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Robotic arm with 6 DOF

by ancastrog, published

Robotic arm with 6 DOF by ancastrog Sep 10, 2012
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Summary

This is the low-cost prototype of a robotic arm with 6 DOF, 3D printers manufactured and designed using free software (OpenScad, Inksape..).

Instructions

You only have to print all parts and mount it with the instructions. Download the assembly instructions file and start it to mount.

if you want see how work , click here!
http://www.youtube.com/watch?v=JnvWSHTnrqo&feature=plcp
http://www.youtube.com/watch?v=BNnTyrpuFUY&feature=plcp

The file "robot arm printable.rar" contains all the files of OpenScad and .stl, ready to print.

The other file "robotic arm_freeCAD.rar" contains the robotic arm already mounted in FreeCAD

All the information that you need to control the robotic arm is in the file "Guide,PCB_and_control_programs.rar". It's contains the guide about all the caracteristics of the robotic arm and the process that you have to follow to calibrate it with the control's programs. All the information is in spanish, there isn't an english version.

The hardware that use is Arduino UNO, to read the position of the servos, you need make a PCB ( if only want move it, you don't need create the PCB) because have the signals multiplexed. The planes are in the same file of the control's programs. To open the planes, you need have OrCAD Layout to the PCB and OrCAD Capture CIS for the schematic of conection.

Another partner (http://www.thingiverse.com/CarlosRZambrana) was created a simulator to control the robotic arm , with three modes of funcionality, one mode of control is with a gamepad. I still haven't got the programs but I will upload this in the future when he pass me all the files to upload it. You can see the simulator in the pictures. If you want the simulator's files, you can wait my upload or send a message to CarlosRZambrana to get it, or ask him all doubt that you have about the simulator).

you can download the gripper from: http://www.thingiverse.com/thing:7109

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Buen dia!, una pregunta, es realmente necesario tener que trucar los servos para que el brazo robotico funcione? es que me da un poco de pendiente tener que abrirlos y estropearlos saludos!

How do get English Instructions for this cool arm?

Second for English Instructions. Project looks really cool! (Or at least web instructions so google can translate)

I know I'm years late on this, but it appears to be the best design I've seen here for the functionality I'm looking for so I'm in the middle of a print/build of this. So far I wanted to state I'm seeing tolerances on the parts that fit together that don't work. Looks like every hole needs to be filed down before things fit together. Is that normal for others? My printer is pretty dialed in so I don't think it's anything I'm doing wrong? printing at 0.3mm layers in PLA.

hey guy!
I would like to make one for me as assignment. Can you give me some feature of the servo rc. Then, I will appropriate ones to fit your robot arm prototype
I also got one problem. Which file (.stl or scad) can be printed

Hi! you can find the features of the servo inside the .pdf document and for print you must use the .stl file, the .scad it's the source file to modify it.

Thank you so much~ This helps me a lot.

Gracias amigo muy bueno !!!!

Does anyone have a list of hardware (screws nuts and bolts)??

What type of Hard ware do we use?

English instructions?

english instructions?

Hola, es posible utilizar una foto del robot para un artículo que estoy preparando? Citaría la página web y al autor, obviamente.

Claro , no hay problema en que lo utilices para tu artículo ;) un saludo!

Nice, Working on this now.

hola ancastrog queria saber como solucionaste el tema de las velocidades ? o solo se frena en el video por el hecho de que esta haciendo mucha fuerza ?o estas usando otro soft ? desde ya muchas gracias

Hola agus, no se muy bien a que te refieres con lo de las velocidades... utilizo los programas que aparecen en la documentación para controlarlo por el puerto serie del PC. En el vídeo el brazo se frena porque utilizo servos "trucados" para controlarlo en posición con realimentación, de manera que se la envío y al llegar a la posición se para. El control en velocidad no está implementado... está planteado como posible mejora, pero aún sin desarrollar. Puedes observar que algunos GDL van más lentos que otros, esto no es un control en velocidad, simplemente se les ralentizó porque durante las pruebas debido a la inercia que cogía el brazo al ir de una posición a otra bastante alejada, partía los dientes de los engranajes del servo por frenar bruscamente y se decidió "reducir la velocidad" en esos servos por software, pero no es un control en velocidad. Un saludo.

aaaaa claro !! eso es lo que yo veo en la reaccion de los servos ! van muy rapido y mi medio es romperlos ! como hiciste para hacer la realimentacion que me nombras ! te molesto por el hecho de que es parte de una linea de embotellamiento y no quiero pasar un mal momento en la presentacion... !! desde ya muchas gracias

Todos los pasos a seguir están documentados en el pdf que hay colgado junto con los archivos. Comentarte brevemente que es soldar un cable al potenciómetro interno del servo y leer la tensión que se obtiene, de manera que sacas la posición para ir controlando el movimiento del servo y saber si realmente llega o no a donde se le indica que debe ir.

Este brazo también lo podéis controlar mediante Android con mi aplicación Open Source para Armdudroid, o cualquier tipo de brazo robótico! Está muy bien, enhorabuena!

Esta es la página del código Arduino y de la aplicación Android http://www.whatakuai.com/six-servo-controller-android-app/http://www.whatakuai.com/six-s...

Un saludo!

muy buena aplicacion tienes la aplicacion o no es open source ? saludos :)

Gracias por el aporte!! me ha parecido ver que la aplicación sólo puede controlar 6 servos, el brazo requeriría 6 (uno para cada GDL)+1 de la pinza, a ver si la pruebo que tiene buena pinta! gracias de nuevo!

