Ultimamente hai notato che ho dato molto spazio a giovani maturandi che come Franceschetti Enrico hanno da pochi giorni sostenuto gli esami di maturità con progetti come il braccio robot o la mano robot di Gabriele.
Sia Gabriele sia Enrico hanno superato l’esame con ottimi voti, almeno mi hanno riferito così, ed io gli credo perché entrambi i progetti li troverai davvero eccellenti.
Dividerò questo progetto in più articoli per dedicare il giusto tempo a ciascun articolo. Anche Enrico ha suddiviso la sua tesina in capitoli ciascuno dedicato ad un aspetto del progetto stesso.
Presentazione del progetto a cura di Enrico
Il progetto consiste nella realizzazione di un braccio robot a 4 gradi di libertà, 3 snodi sul braccio e una piattaforma girevole, ognuno dei quali con un arco di lavoro di 180° . (più uno sulla pinza).
Il movimento delle “articolazioni” e ottenuto grazie all’utilizzo di servocomandi opportunamente inseriti.
La costruzione della struttura è stata realizzata grazie ad alcuni macchinari quali piegatrici, trapani e frese.
I 5 servo comandi sono collegati e gestiti dal “cervello”, si tratta di una scheda elettronica a microcontrollore (AT MEGA 328) Arduino uno.
Ho diviso la progettazione e la realizzazione in fasi, illustrate e spiegate.
Prima Fase: realizzazione del prototipo
Come ogni progetto maker che si rispetti prima Enrico ha disegnato il prototipo per definire i gradi di libertà:
e le parti principali del braccio robot:
per comprendere la fattibilità di quella che all’inizio è solo un’idea.
Compresi i gradi di libertà o mobilità del braccio robot e il numero di componenti necessari passi alla scelta vera e propria dei componenti.
I componenti scelti da enrico sono:
– n.1 arduino uno
– n. 5 servo dt201ln ( produttore DFRobot )
– n. 1 basetta millefori
– cavetti e pin per eseguire i collegamenti sulla millefori
– lamierini e minuterie meccaniche per la realizzazione della parte meccanica
I servo scelti da Enrico
Per la scelta dei servo da utilizzare riporto le parole di Enrico:
l mio modello è un dt201ln con le seguenti specifiche:
- Voltaggi: da 4.8 a 7 .2V
- Corrente: 180mA a 4.8V; 220mA a 6V; 260mA 7.2V
- Velocità di rotazione 0.045 s x grado (4.8V); 0.035 sec x grado (6.0V); 0.02 sec x grado (7.2V)
- Forza di torsione: 10Kg·cm(4.8V); 12KG·cm(6V); 15KG·cm(7.2V)
- Temperatura di utilizzo: 0-60 celsius
Dal datasheet del mio modello ho ricavato il grafico voltaggio/coppia
In questa sede tratterò solo gli analogici perché sono i più diffusi e più economici. Vengono chiamati analogici in quanto il posizionamento del perno viene fatto controllando la rotazione di un piccolo potenziometro posto all’interno del servocomando e messo in movimento dagli stessi ingranaggi che muovono il perno, facendo ciò si cambia il valore della resistenza del potenziometro (collegamento in sistemi) che viene elaborata e trasformata in gradi ( funzione di trasduttore resistivo/angolare).
Da un servocomando fuoriescono 3 fili: due sono per l’alimentazione e generalmente sono nero o marrone per il negativo e rosso per il positivo; il terzo filo, quello destinato al segnale di comando generalmente è giallo.
Il segnale di comando è costituito da un’onda quadra inviata ripetutamente: il fronte positivo deve avere una durata compresa tra 1 e 2 millisecondi e l’ampiezza dell’onda deve essere di circa 20mSec (frequenza: 50 Hz). Il segnale fatto in questo modo deve essere inviato di continuo se si vuole che il servocomando, sotto sforzo, mantenga la posizione desiderata.
Seconda Fase: realizzazione del primo prototipo
Enrico dopo aver definito il materiale da utilizzare e gli schizzi preliminari ha anche realizzato un primo prototipo di cui mi ha inviato qualche foto.
In cui puoi vedere delle semplici strutture in lamierino la cui funzione è supportare i servo scelti, di cui alcuni particolari:
come l’avambraccio collegato a quello che potrebbe essere il bicipite del tuo braccio robot:
o il particolare della molla di recupero che aiuta i servo a riportare in posizione il braccio dopo i movimenti di estensione che sono i più onerosi in termini di peso e leve:
Enrico ha anche realizzato il grafico della velocità che i servo possono sviluppare:
Il video del movimento di test
Il braccio robot di test realizzato come prototipo da Enrico è già in grado di muoversi ed Enrico ha realizzato un video a prototipo ultimato:
Bravissimo Enrico !!!
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