2:5

servo3:6

servo4:9

servo5:10

ENA:11

I1:7

I2:8

ENB:12

I3:2

I4:4

为了省事我直接使用了Serial.read()函数,这样每个指令只需要通过串口读入一个字节,就不需要折腾缓冲区什么的了..如果谁知道怎么让arduino读取一段字符串,请告诉我,万分感谢。

现在我有一个想法,就是使用c/c++编写一个上位机的程序,每当键盘按下一个键,就把这个字符发送到串口,但是目前还没有找到合适的解决方案。