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图文组装
组装与调试

夹爪组装

夹爪结构、控制与对应装配步骤。

六、夹爪组装教程

建议配合对应视频学习,操作前先阅读本章注意事项。

一、准备工作

本节课将帮助大家把收到的末端夹爪套件组装成成品。组装完毕一共包含四类物品:

  • 主控盒:接收机械臂控制指令,控制负压吸盘与舵机夹爪
  • 负压吸盘:适合抓取表面平整的物体
  • 舵机二指柔性夹爪:适合抓取不规则物体
  • 视觉标定相关:
  • Aruco 视觉标定板
  • D435深度相机支架(注:夹爪套餐不含深度相机,配套相机支架仅适配D435深度相机。若后续课程使用其他型号,我们将提供对应支架设计方案。)
主控盒 负压吸盘 舵机二指柔性夹爪 视觉标定相关
夹爪组装 · 配图 1(点击放大) 夹爪组装 · 配图 2(点击放大) 夹爪组装 · 配图 3(点击放大) 夹爪组装 · 配图 4(点击放大)

负压吸盘装配效果图:

夹爪组装 · 配图 5(点击放大)

舵机二指柔性夹爪装配效果图:

注:配套相机支架仅适配D435深度相机。若后续课程使用其他型号,我们将提供对应支架设计方案。

夹爪组装 · 配图 6(点击放大)

操作步骤:

安装过程中手部保持清洁,干燥(尽量戴手套),否则可能引起器件短路、工作异常(如烧坏电路板)。

对于塑料零件,如果用电动螺丝刀请调低扭矩,手动扭的时候也不要太暴力,能紧固即可。

舵机夹爪扭矩较大,操作时请注意夹手。

  • 拆箱

准备必备工具:

名称 图示 推荐链接 作用
常规十字螺丝刀 常规十字螺丝刀 / 拧自攻螺丝
2mm一字螺丝刀 2mm一字螺丝刀 推荐链接 拧4P插头微型螺丝,建议直径2mm
内六角扳手套件 内六角扳手套件 推荐链接 安装各种内六角螺钉
尖嘴钳 尖嘴钳 推荐链接 辅助安装螺母
剥线器 剥线器 推荐链接 电子线接线用
焊锡枪 焊锡枪 推荐链接 接线
锡焊膏 锡焊膏 推荐链接 焊接
打火机 / / 热缩管收缩用
剪刀 / / 剪断电子线

二、装箱单(零件介绍)

请点击这里查看。

三、组装步骤

3.1 必备知识

  • 机械臂底座已经预留4P扩展口,4分别对应(12V+、GND、CAN_H、CAN_L),我们的夹爪需要用这个扩展口供电、通信。

夹爪组装 · 配图 14(点击放大)

  • 如下电路连接示意图:
  • 输入电压是12V,电路一共需要4种电压,分别由2个DCDC降压模块转换:
  • 12V:真空泵、三通电磁阀
  • 7.4V:舵机
  • 5V:继电器、CAN收发器模块
  • 3V3:STM32开发板
  • 控制指令路由方向:计算机上位机 ---> 机械臂4P拓展口 ---> CAN收发器模块 ---> STM32开发板,再通过2个芯片管脚控制
  • C14:高低电平信号,控制继电器通断,从而控制真空泵、三通电磁阀启停
  • A1:PWM脉冲,控制舵机运动角度
  • 处理好接地,尤其不要忘了
  • 为了确保PWM信号有一个稳定的参考,避免信号失真和舵机动作异常,舵机的地还需要与STM32的地接一起

夹爪组装 · 配图 15(点击放大)

3.2 控制盒组装

控制盒主要是连线,请务必看懂上面的接线示意图,否则容易接错、短路。建议参考视频教程接线组装,装配示意图:

  • 大部分引脚连线用杜邦线、热缩管即可
  • 如果希望加强连接效果,建议用锡焊枪

夹爪组装 · 配图 16(点击放大)

实际效果图:

夹爪组装 · 配图 17(点击放大)

3.3. 负压吸嘴组装

效果图:

夹爪组装 · 配图 18(点击放大)

3.4 舵机二指夹爪组装

按照视频教程装配即可:

  • 先安装舵机四根M3x20螺丝(30041)

夹爪组装 · 配图 19(点击放大)
* 安装齿轮左连杆

  • 这里使用十字沉头螺丝 M3x18(30042)
  • “L”字朝上
  • 连杆和支架支架有M3x7x1垫片(30040),降低摩擦力,拧螺丝时候需要压紧齿轮左连杆,否则连杆会被螺钉顶起

夹爪组装 · 配图 20(点击放大)
* 用M3螺母(30037)预先紧固舵机,但不拧死,使舵机可以左右平移

夹爪组装 · 配图 21(点击放大)
* 安装齿轮右连杆与舵盘

  • 四根螺丝:M3x8(30044)
  • “R”字朝上

夹爪组装 · 配图 22(点击放大)
* 舵机三根导线接线,上电三秒后,舵机会自动运动到90度(你也可以用校准上位机去设置角度),不要断电,保持舵机位置,方便定位安装连杆
* 将齿轮右连杆舵盘嵌入舵机

  • 不要断电
  • 把舵机往右拨一些,不然齿轮间隙太小不好装
  • 将左连杆和右连杆内侧(标黄区域)边缘与后面主支架面(标黄区域)大致垂直

夹爪组装 · 配图 23(点击放大)
* 上紧舵盘螺丝M3x14(30043)

夹爪组装 · 配图 24(点击放大)
* 再将舵机往左拨,使齿轮尽量啮合,同时紧固固定舵机的四个M3螺母
* 装好柔性夹爪

四根螺钉:M3 x 30(30038)

夹爪组装 · 配图 25(点击放大)
* 装好剩下部分

夹爪组装 · 配图 26(点击放大)
* 将下图夹爪端侧安装在机械臂末端法兰

四根螺丝:M3x8(30044)

夹爪组装 · 配图 27(点击放大)
* 将M3x14和螺母嵌入相机支架螺丝孔:

夹爪组装 · 配图 28(点击放大)
* 最终效果图:

注:配套相机支架仅适配D435深度相机。若后续课程使用其他型号,我们将提供对应支架设计方案。

夹爪组装 · 配图 29(点击放大)

四、测试

请先将校准测试上位机更新到 V0.9.2以上

4.1 负压吸盘测试

使用测试校准上位机(去资料中心下载) - 夹爪控制,测试负压吸盘是否正常,比如可以用它抓取表面平整的物体(如手机)、再释放看看是否正常。

夹爪组装 · 配图 30(点击放大)

4.2 舵机夹爪测试

舵机由0度增大后,夹爪会抓紧:

舵机0度位置 舵机夹紧位置(约90度)
夹爪组装 · 配图 31(点击放大) 夹爪组装 · 配图 32(点击放大)
  • 我们需要:
  • 找到一个临界角度,可以使夹爪抓紧
  • 同时防止舵机堵转电流过大,发热严重,损坏舵机,所以这个临界角度不能过大
  • 为了找到这个边界角度,我们可以使用测试校准上位机:
  • 如果你按照前序标准步骤安装,舵机运转到90度已经接近临界角度
  • 你可以每次加1~2度的方式找到这个临界角度,以后使用中,尽量不要长时间超过这个角度(比如我的是95度左右)
  • 其他补充信息:
  • 使用API调用舵机夹爪,范围是:0~110,超过会自动截断

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