หุ่นยนต์แขนกล DIY ทำเองง่ายๆ


15 พ.ค. 2554



(ยกเลิกการผลิตเพราะแขนกลตัวใหม่ 7 servo 
ราคาประหยัดกว่า มือจับดีกว่า ประกอบและควบคุมง่ายกว่า)



สุดยอด หุ่นยนต์ แขนกล 5 แกน ตัวใหญ่ สร้างง่าย

Opensource Robotic Big ARM 5 Axis !!







Video ตัวอย่างการใช้งาน
จากเวปไซต์ https://www.synthetos.com/the-robot-arm-is-working/



   
ผมได้เจอเวปไซต์ http://oomlout.com/blog/2009/03/fancy_yourself_a_robotic_arm_d.html ซึ่งได้ออกแบบแขนกล opensource ขณะเดียวกันก็ได้เห็นว่าตอนนี้ของทดลองเล่นยังมีน้อย จึงได้รับตัดและจำหน่ายชุดประกอบแขนกล 5 แกนใหญ่ชุดนี้มาได้ระยะหนึ่ง เพื่อเป็นทางเลือกให้น้องๆ ได้ศึกษาเรียนรู้ในราคาประหยัด โดยที่ไม่ได้ใส่ใจ แม้แต่จะทำคู่มือการประกอบ เพราะเชื่อว่าสามารถหาอ่านเองได้อยู่แล้วจากเวปผู้จัดทำเนื่องจากโครงการนี้เป็น opensource
   แต่วันนี้เนื่องจากเวลาว่างพอจะมี จึงนำมาทำเป็นคู่มือได้สำเร็จเสียที หลังจากที่วางจำหน่ายมานานร่วมปี ! ช้าไปบ้างก็ขออภัยด้วยนะครับ (^^!)


ทำความเข้าใจก่อน
- เลข 01-08 จะบอกตำแหน่งชั้น เลขน้อย จะอยู่ชั้นล่าง เลขมากจะอยู่ชั้นบน
- ตัวอักษรที่ตามหลังเลข เช่น A, B จะบอกด้านซ้าย หรือด้านขวา ถ้าหากไม่บอกอักษร จะหมายถึงตรงกลาง ใช้เป็นตัวเชื่อมระหว่างแผ่น A และ B

การเตรียม Servo ก่อนประกอบเข้ากับฟันเฟือง


- กว้านรูฟันเฟือง (ที่เป็นรูปตัวกากบาท แถมในชุด Servo)  รูที่สองนับจากนอกสุด ทุกรู ทั้ง 4 รู (สังเกตุจากรูปฟันเฟืองทุกๆ รูปในคู่มือนี้ จะมีตำแหน่งเดียวกัน) โดยใช้ไขควงอันเล็กๆ  เพื่อจะได้ใส่น๊อตได้โดยง่าย แต่อย่ากว้านรูให้กว้างมาก เพราะอาจจะทำให้รูน๊อตหลวมได้ เอานิดเดียวพอที่จะให้น๊อตตั้งลำก่อนไข 

- ฟันเพืองทุกตัวก่อนจะติดไปกับ อะครีลิค จะต้องรองด้วยน๊อตตัวเมีย 1 ตัวเสมอๆ มิเช่นนั้นน๊อตจะยาวไปติด Servo จนหมุนไม่ได้ จะมีก็เพียง RARM-10A เท่านั้น ที่จะไม่ต้องรอง 1 ตัว แต่จะต้องไปรอง 2 ตัวด้านในแทน










- ให้นำยาง ใส่เข้าไปใน Servo ทุกตัว (มาในชุด Servo) (แต่ไม่ต้องใส่ตาไก่ทองเหลือง)


- ปรับให้ Servo หมุนมาอยู่ตรงกลางก่อน ในที่นี้ใช้แค่ 1-179 องศาดังนั้นตรงกลางจะเป็น 89 องศา เท่านั้น 
แม้ว่า Servo บางรุ่น บางยี่ห้อ อาจจะได้เกิน 180 องศา แต่ต้องการใช้เป็นมาตรฐานเดียวกัน 

** การปรับ Servo ให้ได้ 89 องศา ควรปรับด้วย Microcontroller เพื่อให้ได้ค่าเดียวกันทุกตัว ด้วย code ตัวอย่างการควบคุม Servo ตามที่จัดให้มา (link ด้านล่าง)
** อย่าพยายามใช้มือหมุน เพราะอาจจะทำให้เสียหายได้






วิธีประกอบ


1. แผ่น RARM-01 ประกอบเข้ากับ PANO-02A (มี 3 แผ่น) และด้านท้ายประกอบเข้ากับ PANO-02B


















