使用Arduino控制机械臂

使用Arduino控制机械臂

一. 硬件设备

1. 1x DFRdunio UNO Rev3
2. 1x Prototyping Shield For Arduino
3. 1x USB线 AtoB方口
4. 1x DFLG6DOF 6自由度机械臂

二. 控制机械臂

机械臂的实现实质上就是舵机+支架，那么对机械臂的控制本质上就是对舵机的控制，对于6自由度机械臂有六台舵机，每个都是180°范围旋转的。

快速实现（使用Arduino的Servo库）

函数	说明
attach()	参数为接口引脚号，联系Servo对象与引脚输入
write()	参数为角度，范围在0°~180°，用于控制舵机旋转到一定的角度
read()	读取舵机的角度，输出在串口
detach()	使舵机与接口分离

通过如下代码即可快速实现对某一舵机的往返运动

#include 

Servo myservo;
int pos;
void setup()
{
  myservo.attach(0);
}
void loop()
{
//舵机运动
  for(pos = 0; pos < 180; pos += 1)
  {
    myservo.write(pos0);
    delay(10);
  }  
  delay(1000);
  //舵机归位
  for(pos = 180; pos > 0; pos -= 1)
  {
  	myservo.write(pos);
  	delay(10);
  }
  delay(1000);
}

几个注意点：

1. 在运行机械臂之前应该对舵机进行逐个校准，了解每个舵机指定的每个角度大概在什么地方，每个舵机所对应的同一角度很可能不指向同一方向，这个问题由很多原因导致，可能是舵机的机械原因，也可能是在安装机械臂过程中造成的安装角度不一致的原因。
2. 不能过分运用write()函数，如下代码：

   write(180);
   delay(1000);
   write(0);
   delay(1000);
   

   按道理舵机应该先运动到180°位置，再运动到0°位置，实现往复运动，但根据我的验证，write()函数的触发似乎还要判断步长对于我的舵机，如果步长过大，它就不会运行到指定位置，所以这里我的代码上是通过步长1°逐次实现的。
3. 当受到外界阻力作用时，舵机可能会停止响应，这点很坑。。。也是制约机械臂性能很大的一部分因素。几个场景：
   ①由于采取1步长，导致机械臂启停频率较高，每次启停都意味着对阻力的震动会产生，由于机械臂结构单薄，造成震动的传导异常迅速，机械臂支撑不起，经常会受到其他舵机震动的联动导致角度过载，导致舵机停止响应；
   ②舵机初始角度距离期望运行角度差距过大则不会去响应运行，这其实就是注意点2；
   ③舵机经常会在一开始不响应。。。需要人为手推一下。

机械臂三自由度抓取运动示例：

#include 

Servo myservo0;
Servo myservo1;
Servo myservo2;  // create servo object to control a servo
Servo myservo3;
int pos0,pos1,pos2,pos3 = 0;
void setup()
{

  myservo0.attach(0);
  myservo1.attach(1);
  myservo2.attach(2);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object
  myservo3.attach(3);
}

void loop() 
{ 

// myservo4.writeMicroseconds(0); 

// delay(10000); 
//取物流程
//底座运动
  for(pos0 = 0; pos0 < 90; pos0+= 1)
  {
    myservo0.write(pos0);
    delay(10);
  }  
  delay(1000);
//第一舵机运动 
for(pos1 = 0; pos1 < 10; pos1+= 1)
  {
    myservo1.write(pos1);
    delay(10);
  }
   delay(1000);
//第二舵机运动
for(pos2 = 30; pos2 < 150; pos2 += 1)
  {
    myservo2.write(pos2);
    delay(10);
  }
  delay(1000);

//爪夹运动
for(pos3 = 180;pos3 > 0; pos3 -=1)
{
  myservo3.write(pos3);
  delay(10);
}
delay(1000);

//爪夹夹紧
for(pos3 = 0; pos3 < 180; pos3 += 1)
{
  myservo3.write(pos3);
  delay(10);
}
delay(1000);

//第二舵机归位
for(pos2 = 150; pos2 > 30; pos2 -= 1)
  {
    myservo2.write(pos2);
    delay(10);
  }
  delay(1000);
//第一舵机归位
  for(pos1 = 10; pos1 > 0; pos1-= 1)
  {
    myservo1.write(pos1);
    delay(10);
  }
  delay(1000);
   
//底座归位
  for(pos0 = 90; pos0 > 0; pos0-= 1)
  {
    myservo0.write(pos0);
    delay(10);
  }
  delay(1000);   
}         

效果还行，但是机械臂时常需要手动防倒。。。可能还是机械臂太便宜了。。。。

手动实现，不通过库函数

待学习…

三. 树莓派移植