Arduino Mega 驱动 Wii Nunchuk 控制 6 自由度机械臂

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工业机械臂广泛应用于焊接、喷涂、搬运、太空探索、医疗手术等领域。本教程带你组装一款桌面级 6 轴机械臂，并用任天堂 Wii Nunchuk 手柄实现直观远程操控。Nunchuk 价格低廉、传感器丰富（双轴摇杆、三轴加速度计、两按键），且有现成 Arduino 库支持，是理想的教学级控制器。

步骤 1：工具与材料准备

• 电烙铁、焊锡、热缩管（焊接 Nunchuk 导线）
• 螺丝刀（组装机械臂）
• 6 轴机械臂套件（SainSmart 或同类）
• 12V/2A 以上电源（舵机功耗大）
• Nunchuk 手柄、公头杜邦线 4 根
• Arduino Mega 2560

套件已含：Arduino Mega、控制扩展板、NRF24L01、MPU6050、4×9kg 舵机、2×20kg 舵机、金属舵机盘、U 型支架、法兰轴承、夹爪等。

步骤 2-8：机械臂分步组装

按顺序组装底座、6 个舵机及连杆，关键点：
• 底座由两 U 型架背靠背螺栓固定。
• 每个舵机均使用金属圆形舵盘，配合法兰轴承实现刚性连接。
• 第 1、2 轴垂直安装，第 3-5 轴依次通过 U 型架、L 型板连接。
• 第 6 轴驱动夹爪开合。
全过程配有动图演示（网页桌面版可见）。

步骤 9：Nunchuk 手柄改装

Nunchuk 专用插头难以对接，需剪线剥皮、用万用表对照原理图识别四线功能（VCC、GND、SCL、SDA）。线序无统一标准，原版/仿制版颜色均可能不同，实测为准。焊接公头杜邦线并套热缩管绝缘。

提示：市面有现成 Nunchuk 转接板，可免焊接且保留原插头。

步骤 10：电路接线

使用套件自带扩展板，接线如下：
Nunchuk → Arduino Mega (I2C)： SCL→Pin 21、SDA→Pin 20、VCC→3.3V、GND→GND。
舵机 → 扩展板端子： #1→11、#2→12、#3→13、#4→8、#5→9、#6→10。
若不使用扩展板，舵机信号线直连上述 Arduino 引脚，舵机供电另接 6V/大电流电源，地线共地。

步骤 11：Arduino IDE 环境配置

1. 安装 Arduino IDE 1.6.7+。
2. 安装 Robert Eisele 的 Nunchuk 库：
   GitHub: Wii-Nunchuk
   库函数：nunchuk_buttonZ()、nunchuk_buttonC()、nunchuk_joystickX/Y()、nunchuk_pitch/roll()（返回弧度，代码中转角度）。

步骤 12：核心代码逻辑

代码结构：
• 定义 6 路舵机引脚、初始角度、速度、角度限位。
• setup()：挂载舵机、初始化串口与 I2C、启动 Nunchuk。
• loop()：轮询读取手柄状态，按映射关系驱动舵机。
映射规则：
– 摇杆 X → 舵机 #1 左右旋转（阈值 ±90，速度可调）
– 摇杆 Y → 舵机 #3 上下摆动（舵机 #2 固定）
– 按住 C 键：加速度计 Roll 角控制舵机 #5（夹爪旋转），速度与误差成正比
– 按住 Z 键：Pitch 角控制舵机 #4（腕部俯仰）
– 同时按下 C+Z → 夹爪闭合（90°），释放 → 张开（45°）
• 串口实时打印各舵机角度，便于调试初始位置。
上电瞬间机械臂会高速跑至初始位置，请确保周围无障碍物！

步骤 13：使用演示

上电后即可通过 Nunchuk 实现：底座旋转、大臂上下、腕部俯仰/旋转、夹爪开合，组合完成抓取搬运等任务。可修改代码扩展更多动作组合。

代码下载

完整 nunchuk.ino 及库文件见 GitHub：
https://github.com/infusion/Fritzing/tree/master/Wii-Nunchuk