MeArm 机械臂精准手柄控制器：基于 Arduino UNO 的轨迹记录与回放

核心硬件清单

• Arduino UNO ×1
• 模拟摇杆 ×2（自带按键）
• SG90 微型舵机 ×4（底座、大臂、小臂、夹爪）
• 电阻 10 kΩ ×2（按键上拉）、680 Ω ×1（LED 限流）
• 红色 LED 5mm ×1（状态指示）

软件环境

• Arduino IDE

功能特性

• 双摇杆全向控制： 摇杆 1 控制底座左右、大臂前后；摇杆 2 控制小臂上下、夹爪开合。
• 轨迹记录： 按下摇杆 1 按键开始/结束记录，最多存储 512 条动作指令（约 128 个完整姿态）。
• 轨迹回放： 按下摇杆 2 按键单次回放；长按 2 秒进入循环自动回放模式。
• LED 状态指示： 记录时常亮，循环回放时闪烁。
• 纯 UNO 实现： 无需额外扩展板，仅需 USB 供电（5V/2A）或外接 6V/2A 电源。

引脚分配

核心代码逻辑

/*  MeArm 双摇杆控制器 v1.3.1 - UtilStudio.com
 *  功能：手动控制 + 轨迹记录/回放/循环
 *  依赖：Servo.h 标准库
 */
#include <Servo.h>

const int buffSize = 512;          // 记录缓冲区大小
int buff[buffSize];                // 打包存储：12 位角度 + 2 位舵机编号 + 1 位结束标志
int recPos = 0, playPos = 0;       // 读写指针
bool record = false, play = false, repeatePlaying = false;

// 舵机对象与限位常量
Servo servoBase, servoShoulder, servoElbow, servoGripper;
int minBase=0, maxBase=150, minShoulder=0, maxShoulder=150;
int minElbow=0, maxElbow=150, minGripper=0, maxGripper=150;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  // 初始化引脚、舵机、上电归中
  // ...
}

void loop() {
  // 1. 读取按键，处理记录/回放状态机
  // 2. 读取摇杆模拟值，映射为 -5~5 增量，死区 ±1.5
  // 3. 更新目标角度，限幅
  // 4. 若回放中，从缓冲区取出打包数据，还原各舵机角度
  // 5. 驱动舵机，夹爪动作附加 1s 等待
  // 6. 串口打印调试信息：模式/位置/角度
  // 7. LED 状态更新，delay(50)
}

数据打包格式（16 位整数）

• Bit 0~11：舵机角度（0~4095，实际映射 0~150°）
• Bit 12~13：舵机编号（00=底座, 01=大臂, 10=小臂, 11=夹爪）
• Bit 14：帧结束标志（该组动作最后一条置 1）

这种压缩存储使 512 字节缓冲区可容纳约 128 组完整 4 轴姿态。

原理图与实物照片

原理图展示了两个摇杆、四个舵机、LED 及上拉电阻的完整连接；实物照片演示了仅接两舵机的测试板布局。

扩展版本

• 极简版： 去除电阻与 LED，仅保留核心记录回放逻辑。
• MeArm 1.6.1 专用摇杆板版： 适配官方摇杆扩展板，支持红外遥控扩展。