Arduino IoT 机械臂

应用和在线服务

	Blynk
	MATLAB

关于这个项目

这是我的第一个具有以下功能的机械臂：

• 5DOF 机器人，如果我们排除抓手，实际上是 4 个

• 大脑是具有物联网功能的 Arduino Yun

• 控制界面内置于 Blynk 应用程序

• 使用机器人工具箱在 Matlab 中实现正向运动

• 我编写的一个实现平滑运动的新库

我对结果非常满意。因此，我想与您分享我的经验以及如何构建它。

组件和材料

要构建您需要的机器人：

• 1 x Arduino Yun（或任何 Arduino 板）

• 5 个伺服电机

• 1 个 5V 充电器，最低 2.5 A

• 2 个 LED 灯

• 2 个电阻器，分别为 100 欧姆（红色 LED）和 150 欧姆（蓝色 LED）

• 2 x 木搅拌棒

• 1 x 金属线（或类似物）

• 1 x 塑料片（我从沐浴露瓶中取出）

• 1 x 橡皮筋

• 2 x 小海绵（见左上角）

• 9 x 塑料 M3 螺丝

• 6 x 塑料 M2.5 螺丝

• 1 x 木板 3 毫米（30 厘米 x 50 厘米应该绰绰有余）

• 1 x 木胶

• 编码时间

建造机器人

要构建机器人，首先要测量舵机尺寸并检查舵机扭矩。这将为您提供有关手臂大小以及最终机器人大小的指示。就我而言，我订购了 2 个不同的微型高扭矩舵机：第一对和第二对。即使它们被指定为 120 度，它们也可以行进 140 度。不过建议买180度舵机，行程角度更大。

对于夹持器，不需要高扭矩伺服。易趣上最便宜的微伺服可以完成这项工作。

开始剪手臂，如图1所示。在这里，你可以发挥创意，没有固定的设计，你可以想出你自己的设计。然后，使用一根切成两半的混合棒和塑料板作为弹簧复位来构建夹具。将电线连接到内侧，您可以关闭和打开夹具。对于我的机器人，我使用了一个 M3 螺钉来制作夹具枢轴。夹持器的枢转由位于手臂另一侧的伺服器完成，以获得重量平衡。动力通过另一个搅拌棒传输（参见照片2，机器人顶部）。

接下来，构建底座和固定底座伺服和 Arduino Yun 板（或其他板）的板。把所有东西放在一起，你应该有像照片 2 那样的东西。

如果您想要更好看的设计，请打磨木质部件并用您喜欢的颜色涂漆（如照片 3 所示）。对于我的机器人，我选择了带有红色条纹的银色（模仿金属）。最终结果如图4所示。

软件

对于软件，我首先在 Blynk 中制作了一个界面。如果您以前没有使用过 Blynk，请查看他们的网站以了解如何使用。应该非常简单和直接。

注意： 如果您没有可以连接到互联网的电路板，别担心，您仍然可以通过 USB 端口将 Blynk 与普通电路板（例如 Arduino Uno）一起使用。要做到这一点，请阅读此处。

接下来，让我们进入 Arduino IDE 并编写一些代码。为了您的方便，我附上了代码，所以您可以直接使用它:) 要运行它，您需要执行以下操作：

• 配置 Arduino Yun 板。

• 通过转到 Sketch>Include Library>Manage Libraries 在您的 Arduino IDE 中安装 Blynk 库，搜索 Blynk 并安装它。

• 将 SimpleTimer 库中名为 SimpleTimer 的文件夹添加到您的 Arduino 库文件夹中，通常是 Arduino\libraries\

• 将我编写的 MotionGenerator 库添加到 Arduino 库文件夹中名为 MotionGenerator 的文件夹中

• 编译并上传 RobotArm_instructables.ino （注意：不要忘记更新您的 Blynk 令牌）

注意： MotionGenerator 库是一种基于分析的解决方案，可为您提供从一个点到另一个点的平滑过渡。它允许限制最大速度和加速度。

可选（正向运动学，见上面的照片 3）： 为此，您需要 Matlab 和 Robotics Toolbox。如果您已设置好所有这些，请确保您的机器人已连接到 Blynk 并连接到计算机的 USB 端口。 Matlab 将通过串行通信从 Arduino 收集信息。因此，请确保在 MainScrip.m 中填写正确的 COM 端口。最后，只需运行 MainScrip.m。

注意：机器人运动学适用于我自己的机器人。对于您的机器人，尺寸可能会有所不同（请在 robotsKinematicsFcn.m 中随意调整）。

代码

• 源文件

源文件C/C++

无预览（仅限下载）。

示意图