MeArm robotarm V1.0 – Bouw je eigen Arduino- en Raspberry Pi-aangedreven robotarm

Onderdelen en benodigdheden

Onderdeel	Aantal
Arduino UNO	1
Raspberry Pi 2 Model B	1
MeArm kit	1

Over dit project

Dit is de meest recente versie van de bouwhandleiding voor de MeArm robotarm. De MeArm debuteerde op Instructables in april 2014 en won de tweede prijs in de Robots Contest. Sindsdien zijn er wereldwijd ongeveer 10.000 exemplaren gebouwd! We zijn trots dat we met de hulp van Instructables de eerste virale robot ter wereld zijn geworden.

Deze instructies zijn bedoeld als aanvulling op onze bronnenpagina.

Stap 1: Bestanden downloaden, lasersnijder aan!

De MeArm is en blijft open source hardware. Je kunt de bestanden downloaden van Thingiverse. Het is een .dxf-bestand dat op de meeste lasersnijders werkt. We hebben een kader om de onderdelen getekend zodat je de juiste afmetingen kunt instellen. We gebruiken 3mm acrylaat, maar het ontwerp is tolerant en we hebben het ook al in hout en 3D-geprint gezien.

Je hebt ook een boel schroeven nodig. De huidige lijst:

• Moeren × 11
• 6mm × 7
• 8mm × 15
• 10mm × 5
• 12mm × 8
• 20mm × 4

Alle M3-maat (metrisch 3mm). In de VS kan dit lastig zijn te vinden, maar jullie hebben de maan bereikt, dus dit lost wel op!

Stap 2: Even wachten! Laten we kalibreren!

Als je de onderdelen hebt gelaserd of een kit hebt gekocht, wil je direct bouwen. Maar eerst een cruciale stap: de servos kalibreren. We gebruiken ons Brains Board (Arduino-compatibel), maar alles wat een PWM-signaal kan genereren werkt. Er is MeArm-code beschikbaar voor Arduino, Raspberry Pi, BeagleBone Black, SparkCore en Espruino.

Met ons Brains Board komt de code al geprogrammeerd voor de standaardposities: 90, 90, 90 en 25 graden voor de servos (midden, links, rechts, klem). Trek een middenlijn op de as en het behuizing van de servo en markeer ze als m, l, r, k.

Draai ze niet met de hand! De kracht kan de tandwielen van de servo beschadigen. Doe dit VOOR het bouwen van de MeArm.

Als je een Arduino gebruikt, werkt de opstelling en code in de afbeelding hierboven hetzelfde. We gebruiken Codebender voor onze democode.

Belangrijk: je kunt de servos NIET voeden via je microcontroller. Je hebt een aparte 5-6V 2A voeding nodig met een gemeenschappelijke ground. Zie de Arduino-opstellingafbeelding voor meer info.

Stap 3: Laten we gaan!

Met de gekalibreerde servos kunnen we beginnen. Verwijder eerst de beschermfolie van de acrylaatonderdelen.

Zoek het grootste onderdeel (#1) en plak de voertjes op de hoeken. Draai vier 20mm schroeven van onderen door en draai vier moeren halverwege. Zoek nu onderdeel #2, #3, de middenservo en twee 8mm schroeven. Draai de servo door onderdeel #3 (de kraag). Duw de schroeven door de kraag en draai ze in onderdeel #2.

De schroeven tappen zichzelf in onderdeel #2. Er zijn twee gatenmaten: ~3mm (doorlaat) en ~2.6mm (selftapping). Deze methode is geleend van de PlotClock van Joo.

Befestig nu de servo/kraag-montage aan onderdeel #1 via de 20mm schroeven (die zich zelf tappen). De oriëntatie van de gaten zorgt ervoor dat je het niet fout kunt monteren (Poka-yoke).

Stap 4: Linkerkant

Onderdelen: #4, #5, #6, linkerservo, twee 8mm schroeven, een servo-befestigingset.

Draai de servo door de kraag (#5) en het kabeltje door het gat. Bevestig de kraag aan onderdeel #4 met de 8mm schroeven niet te vast aandraaien – je wilt het acrylaat niet buigen.

Bevestig de servo-arm (het witte deel, "horen" genoemd) aan servo-arm #6 met de scherpe schroeven uit de set. Deze tappen zich in het plastic. Wees voorzichtig, dit kan lastig zijn.

Monteer de servo-arm op de gekalibreerde servo zoals getoond: parallel aan de langste zijde van onderdeel #4, met de lijnen nog steeds gelijk. Bevestig met de kleine machine-schroef uit de set, weer niet te vast!

Stap 5: Rechterkant

Onderdelen: #5, #12, #13, #17, twee 8mm schroeven, een 6mm schroef, rechterservo, servo-befestigingset.

Zelfde procedure als linkerkant: servo door kraag, kabel door gat, aan zijplaat bevestigen (niet te vast). Servo-arm aan #13 bevestigen, op de servo monteren met de arm op 90 graden ten opzichte van de langste zijde. Lijnen laten overeenkomen. Ten slotte onderdeel #17 aan de zijplaat bevestigen met de 6mm schroef.

