Projekt 23: Nachbau eines Roboters "LittleArm": Unterschied zwischen den Versionen
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====Tower Pro Digi High Speed Servo Motor MG995==== | ====Tower Pro Digi High Speed Servo Motor MG995==== | ||
Bei dem Tower Pro Digi High Speed Servo Motor MG995 handelt es sich um einen Servo Motor der Marke Tower Pro. Der Servomotor ist auf einen Winkel von 60° je Richtung begrenzt und kann somit einen Winkel von 120° abdecken. Der Motor wird durch den Arduino auf 5V betrieben, da er eine Betriebsspannung von 4.8V bis 7.2V hat. | Bei dem Tower Pro Digi High Speed Servo Motor MG995 <ref>[http://www.electronicoscaldas.com/datasheet/MG995_Tower-Pro.pdf Tower Pro Digi High Speed Servo Motor MG995 Data Sheet] </ref> handelt es sich um einen Servo Motor der Marke Tower Pro. Der Servomotor ist auf einen Winkel von 60° je Richtung begrenzt und kann somit einen Winkel von 120° abdecken. Der Motor wird durch den Arduino auf 5V betrieben, da er eine Betriebsspannung von 4.8V bis 7.2V hat. | ||
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Bei den Anschlüssen, welche mit ''"~"'' gekennzeichnet sind handelt es sich um PWM Anschlüsse. Bei PMW (engl. für ''Pulse Width Modulation'') handelt es sich um eine Pulsbreitenmodulation. Dies bedeutet, dass wir die Motoren durch schnelles an- und ausschalten unterschiedlich schnell drehen lassen können. Einen Ein-und Ausschalt-Durchlauf wird als Periode bezeichnet. | |||
==Programme== | |||
==Ergebnis= | |||
* Beschaffung der Bauteile | |||
* CAD-Zeichnung | |||
* Komponenten des Armes im Druck | |||
* Realisierung einer Schaltung | |||
* Programmierung und Visualisierung | |||
==Fazit== | |||
Vorerst ist anzumerken, dass wir die komplette Vervollständigung des Projektes nicht durchführen konnten, dies ist mit Sicherheit einer fehlerhaften Zeitplanung zuzuschreiben. | |||
==Weiters Vorgehen== | |||
==Weblinks== | |||
== Literaturverzeichnis == | == Literaturverzeichnis == | ||
<references /> | <references /> | ||
Version vom 21. Januar 2018, 14:44 Uhr
Autoren: Joseph Balmer und Fabian Linnemann
Betreuer: Prof. Dr. Mirek Göbel
Einleitung
Der folgende Artikel befasst sich mit dem Projekt 23: Nachbau eines Roboters "LittleArm" des GET-Fachpraktikums, welches im fünften Semester des Studiengangs Mechatronik an der Hochschule Hamm-Lippstadt bearbeitet wurde.
Aufgabenstellung
Das Projekt befasste sich mit der Entwicklung und dem Aufbau eines interaktiven 6-Achs-Roboter. Erwartungen der Projektlösung waren dabei:
- Recherche bisheriger Lösungen
- Entwurf der Schaltung, Konstruktion des Tischaufbaus und Beschaffung der Bauteile inkl. 3D-Druck
- Realisierung der Schaltung durch Fertigung eines prototypischen Arduino-Uno-Shields
- Programmierung und Visualisierung
- Erstellen eines Videos
- Test und wissenschaftliche Dokumentation
Projektplan
Folgender Abschnitt listet unsere zuvor geplante Durchführung des Projektes auf. Die Punkte sind dabei als einzelne Schritte zu sehen.
- Recherche
- Besorgen der Materialien
- CAD-Zeichnung des Roboters
- 3D-Druck der Einzelkomponenten
- Montage der Einzelteile
- Suchen/Erstellen eines Programmes
- Simulieren der Funktionen
- Testen des Roboters
- Anpassen des Programmes oder des Roboters
- Test des Roboters
- Mögliche optische Anpassungen
- Dokumentation
Einkaufsliste/Bill of Material(BOM)
Folgende Liste zeigt die für das Projekt verwendeten Materialen an.
| Pos. | Anzahl | Bauteil | Quelle | Stückpreis in € |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 3 | Tower Pro Micro Servo Motor MG90S | littlearmrobot.com | ~ 4,15 (4,99$) |
| 2 | 3 | Tower Pro Digi High Speed Servo Motor MG995 | littlearmrobot.com | ~ 8,20 (9,99$) |
| 3 | 1 | Arduino Uno Rev3 | arduino.cc | 20,00 |
| 4 | 1 | LittleArm Big 3D CAD-Zeichnung | littlearmrobot.com | ~ 16,40 (20,00$) |
Bauteile
Mechanische Komponenten
Bei den mechanischen Komponenten des LittleArm handelt es sich um eine Basis, ein Schultergelenk, einen Oberarm, eine Manschette, einen Ellenbogen und einen Greifer inklusive Gelenk. Im folgenden Absatz werden jeweilige Teile kurz dargestellt und beschrieben.
