江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

机械臂|1万块自制机械臂能给葡萄缝针 网友：能把脑子开源一下？( 二 )


文章图片
为了确保稳定+便宜美观，最后的机械臂主体采用了铝CNC（数控）加工（确保稳定），装饰再采用3D打印进行制作（节省成本） 。
其中，CNC部分是稚晖君拜托“家里有厂”的UP主@XIKII拆机狂魔你西哥 帮忙制作的，全部的8个金属件一共耗时半个月：
机械臂|1万块自制机械臂能给葡萄缝针 网友：能把脑子开源一下？
文章图片
最后的外观设计出来，是酱婶的（中国红&钢铁侠红），别说还挺好看：
机械臂|1万块自制机械臂能给葡萄缝针 网友：能把脑子开源一下？
文章图片
闭环伺服，也就是机械臂的“心脏”，用来提供让机械臂干活的动力 。
具体来说，软件上包括FOC算法、绝对值编码器&PID算法，CAN总线通信协议等部分，硬件上，除了电机等材料的选用，还包括散热等细节 。
通常来说，机械臂会采用无刷伺服电机，但这里它的体积确实比较大 。
由于稚晖君想做比较小巧的机械臂，所以最后采用了步进电机，搭配0背隙谐波减速器，单个驱动效果做出来是这个样子的：
机械臂|1万块自制机械臂能给葡萄缝针 网友：能把脑子开源一下？
文章图片
既然是6轴，最后整体采用了6个步进电机+6个谐波减速器，搭配软件设计构成了机械臂的“心脏” 。
控制器，指机械臂的“小脑”，用来操控机械臂的动作、来实现各种功能 。
除了原理上需要掌握运动学、动力学分析以外，在软硬件上还需要掌握电路设计、通信和电源管理等额外的“斜杠”技能 。
事实上，光是微控制单元（MCU），这台机械臂上就多达12个 。
其中，主控制器（采用冗余设计）和电机伺服驱动器（支持CAN总线&功率机联）的设计如下：
机械臂|1万块自制机械臂能给葡萄缝针 网友：能把脑子开源一下？
文章图片
至于电路设计，也比想象中要更加复杂，毕竟要想达到上述“多控制”功能的话，除了命令行控制以外，蓝牙、无线通信的相关软硬件也需要进行考虑 。
没错，除了有线控制以外，蓝牙、WiFi、2.4G同样能控制这台机械臂~
机械臂|1万块自制机械臂能给葡萄缝针 网友：能把脑子开源一下？
文章图片
最后就是空间定位装置了，也就是机械臂的“眼睛”，用来让机械臂“看见”、并操作需要完成的任务 。
这里面包括我们常见的双目视觉算法、AHRS系统和力传感系统等，都在这一步完成 。
没错，稚晖君设计的机械臂并非只能做“输入任务并完成”的简单操作，而是一台真正能够从多个角度接收任务、并实时处理的“智能机械手” 。
简单来说，就是用双目视觉算法识别，再用AI算法实现姿态估计之类的操作：
机械臂|1万块自制机械臂能给葡萄缝针 网友：能把脑子开源一下？
文章图片
搭载到机械臂上后，“手子”就能根据人的动作，完成一系列复杂的操作（控制器改自PS5手柄）：
机械臂|1万块自制机械臂能给葡萄缝针 网友：能把脑子开源一下？
文章图片
当然，经过软件去抖、运动范围重映射、力矩强增强等操作后，机械臂能完成比手精度更高的操作（手抖玩家福音） 。
最后，就是将这几部分的软件算法和硬件组装起来，进行调试：
机械臂|1万块自制机械臂能给葡萄缝针 网友：能把脑子开源一下？
文章图片
最后的成品效果是这样的，非常灵动：
机械臂|1万块自制机械臂能给葡萄缝针 网友：能把脑子开源一下？
文章图片
那么，这台机械臂究竟能达到一个什么水平呢？
成本控制在1万以内
众所周知，机械臂的价格会随着精度的提升蹭蹭上涨 。
一台质量比较好的、精度为0.6mm的工业6轴机械臂，价格会达到几万元左右，而精度在0.02mm左右的四大家族的工业机械臂，价格单位则直接涨到了几万美元 。
从稚晖君测试结果来看，精度为0.01mm的百分表，进行末端重复精度测量，精度直接达到了0.02mm左右：
机械臂|1万块自制机械臂能给葡萄缝针 网友：能把脑子开源一下？


推荐阅读


上一篇：洗面奶|温和少刺激！丁家宜洁面乳9.9元发车

下一篇：小米|小米首款支持空间音频耳机明日开卖：爱奇艺专属耳机音效