Bygga en robotarm för Science Olympiad (3 / 14 steg)

Steg 3: S. 1, Plan: motorer

i. DC borstad

Detta är vad de flesta människor tänker på som en "motor" (bild 1)-det är överlägset billigast, och absolut den värsta sorten att använda (i själva verket jag skulle hävda att det är omöjligt att använda i det här fallet). I de mest primitiva ansökan, du tillämpa makt och det snurrar, okontrollerat. Med en växellåda och en motor controller, är det möjligt att få mer kontroll, men en borstad motor på egen hand kommer aldrig att kunna hålla en konstant vinkelformigt ståndpunkt, som vi skulle vilja att i en robotarm. För att lösa detta problem, måste vi lägga till feedback och en kontrollerar kretsar – Möt servo.

ii. Servo (vad vi gjorde)

Detta är typ av motor du vill använda. Förutom en DC borstad motor, växellåda och motor controller, en servo innehåller en återkopplingsmekanism som tillåter dig att ange motorns kantiga position snarare än vinkelformig hastighet med en bredd av puls modulerad signal (PWM) genereras av en mikrokontroller (bild 2). När du anger en position, kommer att servo gå till det och motstå alla utomstående kraft som försöker flytta den. Detta är perfekt för en robotarm eftersom det måste hålla lederna i placera som det manipulerar föremål och gå till särskilda kantiga koordinater för att placera dem ordentligt.

Servo "Vågar"
När du handlar för en servo, du kommer att märka dem kallas alla möjliga saker - "standard", "kvartal-skalan", "micro", etc. Vad menar egentligen dessa termer? Nästan ingenting, nästan.

I bästa fall berättar skala etiketten en rad storlekar som kan omfattas av servo i fråga. Till exempel, om du vill köpa de viktigaste servon som kommer att driva den nedre och mellersta vinkeln lederna i din arm, kommer inte förmodligen du micro eller normalstora servon. De flesta servon under samma skala har dock inte samma dimensioner! Du måste kontrollera de faktiska dimensionerna för varje servo du titta på att se till att de passar din konsol. Om du planerar att maskinen parentes själv, detta är mindre problem, men ändå en väsentlig olägenhet om du upptäcker att den sak du bara bearbetas är fel storlek.

Analog vs Digital
Några servon kommer märkt som analoga servon med bipolära enheten medan andra är digital med MOSFET-enhet – skillnaden syftar på de inre PID och motor controller system. Båda typerna av servon kommer att svara på exakt samma sätt på yttre signaler, de har bara olika sätt att göra det. Jag har hittat att förutom att vara billigare, analoga servon är mer tolerant mot dumma misstag som att vara ansluten bakåt och att vara över-volted, samtidigt ha liknande vridmoment och varvtal egenskaper. Vanligtvis finns det ingen anledning att spendera mer för en digital servo.

Om du köper icke-Hitec servon, se till att få metall CNC frästa horn Hobbyking säljer (annars få några metall horn från lynxmotion tillsammans med ramen) - plast horn kommer band. Observera att använda Hobbyking varumärke servon Futaba-stil horn.

III. Stepper
Jag nämner stepper motors eftersom de är ofta använt i robotarmar (bild 3), men jag skulle rekommendera mot det för detta projekt. Stegmotorer fungerar inte som regelbunden likströmsmotorer (gäller makt och gå!), en stepper drivrutin krävs att snurra motorn (varje "steg" är en annan kombination av inre elektromagneter). Steppers motorer heller ingen feedback, så hela systemet skulle drabbas av samma problem som ett trögt Navigeringsystem - om du gör ett litet misstag, exempelvis om det vridmoment som utövas av vikt för objektet i slutet av armen skjuter en stepper tillbaka med några steg, då hela banan efteråt blir felaktig. Fel kommer att ackumuleras, och efter en tid, alla förprogrammerade koordinaterna blir helt.

Steppers motorer är perfekt för att köra något som en 3-axlig positionering system på en 3D-skrivare där utskrift huvudet inte utöva någon motsatt kraft, men inte så bra när de stöter på en. Också, med hjälp av stegmotorer kommer att kräva mer bearbetning att komma in i en robotarm, som är ett problem med tanke på 1-2 månaders tid under skoltid begränsningen av detta projekt.

Köpställen: Hobbyking RC (http://www.hobbyking.com)
Rekommenderas:
Hitec HS805BB kvartalet skala Servo (2 x för huvudenheten)
Hitec HS645MG Standard skala Servo (1 x för gripdon, 1 x för grepp vinkel, 1 x för bas rotation)