描述

這是我高中五年級(jí)的學(xué)校項(xiàng)目（我是意大利人，我們有 5 年的高中）。

它包含一只由帶有柔性傳感器的手套控制的人造手。仿真手通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式再現(xiàn)了帶有控制手套的手的動(dòng)作。手和手套都適用于 Arduino。

我只是想為所有感興趣的人分享我的工作:)

本指南仍在開(kāi)發(fā)中，抱歉，如果某些部分不清楚，我會(huì)在以后放一些 3D 圖像。

第 1 步：所需材料

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控制手套的材料：

?彈性手套；

?LilyPad Arduino板（有不同的版本，通常只有 4 個(gè)模擬輸入，所以請(qǐng)注意并購(gòu)買(mǎi)圖中的那個(gè)）：它的工作原理與經(jīng)典的 Arduino UNO 完全一樣，因此您甚至可以使用 Arduino Nano，但要付費(fèi)注意所需的電壓；

?XBee 模塊：用于無(wú)線(xiàn)電通信；

?用于連接X(jué)bee模塊的屏蔽層；

? 5 個(gè)柔性傳感器；

? 5 個(gè)電阻：47 KΩ；

?帶3x1.5 V電池的電池組（Lilypad 可以從2.7 到5.5 V 供電，所以4.5 V 沒(méi)問(wèn)題）；

?LilyPad FTDI 適配器：將 LilyPad 板連接到 PC 并使用 Arduino IDE 加載程序（非常可選，因?yàn)槟部梢允褂?Arduino UNO 板移除 ATmega 芯片，但每次都進(jìn)行這種連接很棘手） .

-機(jī)械手的材料：

?手掌為鋼結(jié)構(gòu)，手指為木結(jié)構(gòu)。

?Arduino UNO 開(kāi)發(fā)板；

?XBee 模塊；

? 5 個(gè)伺服電機(jī)5V 供電（我用的是 TowerPro SG90）；

? Arduino UNO 的伺服電機(jī)屏蔽：為了連接伺服電機(jī)，我使用了FuturaElettronica的 Robot_Shield，它還有一個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器來(lái)為整個(gè)電路供電，但您可以使用任何用于控制伺服電機(jī)的屏蔽。鏈接：https://store.open-electronics.org/index.php?_rou... ；

?用于連接X(jué)Bee模塊的屏蔽（我做了一個(gè)糟糕的，但它很經(jīng)濟(jì)，而且由于Robot_Shield 的尺寸，我需要做一個(gè)小的）；

?釣魚(yú)線(xiàn)；

?（可選）釣魚(yú)墜子，用于固定釣魚(yú)線(xiàn)，也可以簡(jiǎn)單地打個(gè)結(jié)；

?9 伏電池。

- 需要的工具：

?角磨機(jī)（主要用于切割木材和鋼材）；

?軸向磨床；

?焊機(jī)（帶電極）；

?鉆孔；

?焊臺(tái)和焊料；

? 電工剪刀；

?鉗子；

?熱縮管。

第 2 步：制作手套

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要制作控制手套，我建議首先選擇不同組件的正確位置，然后用適當(dāng)長(zhǎng)度的電線(xiàn)連接所有部件。

要使用 Arduino LilyPad 進(jìn)行模擬讀取，您需要制作一個(gè)分壓器，因?yàn)槿嵝詡鞲衅鞑幌?a target='_blank' class='arckwlink_none'>電位器那樣工作（它們只有 2 個(gè)觸點(diǎn)）。

所以按照方案，首先將 5 個(gè)電阻焊接到 LilyPad 板上，一側(cè)連接到 5 個(gè)不同的模擬引腳，另一側(cè)共同接地。然后焊接柔性傳感器，一側(cè)連接到 5 個(gè)不同的模擬引腳，另一側(cè)連接到正極。

然后連接 XBee Shield：兩根線(xiàn)用于電源，另外兩根用于信號(hào)。將 Tx 引腳焊接到 Rx，反之亦然。

現(xiàn)在你需要電池組和手套了。

小心：不要為 Arduino LilyPad 供電超過(guò) 5.5 V，也不要反過(guò)來(lái)供電（即使有時(shí)我錯(cuò)誤地做到了......它仍然有效！）

第 3 步：制作機(jī)械手

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這是最復(fù)雜的部分，因?yàn)槟惚仨氝x擇合適的材料來(lái)制作手，但如果你有可能 3D 打印手也可以很容易（網(wǎng)上有許多不同的 3D 項(xiàng)目用于打印手部分).

