超級(jí)精確的300歐元機(jī)械臂

描述

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背景

對(duì)我來說，這是一個(gè)非常漫長(zhǎng)的項(xiàng)目。然后我使用邏輯門來解釋每個(gè)電機(jī)是否在正確的位置，或者電機(jī)是否應(yīng)該順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)以到達(dá)正確的位置。這很好用，但由于電機(jī)要么全開要么全關(guān)，因此控制非常不穩(wěn)定。所以我繼續(xù)尋找完美的伺服黑客。今天我認(rèn)為我已經(jīng)達(dá)到了足夠好的程度。

理論

常規(guī)愛好伺服的控制系統(tǒng)看起來像這樣：

愛好伺服的典型控制回路

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這種控制方案擅長(zhǎng)在位置之間保持和快速移動(dòng)，但不太擅長(zhǎng)遵循平滑的預(yù)定義運(yùn)動(dòng)。當(dāng)你建造機(jī)器人時(shí)，這就是你想要的。

工業(yè)伺服控制器改用基于級(jí)聯(lián)的控制方案。這是這個(gè)項(xiàng)目中使用的控制方案，它看起來像這樣：

項(xiàng)目主控回路

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這種方法的主要好處是它還考慮了速度和扭矩。這允許更嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)跟蹤。

背隙控制

在處理廉價(jià)變速箱時(shí)，反沖總是一個(gè)問題。該項(xiàng)目中的黑客伺服系統(tǒng)使用兩個(gè)編碼器來補(bǔ)償反沖。輸出軸上有一個(gè) AS5048a 磁性編碼器，直流電機(jī)內(nèi)部有一個(gè)定制光學(xué)編碼器。在電機(jī)內(nèi)部安裝額外編碼器的好處是獲得更高的分辨率和無間隙的主控制回路。如果只使用 AS5048a 進(jìn)行控制，反沖將作為時(shí)間延遲進(jìn)入控制回路。這限制了控制回路的性能。

反向間隙補(bǔ)償是通過移動(dòng)主控制回路的參考位置來完成的，以便輸出編碼器到達(dá)正確的位置。

直流電機(jī)內(nèi)部光學(xué)編碼器

電機(jī)蓋中有兩個(gè) ITR8307 傳感器

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偏離中心的紙片粘在轉(zhuǎn)子上

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直流電機(jī)上的定制蓋子

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指示

有關(guān)詳細(xì)信息和分步說明，請(qǐng)參閱存儲(chǔ)庫根目錄中的README.md

帶有 3D 打印部件的伺服變速箱

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評(píng)論軟件

這個(gè)項(xiàng)目使用我的 ThreadHandler Arduino 庫，我發(fā)現(xiàn)它非常有用。您可以在此處閱讀更多相關(guān)信息 (https://create.arduino.cc/projecthub/adamb314/interrupting-thread-handler) 。