Braço Robótico Simples (Robotic Arm + Leap Motion) / Laser Cutter

Segue uma maneira simples para construir um braço robótico de 3 eixos + garra, que pode ser usado em diversos experimentos e acionado de diversas maneiras com Arduino.
Todas as peças usadas foram cortadas em uma cortadora a laser, e os servo-motores utilizados são bem comuns no mercado, então você não terá problema com materiais! =)

Step 1: Passo 1) Cortar Todas As Peças Em Uma Cortadora a Laser

O desenho segue anexo ao projeto, já em formato .dxf, que é o formato que uma cortadora a laser tradicional lê. Escolha o material que quiser, pesquisando quais materiais são mais apropriados para a cortadora que você irá utilizar e tomando cuidado para que as peças não fiquem muito espessas.

Eu fiz com madeira Eucatex 3mm, um material bem fácil para cortar esteticamente interessante para o Braço. Mas outros tipos de madeiras são também interessantes, assim como alguns tipos de acrílico.

Segue também o arquivo aberto em Inkscape, caso você queira modificar o tamanho ou o layout das peças.

Step 2: Passo 2) Início Da Montagem!

Começaremos pela base, juntando o encaixe dos quatro apoios impressos, juntamente com as duas tampas da base, tomando sempre o cuidado para que o lado mais liso da madeira fique à mostra.

Já podemos inserir o primeiro servo-motor na base, parafusando seu encaixe na madeira. Os três servo-motores utilizados são classificados como 'grandes', com encaixe de 4cmX2cm, e pode ser encaixado exatamente no buraco da peça da base.

Step 3: Passo 3) Montagem Do Ombro

Fixe o motor com parafusos nas duas peças de apoio e, logo em seguida, como na foto, fixe a peça inteira nos dois suportes de 'base' para este segundo motor, que estamos chamando de 'ombro'.

Para encaixá-lo na base, fixe um dos suportes que já vem com o próprio servo-motor, para encaixar o módulo 'ombro' na base do Braço Robótico, já montada.

Step 4: Passo 4) Montagem Do Ombro E Cotovelo

Assim como fizemos no encaixe da base do servo-motor 'ombro' na base do Braço Robótico, fixamos um encaixe circular fornecido juntamente com o servo-motor para encaixar a primeira peça comprida ao servo 'ombro'.

Da mesma forma, fazemos com o encaixe do 'cotovelo'.

Step 5: Passo 5) Montagem Da Garra

Na garra, usamos um servo-motor considerado 'pequeno', de baixo torque e baixo peso, e encaixamos a primeira engrenagem diretamente no eixo no motor, através do encaixe fornecido juntamente com o servo.

Usamos três peças iguais de madeira como base da garra para nivelar as duas engrenages.

Step 6: Passo 6) Ajuste Dos Motores E Pronto!

Com o Braço montado, você precisará apenas fazer ainda o ajuste dos servo-motores, para garantir que o curso 0 a 180 graus (ou outro range que queira) seja possível de ser executado pela montagem.

Você pode também ir setando os servo-motores ao longo da montagem.

Step 7: Escolha Um Controle!

Eu testei este Braço Robótico com dois tipos de controle, e deixo os códigos para download abaixo, usando Arduino, bem como um vídeo de demonstração:

1) Com Potenciomêtros - controlando cada motor (eixo de rotação) a partir da resistência variável de um potenciomêtro, sendo 4 ao total: um para a base, um para o "braço", outro para o "cotovelo" e um para a garra.
O código para download foi escrito para Arduino.

2) Com Leap Motion - O Leap é um sensor que identifica o movimento das mãos e dos dedos, com uma ótima resolução. É possível usar um código em Javascript para processar a leitura do sensor e enviar as informações para um Arduino, codificado com um Firmata Standart (código da documentação oficial do Arduino que faz a leitura constante dos dados enviados pela porta serial), que controla os motores. Neste código, cada motor é ligado ao movimento de um eixo das mãos, e a garra é acionada pelo movimento de dois dedos.
Código disponível para download, e segue também vídeo de demonstração.

Para rodar o código app.js, é necessário instalar o node.js com o modulo Johnny-five.