python开发机械手臂控制系统的过程机械手臂编程

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davisl 2024-01-03 15:53:55

文章标签 python开发机械手臂控制系统的过程 python java 人工智能 linux 文章分类 Python 后端开发

现在，手臂已经组装好了，是时候将其提升到一个新的水平了。现在是释放野兽并完全控制整个机器人手臂的时候了。在这篇文章的结尾，您应该对如何对该机械臂进行编程以完成您想要的事情有一个想法。要了解我如何到达这里，请访问我以前的文章，该文章描述了组装过程- 构建自己的机器人手臂-组装。

你需要什么

再一次，您将需要一些额外的硬件来促进对伺服器的并行控制，并需要使用焊料来组装屏蔽层。

伺服防护罩（就像我使用的Adafruit 16通道pwm斜杠伺服防护罩一样 -大约16欧元）
焊锡机
Arduino IDE

伺服护罩

让我们从第一步开始-准备伺服屏蔽。如果您购买了随时可用的伺服护罩，则可以随时跳过此部分。此处的主要目的是最终完成组装后的伺服护罩，如下图所示。

python开发机械手臂控制系统的过程机械手臂编程_python

订购Adafruit防护罩时，它会像这样到达，您必须自己将其焊接在一起。如果您以前有焊接经验，那应该是小菜一碟。如果这是您的第一个焊接项目，我建议观看一些YouTube视频，以了解如何焊接和组装Arduino屏蔽罩。准备就绪后，请查看有关如何组装防护罩的 Adafruits教程。

python开发机械手臂控制系统的过程机械手臂编程_linux_02

准备好防护罩后，尝试将其中一个伺服器连接到它。请记住，您需要将PWM，V +和GND引脚与伺服输出线匹配。

python开发机械手臂控制系统的过程机械手臂编程_python开发机械手臂控制系统的过程_03

程式设计

要使用此屏蔽，我们需要能够以编程方式解决它。 Adafruit发布了一个库，以方便在此处使用。我还建议浏览库GitHub存储库，并查看用法示例。

研究和发展

在这一点上，需要一些研究。目的是找到每个舵机的边缘位置或中间舵机的边缘位置，以便以后可以将它们用作参考点。您需要尝试几个值来找到适合您的构建的最佳位置。根据伺服规格，这些伺服的工作频率为50 Hz。当涉及到伺服运动时，您需要检查的光谱范围是0到4096。您将得出的值是根据您组装手臂的方式得出的，因此它们可能与我的不同。

在这一点上，您可能希望利用以下简化伺服器控制的方法：

伺服写入方式

float SERVOFREQ = 50;
float pulseconstant;

void setup() {
    pulseconstant = (1000000/SERVOFREQ)/4096;
}

void servoWrite(uint8_t n, float pulse) {
    float pulsetick = pulse/pulseconstant;
    pwm.setPWM(n, 0, pulsetick);
}

对我有用的价值观如下：

基本伺服

左右旋转手臂

高度伺服

改变抓爪的高度

长度伺服

改变手臂的范围

握把伺服

打开和关闭抓手

伺服运动只是根据要移动伺服器的方向更改值的问题。

最终代码

将所有零件放在一起会得到一个像这样的简单草图。该草图的全部目的是将手臂设置到其初始位置。

初始位置草图

#include <Adafruit_PWMServoDriver.h>

Adafruit_PWMServoDriver pwm = Adafruit_PWMServoDriver();

#define BASE 0
#define HEIGHT 1
#define LENGTH 2
#define GRIP 3

float base_init = 1440;
float height_init = 1675;
float length_init = 1440;
float grip_init = 2155;

float SERVOFREQ = 50;
float pulseconstant; 

void setup() {
    pulseconstant = (1000000/SERVOFREQ)/4096;

    pwm.begin();
    pwm.setPWMFreq(SERVOFREQ);

    servoWrite(BASE, base_init); 
    servoWrite(HEIGHT, height_init);
    servoWrite(LENGTH, length_init);
    servoWrite(GRIP, grip_init);
}

void loop() {
}

void servoWrite(uint8_t n, float pulse) {
    float pulsetick = pulse/pulseconstant;
    pwm.setPWM(n, 0, pulsetick);
}

下一步是什么？

此时，您应该将机器人手臂抬起并开始操作。鉴于您的编程能力，您可以对其进行编程以完成自己喜欢的事情。但这还不够（至少对我而言）。这种设置非常酷，但是缺少交互性。因此，在我的下一个也是最后一篇名为“构建您自己的机器人手臂-远程控制”的文章中，我将探讨对手臂进行交互式控制的选项。有多种选择，例如台式机应用程序或移动应用程序，但是由于我拥有PlayStation 4，因此我决定使用我的PS4无线控制器来控制手臂。是的，这很有趣：)

这篇文章中使用的所有图片均来自adafruit.com 。随时检查他们。