Gracias a ti por compartir este brazo! La aplicación controla hasta 6 servos, pero puedo modificarla sin problemas para que controle hasta los que quiera, podemos estar en contacto para cualquier duda o invención! Un saludo

gracias ancastrog !! consegui el programa entre en la pag de uc3m y estaba posteado. ahora el tema es tiene errores de escritura nose si son aproposito o no son errores sino que me falta algo en mi ubunutu. tengo un error de que me falta la libreria serialport.h y tengo 8 errores stray cuando lo compilo en qt creator. vos manejas este ambiente ? si es asi te paso el software. desde ya muchas gracias saludos.

hola ancastrog como estas ? quisiera saber si pudiste obtener el software para esta aplicación ya que he hecho todo el proyecto y me falta el simulador :/ si no es de ser así como pudiera solucionarlo al tema del manejo ? muchísimas gracias y muy lindo post te felicito :) un saludo.

Hola, gracias! no he logrado conseguir el simulador para controlarlo, la única forma de que puedas conseguirlo es poniéndote en contacto directamente con mi compañero que lo hizo (el enlace a su perfil esta en la descripción de arriba), si aún así no logras contactar con él, puedes programar con Arduino un programa que sea capaz de controlarlo, bien desde cero, o bien utilizando el programa que diseñé y que está colgado, de manera que tu programa solo envíe los comandos necesarios en cada momento a mi programa según lo necesite y que se encuentran explicados en el .pdf adjunto en los archivos de descarga.
Puedes programarlo de tal manera que muevas el brazo con potenciómetros. El único inconveniente de tener los dos programas (el tuyo y el mío, es que requieres de dos microcontroladores, uno para cada programa. Un saludo.

Hola ancastrog segun entiendo el programa que pones se llama FreedCAD con ese puedo abrir los archivos, yo el unico que uso es AutoCAD, el FreedCAD es en 3d verdad? Entonces no podria ver las medidas o si? Muchas Gracias de ante mano por el post tan bueno 10+!!

Hola, en autoCAD no sé si permite abrir los archivos y si se podría sacar las medidas... Las piezas están creadas con OpenSCAD. FreCAD se ha utilizado para realizar el ensamblaje de todas las piezas y crear el modelo tridimensional montado. FreCAD es un programa libre que permite crear diseños en tres dimensiones, tengo entendido que hay una herramienta (icono con forma de regla) que permite sacar un valor aproximado de las dimensiones, tomando longitudes entre dos puntos que selecciones, pero no se como es exactamente... Una posible forma, sería en OpenSCAD abrir el archivo y dibujar rectángulos tridimensionales de una determinada longitud, trasladándolos y rotándolos a lo largo de los tres ejes para sacar aproximadamente las medidas que te interesen con él... es un proceso bastante pesado, pero no he encontrado aún otra manera de obtener las medidas de manera sencilla a partir de las piezas creadas...

How do I get the measures and do it in solidworks?

Get the measures can be a hard work. I Know that there is programs that you can introduce the stl file and get the measures, but i don't know how it work. Other option is, with patiently review the OpenSCAD code.

what are the different servos used, i see some standard and some mini, unfortunately i have only 7 standard.

I used

  • 3 x S3003 Futaba (standar) for DOF 1,3
  • 1 x S3305 Futaba (High torque) for DOF 2
  • 4 x MG90S Tower Pro (mini) for DOF 4,5,6 and gripper.

If you only use standard servos for all, you must modify the pieces near the gripper because it is prepared for micro servos.

The razon is because the mini servos are less heavy than the standard, and for the DOF 2 you can put a servo with less torque than if you use only standar, doing the robotic arm more cheaper.

What sizes and forces of servos are needed?

If you download the file "guidePCB and_control_programs.rar" and open the file  "memoria_PFC_Brazo_AntonioCG.pdf"  in the page 29 can look one photograph with all information that need about the servos (Tabla 4 - Tabla servomotores, tipos y características)

It looks like you attempted to solve the inverse kinematics, but didn't look like you finished it for all 6 joints. I don't speak spanish so I don't know if it works in your control program. 

In fact the inverse kinematics is solved only for the 3 first links. 

I wonder if this arm could be used as a 6DOF digitizing arm is the servos vere replaced with potentiometers or optical encoders instead?

In fact it could. Maybe it is not the best structure for that (too solid?) but it could. We take the potentiometer signal out of the servos in order to record movements that then the arm replicates, and it works fairly well. 

Maravilloso brazo, alguna recomendaci
ón sobre los motores? me gustaría imprimirme uno. Habrá alguna forma de tener feedback (como para entrenarla moviendola/cinemática inversa)

Hola eried! acabo de subir un archivo donde est
á todo lo referente al brazo robótico ("Guide,PCB_and_control_programs.rar"). La única recomendación es que en el eslabón dos pongas un servo con buen par porque es el que más problemas puede dar, los servos que yo he utilizado se indican en el archivo subido. Dentro del archivo está también
el programa creado para el control del brazo por el puerto serie (USB) con Arduino UNO, aún así un compañero ha creado un simulador del brazo con su correspondiente modelo cinemático para su control, sus datos están en la descripción de arriba. Espero que el contenido del archivo te sea de g
ran ayuda ;)

This is beyond cool!

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