我開(kāi)始用軟木做手指，為動(dòng)作找到合適的結(jié)構(gòu)，然后我用樹(shù)枝做。

因此，每個(gè)手指制作三個(gè)木制圓柱體，其中兩個(gè)比指骨的正常長(zhǎng)度高出 1 厘米，需要將一個(gè)圓柱體放入另一個(gè)圓柱體中。

然后用角磨機(jī)制作凹槽，使零件裝配在一起（看圖片，你會(huì)更好地理解）。

您需要一些砂紙來(lái)使零件彎曲，以便它們可以旋轉(zhuǎn)。

使用鉆頭為鉸鏈打孔，然后你必須為釣魚(yú)線(xiàn)打另外兩個(gè)孔，垂直，一個(gè)朝向手的內(nèi)側(cè)，一個(gè)向外。所以當(dāng)電線(xiàn)放在手指的頂部時(shí)，當(dāng)你向內(nèi)拉一根時(shí)，手指會(huì)閉合，當(dāng)你向外拉時(shí)，手指會(huì)張開(kāi)。

手掌有問(wèn)題，因?yàn)槲易畛跏怯媚绢^做的，而且較薄的部分總是壞掉。所以我決定用鋼做它，我沒(méi)有遇到任何問(wèn)題。

切割它并做一些類(lèi)似于為手指制作的突起以將它們固定到手掌上（參見(jiàn)圖像作為參考）。然后用鉆頭為釣魚(yú)線(xiàn)鉆其他孔，拇指會(huì)很棘手，因?yàn)樗幌衿渌种改菢哟怪薄?/p>

制作好手之后，需要制作五個(gè)伺服電機(jī)的支架和Arduino UNO板的支架。一定要選擇正確的舵機(jī)位置，這樣它們?cè)谛D(zhuǎn)時(shí)不會(huì)相互接觸。

最后一部分是將手指連接到伺服電機(jī)：將魚(yú)線(xiàn)固定在手指的頂部并使其穿過(guò)孔；然后，當(dāng)電線(xiàn)位于手的底部時(shí)，以最大旋轉(zhuǎn) (180°) 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子（手動(dòng)，不通電），使其處于垂直位置，然后將閉合手指的電線(xiàn)設(shè)置為最低轉(zhuǎn)子的孔，例如打結(jié)；再次轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子 0°（再次垂直，之前打的結(jié)在頂部）然后將另一根線(xiàn)（打開(kāi)手指）設(shè)置到轉(zhuǎn)子的最低孔。按照此步驟中的最后一張圖片可以更好地理解。

因此，當(dāng)電機(jī)處于 0°（垂直）時(shí)，手指打開(kāi)，當(dāng)轉(zhuǎn)子處于 180°（再次垂直）時(shí)，手指閉合。

第 4 步：機(jī)械手電路

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對(duì)于電路，您可以選擇使用 Arduino UNO 的伺服電機(jī)屏蔽（在 eBay 或亞馬遜上搜索）和 XBee 屏蔽，或者使用 XBee 模塊和引腳制作自定義屏蔽（我會(huì)盡快制作）用于伺服電機(jī)，并通過(guò)其插孔端口為 Arduino UNO 供電。

我自己DIY的XBee Shield用了一個(gè)12KOhm的電阻和一個(gè)22KOhm的電阻，大家可以看圖中的接線(xiàn)。

所以我使用了我之前買(mǎi)的東西，但是你可以使用任何可以控制伺服電機(jī)和 XBee 的東西。

伺服電機(jī)有 3 根線(xiàn)：

黃色：信號(hào)（連接到數(shù)字引腳）；

紅色：電源（+5 V）；

棕色：接地（GND）。

所以現(xiàn)在你不會(huì)犯錯(cuò)了:)

我使用了最簡(jiǎn)單的伺服電機(jī)，工作電壓為 5 V，旋轉(zhuǎn)角度為 180 度（這是完美的角度，我們不需要更多）。

電腦的USB接口無(wú)法提供足夠的電力來(lái)控制5個(gè)伺服電機(jī)，所以我建議使用12V電源測(cè)試一切，然后使用9V電池（最好是堿性電池）。

第 5 步：程序

手和手套的程序以及所有描述都在下面的鏈接中。

請(qǐng)記住：要加載程序，您必須移除連接到 Arduino 的 TX 和 RX 引腳的所有內(nèi)容（在本例中為 XBee 模塊），否則程序?qū)o(wú)法加載。還要記住在 IDE 中設(shè)置正確類(lèi)型的 Arduino（LilyPad 或 Arduino UNO）。

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