基于Arduino的平衡車機械臂

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引言

在這篇文章中，我們將一起探索如何構(gòu)建一個兩輪驅(qū)動的機器人車，并配備有一個機器人臂，這個項目適合初學者，并且可以在動態(tài)環(huán)境中執(zhí)行各種操作任務(wù)。這個項目在摩洛哥的Orange Digital Center開發(fā)，這是一個致力于促進創(chuàng)新、創(chuàng)造力和快速原型制作的場所。在這里，個人和團隊可以訪問到最先進的工具，包括3D打印機、激光切割機以及各種電子和機械資源。本文將詳細介紹所需的材料、步驟以及如何測試和組裝這個機器人。

材料準備

在開始構(gòu)建兩輪驅(qū)動車與機器人臂之前，我們需要準備以下硬件：

1. 面包板 - 用于無需焊接即可制作臨時電路的板。
2. 藍牙模塊（HC-05或HC-06） - 用于通過藍牙進行無線通信。
3. L293D電機驅(qū)動器 - 用于控制電機的方向和速度。
4. PCA9685伺服驅(qū)動器 - 一個16通道，12位PWM驅(qū)動器，用于控制多個伺服或LED。
5. SG90伺服電機（x5） - 常用于機器人技術(shù)中的迷你伺服電機。
6. Arduino Uno - 基于ATmega328P的流行微控制器板。
7. 開/關(guān)開關(guān) - 用于控制電路電源的基本開關(guān)。
8. DC電源插孔 - 用于Arduino板的電源輸入。
9. 18650鋰離子電池（x2） - 每個額定為2200mAh和3.7V的可充電鋰離子電池。
10. 兩輪機器人車套件 - 包括構(gòu)建基本兩輪機器人所需的組件，具有電動輪和平衡輔助輪。
11. 3D打印機器人臂 - 由3D打印部件組成。我們將在3D建模部分提供STL文件。
    
    
    

步驟1：操作兩輪驅(qū)動電機

首先，我們需要連接L293D電機驅(qū)動器來控制電機的方向和速度。具體連接如下：

• 將L293D的VCC1引腳（Pin8）連接到Arduino的5V引腳，為L293D的邏輯電路供電。
• 將L293D的GND引腳（Pin 4和Pin 5）連接到Arduino的GND引腳。
• 將L293D的VCC2引腳（Pin 16）連接到電池的正極，為電機供電。
• 將L293D的GND引腳（Pin 12和Pin 13）連接到電池的負極。
• 將第一個直流電機的一個端子連接到L293D的OUT1（Pin 3）。
• 將第一個電機的另一個端子連接到L293D的OUT2（Pin 6）。
• 將第二個直流電機的一個端子連接到L293D的OUT3（Pin 11）。
• 將第二個電機的另一個端子連接到L293D的OUT4（Pin 14）。
  

步驟2：設(shè)計3D打印的機器人臂部件

接下來，我們需要使用CAD軟件設(shè)計機器人臂的每個部件，使其符合所需的尺寸和功能。機器人臂由幾個關(guān)節(jié)組成，可以進行旋轉(zhuǎn)、彎曲和伸展等動作。

步驟3：使用PCA9685驅(qū)動器測試伺服電機

在這一步中，我們將使用PCA9685伺服驅(qū)動器測試伺服電機。PCA9685允許精確控制多個伺服，非常適合控制機器人臂的關(guān)節(jié)，確保它們正確響應(yīng)。這將有助于在最終組裝前驗證臂的運動并確保伺服電機正常工作。

步驟4：使用PCA9685驅(qū)動器和藍牙通信測試伺服電機

這一步我們將測試伺服電機，并使用藍牙模塊無線發(fā)送命令到伺服電機，確保它們正確響應(yīng)。這將有助于在最終組裝前驗證臂的運動并確保伺服電機正常工作。

步驟5：配置藍牙控制應(yīng)用

在這一步中，我們將配置藍牙應(yīng)用以與Arduino通信，并上傳代碼到Arduino板。這將建立應(yīng)用和伺服電機之間的連接，允許你通過應(yīng)用界面測試和微調(diào)機器人臂的控制。

步驟6：組裝和測試機器人

在這一步中，我們將組裝機器人的所有組件，包括兩輪底盤、機器人臂、伺服電機和電子設(shè)備。兩輪底盤也通過藍牙使用相同的應(yīng)用進行控制，特別是使用滑塊6（標記為Servo6）。

步驟7：測試

這是一個偉大的教育項目，有很多修改的空間。你可以使用更大的5V伺服電機來擴大兩輪機器人或機器人臂的規(guī)模。另一個修改可能涉及將標準輪子換成全向輪或麥克納姆輪，使機器人平臺更加靈活。當然，這些修改將需要對3D模型和代碼進行調(diào)整。一個潛在的改進可能是機器人臂的速度。通過更好的編程，手臂可以更快、更平滑地移動。如果手臂移動得太慢或有抽搐動作，可能是由于電池電量低。更換電池應(yīng)該可以解決這個問題。我希望這個項目能幫助你學到新東西，最重要的是，玩得開心！

希望你喜歡這個項目，并在構(gòu)建過程中找到樂趣！如果你有任何問題或需要幫助，歡迎在評論區(qū)交流。

作者：Svan.

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