2. นำ Servo ใส่เข้ากับ RARM-03 (สังเกตุว่าถ้าใส่ถูก จุดหมุนจะอยู่ตรงกลางพอดี) แล้วนำแผ่น RARM-03
ไปใส่กับฐาน RARM-01 (ในข้อ 1)














3 นำ Servo ใส่เข้าไปใน RARM-05A และ RARM-05B ในลักษณะหัน Servo เข้าไป
สังเกตุว่าทั้งสองตัวจะสวนทางกัน จุดหมุนจะอยู่ตรงกลางพอดี 
(ดูรูปประกอบ)

















4. นำฟันเฟือง 1 ตัว ใส่น๊อตแหลมยาว(แถมกับ Servo) รองด้วยน๊อตตัวเมีย 1 ตัว ยึดกับ RARM-06B 
5. นำฟันเฟือง 2 ตัว ใส่น๊อตแหลมยาว(แถมกับ Servo) รองด้วยน๊อตตัวเมีย 1 ตัว ยึดกับ RARM-06A ในลักษณะ ตรงข้ามกัน 













6. นำ servo 2 ตัว ใส่กับ RARM-08A ตามรูป











7. นำแผ่น RARM-06B ประกอบเข้ากับ RARM-08B (โดยแผ่น RARM-06B อยู่ด้านนอก) 

การประกอบเริ่มจากนำน๊อตตัวผู้ (รองด้วยแหวน) ใส่จากด้านหลัง ของ RARM-08B อีกด้านหนึ่งก็รองด้วยแหวนและใช้น๊อตตัวเมียขันให้แน่น จากนั้นใช้หลอดพลาสติก (อ่านไม่ผิด) ตัดเป็นท่อนๆ ซ้อนๆ กันเพื่อเพิ่มความแข็งแรง สวมไปที่น๊อต แล้วนำวงแหวนอะครีลิครูกว้างสวมเข้าไป สังเกตุว่าความยาวหลอดกาแฟจะต้องไม่เกินไปกว่าแหวนอะครีลิค (ถ้าเห็นว่าไม่สะดวกจะไม่ใส่หลอดกาแฟก็ได้)

** ตรงนี้ที่จริงต้องใช้ Bearing เพื่อทำเป็นจุดหมุน
แต่ในที่นี้ไม่มี เลยใช้หลอดแก้ขัดไปก่อน (- -') 

จากนั้นก็นำแผ่น RARM-06B มาประกอบเข้าด้วยกัน
สรุปก็ใช้งานได้ดี (ดังรูป)



 

8. จากข้อข้างต้น นำ RARM-08B อีกด้านหนึ่ง ไปใส่กับ RARM-10B (โดย RARM-10 อยู่ด้านนอก) เพื่อทำเป็นจุดหมุนอีกอันหนึ่ง

 ***  รูปวงแหวนอะคลีลิคต้องใช้ แบบที่รูกว้างๆ นะจ๊ะ ในรูปนั้นผิด (เป็นตัวอย่างเฉยๆ เพราะของจริงในรูปได้ใส่ไปแล้ว)







9. นำแผ่น RARM-11 มาใส่ที่แผ่น RARM-10B ใส่น๊อตให้เรียบร้อย แล้วทิ้งไว้ (หันทิศ ให้ตรงกับรูป) 

** หมายเหตุ รูปนี้นำรูปที่ประกอบเสร็จแล้วมาให้ดูเป็นตัวอย่าง หากคุณประกอบมาเรื่อยๆ ตามคู่มือข้างต้น จะยังไม่มี Servo












10. นำแผ่น RARM-07 ทั้ง 2 แผ่น มาใส่ที่แผ่น RARM-06B ใส่น๊อตให้เรียบร้อย  






















 


11. นำฟันเฟือง 1 ตัว ใส่น๊อตแหลมยาว(แถมกับ Servo) รองด้วยน๊อตตัวเมีย 2 ตัว ยึดกับ RARM-10A 

ปกติแล้วจะต้องรองด้วยน๊อตตัวเมียด้านนอกก่อน แต่มี
RARM-10A เท่านั้นให้รองด้วยน๊อตตัวเมียด้านใน 2 ตัวเท่านั้น
(ดังรูป)




12. นำส่วนที่ประกอบที่เสร็จแล้ว ทั้งด้าน A และ B มารวมกัน โดยเชื่อมด้วยแผ่นกลาง โดย...
-  RARM-08A และ RARM-08B เชื่อมด้วย RARM-09 
- RARM-06A และ RARM-06B เชื่อมด้วย RARM-07 
- RARM-10A และ RARM-10B เชื่อมด้วย RARM-11  (ดังรูป)










