采用手机APP控制的Arduino机械臂电路设计方案。

简介：
本教程将引导您制作一个基于Arduino的机械臂，该机械臂能够通过自制的Android应用程序进行无线控制和编程。我将详细介绍构建这个机械臂的整个流程，从机器人部件的设计与3D打印、电子组件的连接和Arduino编程，到开发定制的Android应用程序以实现对机械臂的控制。借助应用程序中的滑块控件，您可以手动控制机械臂的每个伺服电机或轴的运动。此外，通过“保存”按钮，您可以记录每个位置或步骤，从而使机械臂能够自动执行并重复这些步骤。同样地，该按钮还允许您暂停自动操作以及重置或删除所有步骤，以便您可以记录新的操作指令。 Arduino Robot Arm 3D模型首先，我利用Solidworks 3D建模软件设计了该机械臂的结构。该手臂拥有五个自由度，具体来说，前三个轴、腰部、肩部和肘部分别由MG996R伺服系统驱动；而另外两个轴——腕部滚动和腕部间隙以及夹持机构则采用较小的SG90微型伺服系统。您可以通过下载提供的3D模型来获取设计图纸。 3D打印机械臂为了实现3D打印机械臂的所有部件，我使用了我的全新3D打印机——Creality CR-10。我利用这款打印机成功地完成了对Arduino机械臂各个组件的打印工作。为了完成组装过程，我们需要使用螺栓和支架将上部和下部框架连接起来；同时，还需要使用提供的电缆将电子元件与控制箱连接起来。在开始之前，务必检查滚轮是否紧固；如果发现松动，可以使用偏心螺母进行拧紧以确保其牢固性。在完成3D打印床的调平后，您就可以开始将这些创意转化为现实了。我在大约几个小时内就完成了Arduino Robot Arm的所有部件准备工作。 组装机械臂完成组装后的机械臂已经就绪,我们现在准备开始组装它. 我从基座开始,并使用其提供的螺丝将其与第一台伺服电机连接. 然后,我在伺服电机的输出轴上固定了一个圆角螺栓. 在这个圆角螺栓的顶部,我放置了上部结构,并用两个螺丝将其固定. 接下来,我再次进入伺服电机,然后将圆形喇叭放置到下一个部件上,最后,使用输出轴上的螺栓将它们固定在一起. 在此过程中,我们注意到在肩轴上最好包含某种弹簧或者橡皮筋来辅助伺服电机的工作,因为该伺服电机也承担着其余部分重量的作用,作为有效载荷. 以类似的方式,我继续组装机械臂的其他部分. 至于夹持机构的设计,我使用了大约4毫米的螺栓和螺母来进行组装. 最后,我将夹持机构安装到最后一个伺服电机上,从而完成了Arduino机器人手臂的总装配工作. Arduino Robot Arm电路图接下来是电子元件的连接环节. 该项目的电路图相对简单明了: 我们只需要一个Arduino开发板和一个HC-05蓝牙模块来进行与智能手机之间的通信. 六个伺服电机的控制引脚分别连接到Arduino板上的六个数字引脚. 为了为伺服电机提供所需的5V电源供应,我们需要外部电源; 因为Arduino自身无法处理足够大的电流需求. 这个电源必须能够提供至少2A 的电流容量以满足需求。一旦所有元件都连接完毕后 , 我们就可以继续编写 Arduino 代码并制作 Android 应用程序了 . Arduino Robot Arm 代码 为了更好地理解代码逻辑 , 我将在各个部分的描述中发布程序的源代码 。在本文结尾处 , 我将会发布完整的源代码 。首先 , 我们需要包含 SoftwareSerial 库 , 用于蓝牙模块和 Servo 库之间的串行通信 。这两个库都已集成在 Arduino IDE 中 , 因此无需额外安装 。然后 , 我们需要定义六个 Servo 控制器、HC-05 蓝牙模块以及用于存储 Servo 当前位置和先前位置变量的一些变量 ，以及用于存储自动模式位置或步骤数组等变量 。