Roboterarm

Projektbericht zur Steuerung eines Roboterarms mit Arduino

In unserem Projekt haben wir uns mit der visuellen Wahrnehmung von Arm-Bewegungen und der technischen Übersetzung befasst. Ziel war es, die Bewegungen über einen Roboterarm mithilfe von Arduino wiederzugeben. Hierfür nutzten wir einen Leap Motion Sensor zur visuellen Wahrnehmung, der die einzelnen Positionen des Arms und der Hand bestimmte. Für die technische Übersetzung auf Arduino berechneten wir mithilfe von JavaScript und den Positionen des Leap Motion Sensors die sechs Winkel für eine flüssige Übersetzung.

Materialien:

3x 35KG Digitaler Servomotor Vollmetallgetriebe-Servo

1x 20KG Digitaler Servomotor Vollmetallgetriebe-Servo

2x MG90S Micro Servomotor kompatibel mit Arduino

Leap Motion Controller

Holzplatte Kiefer 4mm

Funktion

Datenerhebung:

Der Leap Motion Sensor ist ein kleines Gerät, das in der Lage ist, die Bewegungen der Hände und Finger präzise zu erfassen. Durch die Verwendung von Infrarottechnologie und speziellen Kameras erzeugt der Sensor ein dreidimensionales Abbild der Handbewegungen in Echtzeit. Über den Leap Motion Sensor bestimmten wir live die Position der Hand und des Arms im Raum sowie die Griffstärke während der Bewegung und gaben diese über eine Websocket an den Computer weiter.

Berechnungen:

Mit den von der Leap Motion erhobenen Daten berechneten wir mithilfe von JavaScript die Radien, indem wir die Handposition und die Länge unserer Armsegmente verwendeten. Diese Radien wurden übereinandergelegt, um ihre Schnittpunkte zu ermitteln, die den Positionen der Gelenke entsprachen. Anschließend fügten wir zwischen den ermittelten Schnittpunkten unsere Geraden hinzu und berechneten so die Winkel für die einzelnen Gelenke.

Datenübersetzung:

Die berechneten Winkel wurden als String über den Serial Port an unseren Arduino gesendet. Der Arduino spaltete diesen String in sechs Werte auf und sendete sie als Integer an die einzelnen Servos. Dadurch imitierte der Roboterarm live die Bewegungen der Hand, die wir mithilfe des Leap Motion Sensors wahrgenommen haben.