13. นำแผ่น RARM-12 ประกอบเข้ากับ RARM-11 ก่อน แล้วจึงนำ Servo มาใส่ที่ RARM-12 

ใส่น๊อตและแหวนรองอะครีลิคเพื่อทำเป็นแกนยึดด้วย




















14. นำ ฟันเฟือง กากบาท ไปใส่ RARM-13 



















15 เริ่มประกอบแขนจับ  ขั้นตอนนี้ให้ดูจากรูป ทั้ง 4 รูปนี้ จะเข้าใจได้ง่ายกว่า



























16. จากนั้น ฟันเฟือง กากบาท ไปประกอบเข้ากับ RARM-04 


 


17. นำ แขนที่ประกอบเสร็จแล้วมาประกอบกับ RARM-05A และ RARM-05B โดยดูด้าน A และ B ว่าหันทางเดียวกัน สังเกตุว่าถ้าประกอบถูก จะลงล๊อคพอดี  ไม่มีส่วนเกิน ขั้นตอนนี้จะได้แขนพร้อมจุดหมุนเรียบร้อยแล้ว
















18. ยกแขนที่ประกอบเสร็จแล้ว ไปเสียบที่ฐาน โดยก่อนเสียบลงไป สังเกตุว่าจะมีรูกลมๆ 3 รู

** แนะนำว่าให้หาท่อใสๆ เสียบไว้ (ในที่นี้ใช้หลอดยาว 6.3 cm) เพื่อทำเป็นแท่นค้ำ  เพราะน้ำหนักของแขนกลค่อนข้างมาก  












19 เมื่อเสร็จแล้วจากนั้นใส่น๊อตที่ขั้ว Servo เพื่อความแข็งแรง เก็บสายไฟให้เรียบร้อย และสามารถเริ่มทดลองใช้งานได้ทันที




ข้อควรระวังการใช้งาน
1. หากนับ Servo จากตัวล่างสุด จะมีทั้งหมด 6 ตัว คือ
- จุดหมุนซ้ายขวา  ตรงนี้ควรจะมีการค้ำ (ในที่นี้ใช้หลอด เพราะเร่งด่วน) เพราะน้ำหนักแขนจะค่อนข้างมาก
Servo ตรงนี้ควรจะไขน๊อตที่หัว Servo ให้แน่นด้วย
- Servo อีก 2 ตัวถัดมา จะทำงานสวนทางกัน เป้าหมายคือจะช่วยกันยกแขนทั้งแขน การโปรแกรมต้องระวังส่วนนี้ให้มาก
- Servo ตัวที่ 4 จะใช้พลังมากที่สุดเพียงตัวเดียว ไม่มีตัวช่วยเหมือน Servo ก่อนหน้า ควรจะอัดไฟให้เต็มที่ ที่ Servo จะรับได้
มิเช่นนั้น จะไม่มีแรงยกแขนให้หลุดจากแรงโน้มถ่วงโลก
- Servo ตัวที่ 5 สบายสุด
- Servo ตัวสุดท้าย จะใช้เป็นแขนจับ จะสังเกตุว่ามันจะหมุนไม่ได้ถึง 90 องศา เพราะมีแกนขวางไว้ ต้องระวัง 
ถ้าพยายามหมุนต่อไป อาจจะทำให้เฟืองพัง หรือเสียหายได้

2. ควรต่อ Capacitor 0.1uf  กับ 1000-2000uf คร่อมที่แหล่งจ่ายไฟด้วย เพื่อให้กระแสเรียบลดการทำให้ Servo หมุนผิดพลาดด้วย

3. ถ้าจะให้ดีควรแยกแหล่งพลังงานที่เลี้ยง Servo ออกจาก board Arduino ด้วย


การใช้งาน
- ต่อไฟไปเลี้ยง Servo ให้เพียงพอ (ในที่นี้ใช้ battery 6v) ต่อสัญญาณ Signal ไปที่บอร์ด Duino Big Brother
แล้วนำ Ground ของ Servo มาเสียบกับ Ground ของบอร์ด Duino Big Brother เขียนโปรแกรมควบคุมก็ใช้งานได้ทันที (^_^)



สำหรับ source code Arduino การตั้ง Servo ให้อยู่ตรงกลาง 89-90 องศา นั้นสามารถโหลดได้จาก link ข้างล่าง
ท่านที่มี Board Arduino ปกติ หรือ Duino Big Brother ก็สามารถใช้งานได้ทันทีครับ (^_^)

แขนกลนี้เป็น opensource project คุณสามารถ download plan ไปนั่งเลื่อยไม้หรืออะครีลิค หนา 3mm ได้เองเลย แต่ต้องระวังเรื่องความแม่นยำของรูเสียบด้วยนะครับ 

ท้ายนี้หวังว่าคงสนุกกับ แขนกล ตัวพ่อ ตัวนี้นะครับ  (^_^)


เป็นหนึ่ง




ċ
examples.pde
(1k)
Tanakur Vitoonrach,
14 พ.ค. 2554 20:59