Basis
Bei der Basis handelt es sich um die Grundfläche des LittleArm. Diese ist mit einem Tower Pro Digi High Speed MG995 Servo Motor ausgestattet welche den Arm bei Bedarf um 120° drehen kann, 60° in jede Richtung. Außerdem befindeen sich in der Basis, Löcher in welche man Saugnäpfe befestigen kann damit der LittleArm stabil auf Oberflächen stehen kann.
Schultergelenk
Das Schultergelenk ist die Verbindungskomponente zwischen der Basis und dem Oberarm. Das Schultergelenk ist mit der Basis via dem Tower Pro Digi High Speed MG995 Servo Motor verbunden und kann sich um 120° drehen. Außerdem verbindet ein weiterer Tower Pro Digi High Speed MG995 Servo Motor den Oberarm mit dem Schultergelenk, der Motor hat dann auch die Möglichkeit den Oberarm um 120° vertikal zu bewegen.
Oberarm
Der Oberarm ist das mechanische Bauteil welches fast ausschließlich aus einem langen Quader besteht, dieses fasst Motoren und Kabel. Der Oberarm ist für die vertikale Höhe des LittleArm zuständig. In dieser Komponente befinden sich zwei Tower Pro Digi High Speed MG995 Servo Motoren, einer verbindet, wie zuvor beschrieben den Oberarm mit dem Schultergelenk und der andere Motor steuert den Ellenbogen.
Ellenbogen
Der Ellenbogen befindet sich zwischen dem Oberarm und der Manschette. Er ist in der Lage sich um 120° zu bewegen und steuert auch die vertikale Bewegung des LittleArm. Er ist durch eine Klebverbindung an der Manschette befestigt.
Manschette
Die Manschette ist ähnlich wie das Schultergelenk ein Verbindungsstück zwischen dem Greifmechanismus und dem Rest des LittleArm. Die Manschette ist via Klebeverbindung an dem Ellenbogen und durch den Tower Pro Micro Servo Motor MG90S mit dem Greifgelenk verbunden.
Greifgelenk
Das Greifgelenk wird durch den Tower Pro Micro Servo Motor MG90S an der Manschette befestigt und hat dadurch die Möglichkeit sich um 180° zu drehen, 90° in jede Richtung. Am Greifgelenk wird unter anderem der Greifer montiert welcher auch mit einem Tower Pro Micro Servo Motor MG90S gesteuert wird.
Greifer
Der Greifer besteht aus drei Einzelteilen:
- Hand
- Finger
- Finger mit Servo
Dabei ist die Hand mit dem Greifgelenk verbunden und sorgt dafür, dass der LittleArm "um die Ecke" greifen kann. Durch den Tower Pro Micro Servo Motor MG90S ist die Winkeleinstellung von 180° möglich. Die Hand ist wiederum mit den Zwei Fingern verbunden, wobei einer durch einen weiteren Tower Pro Micro Servo Motor MG90S angesteuert wird. Da die Finger durch Zahnräder verbunden sind, können diese Objekte greifen und loslassen.
Elektrische Komponenten
Wie die Motoren mit dem Arduino verbunden sind kann man in der Anschlusstabelle nachschauen. Dabei wird kurz erläutert welcher Motor auf welchen Pin gesteckt wird.
Tower Pro Digi High Speed Servo Motor MG995
Bei dem Tower Pro Digi High Speed Servo Motor MG995 [2] handelt es sich um einen Servo Motor der Marke Tower Pro. Der Servomotor ist auf einen Winkel von 60° je Richtung begrenzt und kann somit einen Winkel von 120° abdecken. Der Motor wird durch den Arduino auf 5V betrieben, da er eine Betriebsspannung von 4.8V bis 7.2V hat.
Tower Pro Micro Servo Motor MG90S
Bei dem Tower Pro Micro Servo Motor MG90S handelt es sich um einen Servo Motor der Marke Tower Pro. Der Servomotor ist auf einen Winkel von 90° je Richtung begrenzt und kann somit einen Winkel von 180° abdecken. Der Motor wird durch den Arduino auf 5V betrieben, da er eine Betriebsspannung von 4.8V bis 6V hat.
Anschlusstabelle der Motoren
| Motor | PIN/Anschluss | GND | 5V |
|---|---|---|---|
| M995 (Basis) | ~3 | x | x |
| M995 (Schulter) | ~5 | x | x |
| M995 (Ellenbogen) | ~6 | x | x |
| M90S (Manschette) | ~9 | x | x |
| M90S (Greifer) | ~10 | x | x |
| M90S (Finger) | ~11 | x | x |
Bei den Anschlüssen, welche mit "~" gekennzeichnet sind handelt es sich um PWM Anschlüsse. Bei PMW (engl. für Pulse Width Modulation) handelt es sich um eine Pulsbreitenmodulation. Dies bedeutet, dass wir die Motoren durch schnelles an- und ausschalten unterschiedlich schnell drehen lassen können. Einen Ein-und Ausschalt-Durchlauf wird als Periode bezeichnet.
Programme
=Ergebnis
- Beschaffung der Bauteile
- CAD-Zeichnung
- Komponenten des Armes im Druck
- Realisierung einer Schaltung
- Programmierung und Visualisierung
Fazit
Vorerst ist anzumerken, dass wir die komplette Vervollständigung des Projektes nicht durchführen konnten, dies ist mit Sicherheit einer fehlerhaften Zeitplanung zuzuschreiben.