アマゾンのロボットハンド

回に(秋月電子のロボットハンド)懲りずに、またロボットハンドを作りました。

今度はアマゾンで購入した、ロボットハンドです。

アマゾン:DiyStudio 6自由度ロボットアームDIYキットアルミメカニカルアームジョー ¥7599

前回と比べ、大きなサーボモーターが6個あり、大きさもパワーも段違いにパワーアップしています。

アマゾンでポチると、すぐにキットが送られてきました。

早速組み立てること、3時間、完成しました!


↑完成したロボットハンド (アマゾンのキットは、機械部分のみです)


@ハードの制作

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年位前(2005年くらい)なら、金属の切り出し、折り曲げ加工、穴あけなど、加工がとても大変でした。

それが今(2021年)は、組み立てキットで簡単に作れるので、良い時代になったものです。

価格も7599円(税込、送料込み)と、1万円をきる価格で購入できる、夢の時代です。

作ったロボットハンド、制御回路はついていないので、Arduinoを使い制御します。

電子回路は、サーボモータが5V仕様なので、制御用の信号は、Arduinoへ直接つなげる事ができます。

サーボモーターは、PWM制御で制御するので、ArduinoのPWM端子につなぎます。

今回のロボットハンドは、サーボモータが6個、ArduinoのPWM端子も6端子なので、ギリギリArduinoのPWM端子がたります。

端子数が足りない場合は、モジュールの利用(秋月電子:I2C接続16チャンネル サーボ&PWM駆動キット(K-10350) \950 )を考えますが、今回は必要ありません。

 

制御回路のArduino。デジタル端子の
〜(チルダ)がある端子を使い、PWM制御しています。

サーボモータは5V仕様



ーボモーターの中身は、DCモータのため、かなり電源を消費します。

そこで、サーボモーターを動かす電源5Vは、Arduinoからではなく、別途用意したACアダプターからとります。

過去の経験から、かなり大きな電流にしないと暴走するため、今回は5V 4A MAX20Wを用意しました。

ちなみに、9Vのアルカリ乾電池をレギュレターで5Vに下げたものでは、思うように動きませんでした。

 
サーボモータの電源は
ACアダプター(5V 4A)からとります。
ACジャックをArduinoのシールドへ配置し、
そこから各サーボモータへ供給。
9Vの乾電池は、Arduinoと焦電センサーの電源です。


ンサーは、扱いやすい、焦電センサーモジュールを装備しました。

これで人が通った時だけ、ロボットハンドが反応するようになります。

 
人が通ると反応する、焦電センサーです。
ロボットハンドから離れた場所に設置出来るように
コードは長めにしています。

Aソフトの制作

ログラムは、Arduino標準装備、サーボモータのライブラリーを、そのまま使用しました。

当初、サーボモーターモジュールで制御しようとしたのですが、電子回路やプログラムが複雑になってしまい、やめました。
秋月電子:I2C接続16チャンネル サーボ&PWM駆動キット(K-10350) \950

サーボモータを動作させるだけなら、Arduinoの標準装備のライブラリーを使い、数値をいじるだけなので簡単です。

問題は、静かに動作させるように、数値をいじる事です。

特にアームを、上の状態から下の状態へ移動させると、アームの重量があるため、ドシン!とたたきつけてしまいます。

サーボモータは、キュッ!キュッ!と、素早く動かすのは得意ですが、ゆっくり動かすのは苦手です。

ゆっくり動かすには、細かくサーバーモータを制御する必要があります。

プログラムが完成するまでに、何回も床にたたき付けています。

写真のように、床はボコボコになってしまいました。




ームを伸ばした状態で、下の状態から上の状態へ移動させるには、サーボモータにパワーが必要です。

作ったキットのままでは持ち上げる事が出来ないので、アームを収縮させ、収縮させた状態で上の状態にし、それから展開させる必要があります。

ただ今回のキット、アームを上下させるにはサーボモータが弱く、上手く制御出来ませんでした。

そこでアームを上下させる部分のサーボモータだけ、別途ハイパワーのサーボモータ(DS3225 25kg高トルク 270°)に変更しています。

アマゾン: DS3225* 25kg高トルク フルメタルデジタルステアリングサーボ 防水サーボ バハのラジコン対応 (270°)

このサーボモータだけで、2800円もします。

 
アームを上げるには、アーム全体を
収縮させておく必要があります。
トルクがあるサーボモータ、
DS3225 25kg高トルク 270°です。

動画で分かるように、ロボットハンドの初めと終わりの動作は、制御を細かく指定し、アームの上下は収縮させているのが分かります。

このキットのように、大型で重いロボットハンドは、重さ(モーメント)を考えて制御しないと、ジジジと音を出すだけで、全く動かない事が良くあります。

お台場のガンダムが動いていますが、あれはよく動かしていると思います。


【動画(1分38秒)】



回ロボットハンドを作った目的は、モノを作る際、制作の補助をしてくれる機体を、目指していました。

ただ暴走した際、ロボットハンドが暴れると危険なため、断念しました。

そこで事務所に来た生徒さんの、お迎えロボットにしました。

モーションは、生徒さんがいらした際、起き上がります。

その後、一礼し、奥のほうへ案内します。

最後は、喜びのポーズをし、元にもどります。

説明されないと、何の動きか分からないと思いますが...。

自分が年を取った時、自分で作ったロボットハンドが、身の回りの世話を見てくれる時代は訪れるのでしょうか。

そういった時代が来れば良いです。


【書籍になりました!】

このロボットハンドの記事が、雑誌と書籍になりました。

 
わかる!電子工作
工学社
個人で作れるロボットアーム
P106〜P115
の記事を執筆しました(共著)。
月刊 I/O
2021年 11月号
個人で作れるロボットアーム
P8〜P11
の記事を執筆しました。


(2021年1月10日(日)作成)


 
 

 
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