Stap 6: Het midden bouwen

Deze onderdelen verbinden links en rechts. We noemen ze de basis en het "varken".

Voor de basis: onderdeel #14 en een servo-befestigingset. Let op de oriëntatie bij het bevestigen van de servo-arm. Houd het tegen het linker deel om te controleren of het goed zit.

Voor het varken: onderdelen #8, #9, #10 en een 10mm schroef. Schroef ze samen in de getoonde volgorde: #9, #10, #8 met de schroef van kant #8 die zich in #9 tapt. Zorg dat ze vrij en recht rond de as (de schroef) kunnen bewegen. Zo niet, losmaken, recht trekken en opnieuw vastdraaien.

Stap 7: Linker kant aan midden bevestigen

Bevestig de linkermontage aan onderdeel #7 met een 12mm schroef en moer. Duw de schroef door, draai de moer half rond, schuif de gleuf van #7 over de moer en draai vast. Niet te vast.

Plaats het varken in de gleuf van #7 (voorste strebe). Duw het basisdeel in de gleuven van de linkermontage en hef omhoog om de gleuven van het varken te koppelen. Controleer de servo-arm hier – als hij omgekeerd zit, heb je later ergernis.

Met het varken op zijn plaats: bevestig een hefboom (#17), optionele spacer (#20) aan servo-arm (#6) en de hefboom op het varken (#9) met een 12mm of 10mm schroef (afhankelijk van spacer). De Doman-servo's hier hebben geen spacer nodig, maar nieuwere wel. Er zitten reserves in de kit.

Bevestig de achterste streep, onderdeel #11, met een 12mm schroef en moer zoals bij de voorste streep. Laat iets speling voor de afstelling bij het monteren van de rechterkant.

Stap 8: Rechterkant bevestigen

Nu de rechterkant aan de montage koppelen, inclusief het web-deel #15.

Bevestig onderdeel #15 aan #10 (op het varken) met een 12mm schroef en moer.

Nu de rechterkant aan de rest monteren. Je kunt de 12mm schroeven en moeren alvast door de rechterkant doen of er later. Wees geduldig – dit is de lastigste stap. Eenmaal gedaan wordt het makkelijker!

Stap 9: Aan basis bevestigen, linkervoorarm toevoegen

De centrale montage is compleet. Schroef hem aan de basis: koppel de servo-arm aan de middenservo en bevestig met een schroef.

Voeg onderdeel #16 toe met twee 6mm schroeven. Dit schroeft op #10 en #17. Je kunt nu de servo gemakkelijk bewegen met dit nieuwe deel!

Stap 10: Rechter voorarm

Bouw de rechter voorarm. Haak onderdeel #18 aan de linkervoorarm en de rechtervoorarm (#31, ongenummerd).

Bevestig driehoekig deel #19 aan #31 en #13 (de servo-arm) met een 10mm schroef. Niet te vast – alles moet vrij bewegen.

Bevestig de achterkant van #19 aan #17 (op de rechter zijplaat) met een 10mm schroef en een spacer (#20) ertussen.

Bevestig het laatste deel #17 aan de binnenkant voor van #19 met een 6mm schroef.

Stap 11: De klem bouwen!

Draai de servo door de overgebleven kraag #21. Plaats onderdelen #22 en #23 in de zijgleuven van de servo en kraag #21, bevestig met vier 8mm moeren via onderdeel #24. Wees voorzichtig, we zijn bijna klaar!

De volgende onderdelen zitten nog niet vast tot de laatste schroef zit. Bevestig #28 door het linker gat van de kopmontage met een 8mm schroef in #25. Klik de tandwielen van #27 ineen en duw een 12mm schroef door #27, de kopmontage en #25. Nog niet vast, maar houdt het bij elkaar.

Bevestig een servo-arm aan #30 en vast op de servo met de machine-schroef. Monteer #29 op #30 met twee 6mm schroeven.

Nu #26 aan de losse 12mm schroef bevestigen en vastdraaien aan het extra gat in #27 met een 8mm schroef.

Stap 12: De kop monteren

Laatste stap: de kop bevestigen. Bevestig met twee 8mm schroeven door de voorarmen in #22 en #23 op de kop. Het kan helpen de 8mm schroeven op de kopservokraag iets los te draaien.

Nu inschakelen en spelen!

Stap 13: Probleemoplossing

Deze sectie wordt aangevuld met veelvoorkomende problemen. Heb je er een? Laat het ons weten dan voegen we het toe.

Linkerservo-arm zit vast. Meestal door een stijf gewricht. De kopmontage wordt vaak vergeten.

Code

Ongetiteld bestand Arduino

#include <Servo.h> 
Servo middle, left, right, claw; 

void setup() { 
  Serial.begin(9600); 
  middle.attach(11); 
  left.attach(10); 
  right.attach(9); 
  claw.attach(6); 
} 

void loop() { 
  middle.write(90); 
  left.write(90); 
  right.write(90); 
  claw.write(25); 
  delay(300); 
}

Codebender

https://codebender.cc/sketch:148456

Aangepaste onderdelen en behuizingen

Beschikbare bestanden voor lasersnijden en 3D-printen.

Schema's

Zie de bouwfoto's in de stappenbeschrijvingen.