Introduction: 組裝和設定你的 MeArm

meArm 課程是很適合學生入門與進行進階編程課程的套件。在我們的課程中,我們準備了相關套件,除了讓學生進行組裝與機械結構的認識之外,後續還會配合軟體的操作課程,進行 S4A (Scratch) 和 Ardublock 的編成練習。

本課程的組件主要參考 meArm 的原設計者 Phenoptix 所分享的開源組件 V0.41 進行改良,組裝過程您也可以參考 Phenoptix 分享的 「Pocket Sized Robot Arm #meArm V0.4」進行參考。另外,「MeArm的組裝紀實」中,也整理了組裝過程時,需要您注意的事項。最後,在搖桿的選擇上,除了 Arduino 常見的搖桿之外,我們的課程是利用電位器(可變電阻)進行舵機的控制,這一部分的組裝您也可以先閱讀「利用電位器控制 meArm」這一篇分享文。

利用 meArm 進行編程學習,要感謝 連宏城 老師的大力推動與分享,我們的課程內容主要也是利用了連老師的課程經驗,加以調整為適合中小學學生的內容。連老師同時有提供更完整的組件(meArm.Joystick),有興趣的朋友可以直接在連老師的 meArm.Joystick 官網上查詢相關資源。

Step 1: 設備清單

  1. 20mm x 4
  2. 12mm x 6
  3. 10mm x 1
  4. 8mm x 16
  5. 6mm x 8
  6. 銅柱(或尼龍柱) x 7
  7. 螺帽 x 14
  8. 伺服馬達(舵機) x 4
  9. Arduino主板 x 1
  10. Arduino Sensor Shield V5.0 x 1
  11. 麵包板 x 1
  12. 電位器(可變電阻) x 4

PS. 在組裝過程中,將視實際狀況有所調整配件內容。施作時壓克力是易碎的塑膠品,要小心施力,避免破裂

Step 2: 安裝底座與底座旋轉馬達

使用零配件:

底座:

  1. 20mm螺絲*4
  2. 螺帽*4

舵機固定:

  1. 8mm螺絲*2


說明:

舵機需要由圓形的舵機固定架(a)與8mm螺絲將其固定在底座上,圓形舵機固定架共有 a、b、c 及備品共四個。固定好的底座與底座舵機如圖4。

組裝舵機後,請預先將舵機的齒輪依順時鐘方向旋轉至底,方便後續組裝。

註:
底座舵機標準接法的出線位置是往後,但在調整過配重與舵機齒輪連接位置於外側後,將底座舵機接線的出線位置改成往前,更有助於後方旋轉空間與接線。供您參考。

Step 3: 第一顆馬達 & 左臂

使用零配件:

  1. 馬達固定:8mm螺絲*2。
  2. 左臂支架(白色馬達轉軸):攻牙螺絲*2。
  3. 左臂關節:6mm螺絲*1,。

說明:

安裝時將用到左側側板、左側舵機旋轉支架(d)、連桿(1)、圓形舵機固定架(b)。組裝舵機前,請務必將舵機齒輪依順時針方向旋轉至底。組裝連桿時,請注意舵機支架與側板的組裝位置(如圖三);組裝完成後,將連桿與支架旋轉至如圖一的位置,方便後續組裝。

安裝時注意舵機線的位置,線會從前方繞回(參考圖四)。

Step 4: 安裝右臂

使用零配件:

  1. 馬達固定:8mm螺絲*2。
  2. 右臂1號支架:6mm螺絲*1。
  3. 右臂支架(白色馬達轉軸):攻牙螺絲*2。

說明:

安裝右臂時需要用的機構組件是:右側側板、A2手臂主要支架、連桿(2)、圓形舵機固定架(c)。組裝舵機時,也必須將舵機齒輪依順時鐘方向旋轉至底。最後將支架調整如圖二示意位置。

Step 5: 安裝左、右臂與底座

左臂+底盤

  1. 左臂側板:12mm螺絲*2,螺帽*2。
  2. 底座(白色馬達轉軸):攻牙螺絲*2。

安裝中間手臂支架(A1)

  1. 中間支架(h)與手臂主要支架(A1)固定:6mm螺絲*2。

右臂+底盤

  1. 右臂側板:12mm螺絲*2,螺帽*2。

說明:

組合左右側板與中間支架(h),在組裝過程需要注意方向性,中間支架位置略偏向左側,前後檔板( g、f )位置的支架固定孔位也是需略偏左側,安裝妥適後才進行螺絲(12mm)固定。

底座的舵機支架,請安裝於底座下方外側(如圖五),可以有效提高手臂轉台高度,避免手臂卡住,同時提高維修的便易性。

Step 6: 安裝中間支架 & 與基座合體

使用零配件:

  1. 中間支架:12mm螺絲*2,螺帽*2。
  2. 支桿一 :6mm螺絲*1。
  3. 支桿二:6mm螺絲*1,8mm螺絲*2。
  4. 底座連接:攻牙螺絲*1。

說明:

這一過程比較簡單,只要注意A1、A2支架的孔位,慢慢套上支架固定板(A3),用螺絲鎖緊即可。中間支架在安裝時需要注意孔位與方向性。

連結旋轉台與底座時,請注意:1.確認底座舵機齒輪已經順時鐘旋轉至底,2. 將手臂旋轉台於底座的3點鐘方向合體(如圖四)。

Step 7: 安裝手臂兩側支桿

使用零配件:

  1. 支桿一(如圖一) :6mm螺絲*2。
  2. 支桿二(如圖三):6mm螺絲*1,8mm螺絲*2。

說明:

安裝左側支桿時比較容易,如圖二,只需要將支桿利用螺絲固定好即可。有側支桿須注意手臂移動時的相對位置,在三角支架的後端需再加一個圓形墊片,才能讓手臂移動順暢(參考圖四)。三角支架連結主要支架與右側側板後連桿,安裝時請特別注意螺絲旋入的方向與長度。

Step 8: 安裝手臂夾具

使用零配件:

  1. 馬達座固定:8mm螺絲*4。
  2. 上夾具於支架上:8mm螺絲*2。
  3. 夾具爪子固定:6mm螺絲*2。
  4. 夾具馬達控制臂:攻牙螺絲*2,6mm螺絲*1,10mm螺絲*1。

說明:

安裝夾具時,注意舵機出線是由前方出線(V0.41),夾具需固定於支桿上,所以在套裝夾具時,要注意套裝支桿連接套件( i、j ),固定夾具支桿時,螺絲不要鎖太緊(如圖五),方便後續支桿的安裝。

固定好夾具舵機後,在安裝左右夾具(套件上方有註明位置),同時確定夾具的舵機齒輪依順時鐘方向旋轉至底。

將左右夾具套件略開(如圖七),再將夾具連桿固定於夾具上,另一端請小心依齒輪與齒孔位置固定好,完成後如圖八,夾具可以正常開合為止。再將整合組裝好的手臂夾具安裝置手臂支桿上,完成手臂套件安裝(如圖九)。

Step 9: 固定控制板與擴展板

將尼龍底座利用3mm螺帽固定於底座上,再將 Arduino 控制板安裝於尼龍柱上,最後安裝好擴展板,基本的機構安裝就完成了。

後續操控桿部分,您可以購置 Keyes (科易)紅板的搖桿(如圖三),本課程則將利用電位器(可變電阻)作為手臂的操控桿(如圖四)。有關電位器的安裝與設定請詳閱圖五電路圖,或參考「利用電位器控制 meArm」的內文敘述。

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vinz3nt (author)2015-04-02

wow, really clear instructions!

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