亿迅智能制造网
工业4.0先进制造技术信息网站!
首页 | 制造技术 | 制造设备 | 工业物联网 | 工业材料 | 设备保养维修 | 工业编程 |
home  MfgRobots >> 亿迅智能制造网 >  >> Manufacturing Technology >> 制造工艺

蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘

组件与物料

Arduino UNO ×1
2 自由度机械臂 (含夹爪和底座) ×1
HC-05 蓝牙模块 ×1
Adafruit Motor Shield ×1
2WD 智能小车底盘套件 ×1
NiMH 充电电池 (5V-1500mAh) ×1
7.4V 电池 ×1
迷你面包板 ×1
跳线 (通用) ×1

所需工具

应用与在线服务

项目简介

前言

本教程演示如何构建一个由 Android 手机蓝牙控制的夹取搬运机器人。我们用 MIT App Inventor 开发配套手机 App。教程分模块讲解:

  1. 舵机控制
  2. 直流电机控制
  3. 蓝牙模块使用
  4. 手机 App 控制机器人

希望能覆盖你构建此机器人的所有需求。

工作场景

蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘

机器人通过蓝牙模块接收手机 App 发送的指令执行动作。

硬件组装

套件需简单组装,耗时稍长。按套件说明书组装,完成后如图:

蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘

电机扩展板:直连电机会烧毁 Arduino!电机至少需 80mA,而 Arduino 数字口最大 40mA。切勿 直连。

  • 扩展板支持最多 4 路双向直流电机,8 位速度分辨率 (~0.5%)
  • 可焊排针引出 Arduino 其余引脚
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘

扩展板直接插在 Arduino 顶部:

蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘

蓝牙模块 HC-05:手机与机器人通信桥梁。使用中间 4 引脚 (RX、TX、GND、VCC)。

蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘

接线:

  • 蓝牙 VCC → Arduino 5V
  • 蓝牙 GND → Arduino GND
  • 蓝牙 RX → Arduino TX (D1)
  • 蓝牙 TX → Arduino RX (D0)
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘

为什么 RX 接 TX、TX 接 RX? 蓝牙发送 (TX) → Arduino 接收 (RX);Arduino 发送 (TX) → 蓝牙接收 (RX)。

舵机与直流电机接线

舵机:3 线 (红=正、棕=负、黄/橙=信号)。严禁 将舵机正负极直连 Arduino 5V/GND,大电流会烧毁板卡,**必须接外部电池**。

  • 红线 → 外部电池正极
  • 棕线 → 外部电池负极
  • 橙线 → Arduino 任意 PWM 引脚
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘

关键:外部电池 GND 与 Arduino GND **必须共地** (连在一起)。

直流电机:需焊接引线到电机端子。无极性,接反仅方向反转。焊好后接到 Motor Shield 对应端子 (M1、M2)。代码中使用 Motor 1 和 Motor 2,非 M3/M4。

蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘

原理图汇总

蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘
蓝牙控制夹取搬运机器人套件:Arduino UNO + 2 自由度机械臂 + 智能小车底盘

重要:上传代码时**必须拔掉蓝牙模块红线 (VCC)**,上传完成后再接回,否则会干扰串口下载。

Arduino 代码


#include 
#include 

AF_DCMotor motorR(1);
AF_DCMotor motorL(2);
Servo elbowServo;
Servo gripperServo;
int command;

void setup() {
  gripperServo.attach(9);
  elbowServo.attach(10);
  Serial.begin(9600);
  motorR.setSpeed(255);
  motorL.setSpeed(255);
}

void loop() {
  command = Serial.read();
  
  /* 机械臂控制 */
  if (command >= 1 && command <= 180) 
    elbowServo.write(command); // 大臂舵机跟随手机滑块 0-180°
  else if (command == 205) 
    gripperServo.write(0);     // 夹爪张开
  else if (command == 206) 
    gripperServo.write(90);    // 夹爪半开
  else if (command == 207) 
    gripperServo.write(180);   // 夹爪闭合
  
  /* 小车控制 */
  else if (command == 200) {   // 前进
    motorR.run(FORWARD);
    motorL.run(FORWARD);
  }
  else if (command == 201) {   // 右转
    motorR.run(FORWARD);
    motorL.run(BACKWARD);
  }
  else if (command == 202) {   // 停止
    motorR.run(RELEASE);
    motorL.run(RELEASE);
  }
  else if (command == 203) {   // 左转
    motorR.run(BACKWARD);
    motorL.run(FORWARD);
  }
  else if (command == 204) {   // 后退
    motorR.run(BACKWARD);
    motorL.run(BACKWARD);
  }
  else if (command == 0) {     // 空指令也停止
    motorR.run(RELEASE);
    motorL.run(RELEASE);
  }
}

原理图与 App

仅限 Android 手机运行。使用前先在手机设置中与 HC-05 配对,再在 App 内选择蓝牙设备。App 安装包:ieee_aast_aswan_test1_xVVlPTtt8n.apk

制造工艺

  1. 蓝牙控制树莓派机器人:语音反馈功能构建指南
  2. Arduino与树莓派构建互联网控制视频流机器人完整指南
  3. 用 Python 构建 Wi-Fi 控制的树莓派机器人:分步指南
  4. 3D 打印定制燃油喷嘴夹具:提升拾取放置效率
  5. 拾取放置机器人工作原理:制造业效率倍增的自动化核心
  6. 以拾取-放置自动化提升效率:基于EasyWork的无缝机器人集成
  7. 末端执行器(EoAT):解锁机器人拾取放置极致性能
  8. 印度领先拾取放置机器人制造商盘点
  9. 全球十大抓取放置机器人供应商:工业自动化的可靠合作伙伴
  10. 高性能机械臂组件:实现高效拾取放置自动化的关键
  11. 拾取放置机械臂全攻略:自动化提升生产力的核心指南
  12. 机器人自动化助力电池生产应对电动汽车激增