Main Robotique V1

Ce projet a été mon projet de fin d'étude secondaire, ceci est la version 1 et ce tutoriel vous permettra de créer une main robotique contrôlée par un gant avec des capteurs de flexion.

Les mouvements de doigt du gant seront transmis à la main robotique par ondes radio, puis des moteurs, à l'aide de fil, reproduiront le mouvement du gant.

afin de procéder nous avons besoin de

Mécanisme:

1. Du fil de pêche (ou autre type de fil avec une bonne résistance à la tension)
2. Cordon élastique 0.8mm max

Électronique:

1. 5x capteurs de flexions 4.5 pouces
2. 2x Arduino Uno
3. 5x résistor 47KΩ
4. 2x breadbord ( ou PCB)
5. Plusieurs câbles
6. 2x module d’émetteur-récepteur nRF24L01
7. Gaines en caoutchouc
8. 5x servomoteurs

Outils:

1. Fer à souder
2. Super glue
3. Colle chaude
4. Matériel de couture
5. Imprimante 3D
6. Gant

Les modèles 3D ont été pris du projet open source InMoov, le premier robot grandeur nature imprimable en 3D par tout le monde. Dans ce cas-là, nous ferons juste ça main.

Pour la pièce wrist large, vous pouvez l'imprimer sans support s’il est trop difficile de les enlever sans utiliser du filament PVA dissolvable.

De plus, identifier chaque pièce des doigts aide beaucoup à ne pas s'y perdre.

Pour la pièce RobRing (les petits cercles bleus sur l'image), étant utilisé comme palonnier du servomoteur, il serait préférable d'utiliser les embouts vendus avec le servo, si vous les avez, tant mieux, sinon il faudra imprimer ces pièces.

ÉTAPE 1:

1. La première étape est d'assembler les doigts, pour cela, vous avez besoin de super glue, de trombones et de suivre l'ordre d'assemblage indiqué par les images numérotées ci-dessus. Répéter cette étape pour chaque doigt. (Faites attention au sens des pièces lorsque vous collez avec la super glue)
2. Ensuite, je vous conseille de faire passer les fils en premier pour faciliter le déroulement du reste. Pour ce faire, vous devez faire passer le fil de pêche et le cordon élastique par l'extrémité des doigts jusqu'au bas et faire un nœud entre les deux fils pour qu'ils ne partent pas au-dessus des doigts (ou bien utilisez de la colle afin de fixer le tout). Pour l'instant, il ne sera pas nécessaire de mettre les petits bouts arrondis au bout des doigts afin de faciliter le travail si des fils doivent être remplacés.

ÉPTAE 2:

1. Puis, vous aurez besoin de boulons et de vis afin d'assembler la partie doigt et paume. Pour ce faire, insérez les vis comme illustrées sur l'image ci-haut, puis serrez le boulon pour que les deux parties soient stables.
2. Ensuite, il faut enrouler les cordons élastiques autour du boulon tout en vérifiant que les cordons ne soient ni trop ni pas assez tendue afin qu'ils servent en tant que ressort aux doigts. Pour faciliter le travail, j'ai fait les nœuds en même temps de mettre la vis. Vous devez aussi faire cette étape pour la liaison paumes-poignée.

ÉTAPE 3:

1. La troisième étape correspondra au montage de l'avant-bras. Si tout a été bien fait, il devrait vous rester 5 fils pour chaque doigt, ils doivent être passés dans l'avant-bras. Pour ce montage, vous aurez besoin de super glues afin de collé les deux parties de l'avant-bras ensemble et celle-ci au poigné.
2. Puis il faudra installer la partie plus large du support du servomoteur vers la main afin que le tout rentre avec un petit coup de limage au besoin. Le dessus de l'avant-bras n'est pas nécessaire pour l'instant afin de faciliter l'installation des moteurs.

Pour plus de précision, veuillez consulter la section assemblage du site d'inmoov ou les schémas d'assemblages

Avant de faire le branchement, il faut placer les servomoteurs comme dans l'image ci-haut. Chaque place assignée à un servomoteur a un espace où faire passer les fils.

Afin de les fixer, juste des petites vis seront nécessaires pour viser dans le support, seulement 2 vis par servomoteur seront suffisantes. Les palonniers (embout) des servomoteurs ont été imprimés en 3D, mais il serait mieux de le faire avec ceux d'origine, car il est plus dur de fixer l'engrenage de la pièce imprimer avec celui du servomoteur. Si la pièce a été imprimée, un coup de colle chaude fixera les deux, mais le mieux encore une fois serait d’utiliser ceux vendus avec le servo.

Ensuite, il suffit d'enrouler les fils autour du palonnier du bon servomoteur jusqu'à avoir une bonne tension dans les fils ( à peu près comme un fil de guitare) et de faire un nœud pour que la rotation du moteur entraine bien le pliement du doigt. Le servo en bas a gauche avec le fil de l'auriculaire, celui en bas a droite avec le fil du pouce, celui en haut a gauche avec le fil de l'index, celui en haut au milieu avec le fil du majeur et celui en haut a droite avec le fil de l'annulaire.

Maintenant pour le circuit électronique, veillez suivre le branchage effectué sur le schéma ci-dessus soit:

1. fil jaune: Analog (A1,A2...)
2. fil rouge: alimentation (5v)
3. fil noir: ground (GND)

Comme la main robotique sera contrôlée par onde radio, un émetteur-récepteur doit d'être branché au microcontrôleur comme indiqué dans la légende sur l'image du module juste au-dessus:

1. Vcc: 3.3V
2. GND: GND
3. CE, CSN, SCK, MOSI, MISO: sur les pins digitaux de 1 à 13

Ça sera tout pour la partie électronique de la main robotique.

Pour faire fonctionner les capteurs de flexions, nous aurons besoin d'un diviseur de tension afin que les capteurs de flexions sois compatibles avec l'Arduino Uno, dans mon cas, j'ai utilisé des capteurs de 47kOhm installer sur un PCB pouvant facilement être installé sur un gant, mais, vous pourriez très bien utiliser un breadboard.

Pour ce faire, je me suis aidé de bandelette d'étain afin d'alimenter toute une bande positivement et négativement, puis j'ai effectuer le branchage comme illustré sur le schéma, a noté que la branche droite du capteur est le VCC et la gauche le GND.

Par la suite, afin de coller le circuit sur ce gant, j'ai utilisé de la colle chaude pour le circuit imprimé et le Arduino Uno et pour les capteurs de flexion j'ai cousu les capteurs afin qu'il ne bouge pas (des zip tight seraient aussi une option).

Une fois les pièce assemblé, que les composant on été branchés adéquatement et que le gants est prêt, il reste plus qu'à faire le code. Pour cette étape, il faut faire attention a bien assigné chaque servomoteur et capteur de flexion au pin auxquelles il est branché. Plus d'instructions sont mises en commentaire du code.

Voila le code utilisé pour le transmetteur ( le gant) et le récepteur(la main robotique)