可编程自助取物机械臂

吴天皓

研制背景：

爷爷生病住院，需要人照顾，但爸爸妈妈都很忙，抽不出时间，我想到了在爷爷的床头安装一个机械臂，帮助爷爷拿物品、按铃，可市面上的机械臂动辄上万元，而且调测方法复杂，需要专业人员指导操作，所以我决定自己制作一个可编程自助取物机械臂。

设计思路：

通过单片机控制伺服电机，实现机械臂抓取、旋转、伸缩等动作，通过增加伺服电机的数量及调整连杆的长度，实现不同距离的自助取物。

制作过程：

1.确定伺服电机的类型：单总线回读数字伺服电机。它具备角度回读、多种角度工作模式切换功能，控制简单，电机内部有一块主控芯片，只需一条命令即可实现电机控制。

2.确定电机负荷：左右旋转、前后翻转的电机负荷设定为2千克，机械爪子抓取的伺服电机负荷设定为3千克。

3.确定伺服电机的数量：控制机械臂左右旋转的伺服电机设定为1个，旋转角度为360°；为了使机械臂更加灵活，控制机械臂前后翻转的伺服电机设定为3个；控制机械爪子闭合、打开、抓取的伺服电机设定为1个；控制机械爪子翻轉的伺服电机设定为1个。

4.确定单片机及遥控器通信模块，通信方式为蓝牙通信，有效通信距离为6米。

5.组装硬件。

6.将单片机的USB接口与笔记本电脑相连，运行单片机控制程序，通过对单个伺服电机动作的控制完成对机械臂单个动作的编程。

7.将遥控器的按键与机械臂动作绑定，最多可绑定12套动作，目前绑定5套动作。

创新点：

可编程自助取物机械臂可自动取物，调测简单，经济实用。预先设置好各种物品的大概位置后，患病在床、行动不便的人通过遥控器控制机械臂，可以照顾自己。

完善设想：

1.增加语音模块，用语音控制机械臂。

2.增加可编程履带底盘，加装摄像头，实现较大范围内的自助取物。

指导老师 高琼林 魏炯