第1步：工具和材料

此項(xiàng)目使用了以下工具和材料：

工具和材料：

焊鐵和焊絲。我不得不將一些端子焊接到Nunchuk的電線上，以便將它連接到Arduino;

收縮管。使用一些收縮管來(lái)更好地隔離導(dǎo)體;

螺絲刀。使用一些螺栓和螺母安裝結(jié)構(gòu);

6軸機(jī)械桌面機(jī)械臂（鏈接）。這個(gè)很棒的工具包已經(jīng)有幾個(gè)組件，如下所述。它可靠且易于組裝;

12V電源（2A或更高）;

ESP8266-01 （鏈接/鏈接）。它被用作“WiFi調(diào)制解調(diào)器”。它接收來(lái)自控制接口的信號(hào)，由Arduino執(zhí)行;

公母跳線（5線）;

Arduino Mega （鏈接/鏈接/鏈接）。請(qǐng)注意，我使用的機(jī)器人手臂套件還有一個(gè)已經(jīng)附帶此Arduino板的板和控制器束。如果您沒(méi)有使用這些套件，您也可以使用其他Arduino板;

Sain Smart 6軸機(jī)械桌面臂已經(jīng)附帶以下組件：

Arduino Mega 2560 R3（鏈接）

控制板屏蔽（鏈接）

NRF24L01 +無(wú)線收發(fā)模塊（鏈接）

MPU6050 3 -axis陀螺儀和3軸加速度計(jì)（鏈接）

71 x M3X8螺絲

47 x M3螺母

2 x U支架

5 x伺服支架

4 x 9kg伺服（鏈接）

2 x 20kg伺服（鏈接）

6 x金屬伺服托盤

3 x U支架

21 x直角支架

3 x法蘭軸承

1 x夾具

您可能會(huì)在線找到其他機(jī)器人手臂套件（鏈接），甚至可以自己設(shè)計(jì)。例如，有一些可以3D打印的精彩項(xiàng)目。

在下一步中，我將向您展示如何在連接電路之前組裝臂套件。如果您沒(méi)有類似的套件，請(qǐng)隨意跳一些步驟。您可以使用另一個(gè)機(jī)械臂套件，組裝并直接跳轉(zhuǎn)到電子設(shè)備和編程步驟。

步驟2：組裝機(jī)器人手臂

在這一步中，我將向您展示如何組裝我使用的臂套件（機(jī)械部件）（鏈接）。如果您沒(méi)有類似的套件，請(qǐng)隨意跳一些步驟。您可以使用另一個(gè)機(jī)械臂套件，組裝并直接跳轉(zhuǎn)到電子設(shè)備和編程步驟。

要組裝的第一個(gè)部件是機(jī)器人的基礎(chǔ)。它由兩個(gè)U形支架組成，使用四個(gè)M3螺栓和螺母背靠背連接，如圖所示;

第一臺(tái)伺服電機(jī)使用伺服支架垂直安裝在底座上。該型材使用四個(gè)M3螺栓和螺母固定在底座上，如圖所示。伺服＃1位于其頂部，并使用四個(gè)M3螺栓和螺母連接。伺服軸上安裝有圓形金屬喇叭。該套件配有幾個(gè)塑料喇叭。它們不會(huì)用于組裝機(jī)器人。

另一個(gè)伺服支架垂直于前一個(gè)安裝。它使用四個(gè)M3螺栓連接到伺服＃1喇叭。伺服＃2安裝有四個(gè)M3螺栓和螺母，還使用圓形金屬喇叭。然后使用四個(gè)螺栓將U支架連接到喇叭上。請(qǐng)注意，使用M3螺栓對(duì)準(zhǔn)伺服軸。它賦予結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。軸承安裝在該螺栓上，并使用另一個(gè)M3螺母將其鎖定到位。這樣，U支架緊緊地連接到伺服＃2中心軸。

使用四個(gè)M3螺栓和螺母安裝另一個(gè)U型支架。另一方面，使用圓形金屬喇叭和四個(gè)螺栓安裝伺服＃3。伺服支架連接到伺服電機(jī)，L形輪廓通過(guò)一些螺栓和螺母連接到伺服支架。請(qǐng)注意，如前所述，另一個(gè)軸承用于伺服軸。

使用一組四個(gè)M3螺栓和螺母將另一個(gè)U形支架連接到L形型材。與前一步驟類似，伺服＃4使用四個(gè)螺栓安裝到U支架上。另一個(gè)伺服支架連接到伺服。

第五個(gè)伺服系統(tǒng)使用另一個(gè)伺服支架垂直于伺服＃4連接，使用四個(gè)M3螺栓和螺母安裝。

然后將夾具連接到伺服＃5軸。在它的頂部，伺服＃6使用一些螺栓，螺母和金屬喇叭連接。夾具有一些齒輪，可以將伺服的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)為夾具的線性運(yùn)動(dòng)。

步驟3：接線電路

組裝結(jié)構(gòu)后，您就可以準(zhǔn)備接線電路了。我使用了機(jī)器人手臂套件附帶的控制板護(hù)罩。它使組件的連接更容易，因?yàn)樗呀?jīng)配備了用于伺服電機(jī)，電源等的特定連接器。

不幸的是，這個(gè)控制板沒(méi)有ESP8266的特定連接器。所以我不得不使用一些跳線將Wi-Fi模塊連接到我的Arduino Mega。

按如下方式連接組件：

ESP8266：

ESP8266 RX =》 Arduino Mega Pin 14（在屏蔽上）

ESP8266 TX =》 Arduino Mega Pin 15（在屏蔽上）

ESP8266 Vcc =》 Ardino Mega Pin 3V3（在屏蔽上）

ESP8266 Gnd =》 Arduino Mega Pin Gnd（在屏蔽上）

ESP8266 CH_PD =》 Arduino Mega Pin 3V3（在屏蔽，在為24L01模塊保留的連接器中）

您會(huì)注意到伺服控制屏蔽有兩個(gè)標(biāo)記為5V的引腳。雖然其中一個(gè)實(shí)際上是3.3V引腳。用電壓表測(cè)試。

伺服系統(tǒng)：

控制屏蔽端子11 =》伺服＃1

控制屏蔽端子12 =》伺服＃2

控制屏蔽端子13 =》伺服＃3

控制屏蔽端子8 =》伺服＃4

控制屏蔽端子9 =》伺服＃5

控制屏蔽端子10 =》伺服＃6

如果您不使用控制屏蔽，則應(yīng)使用以下引腳配置：

Arduino引腳11 =》伺服＃1（Sgn）

Arduino引腳12 =》伺服＃2（Sgn）

Arduino引腳13 =》伺服＃3（Sgn）

Arduino引腳8 =》伺服＃4（Sgn）

Arduino引腳9 =》伺服＃5（Sgn）

Arduino引腳10 =》伺服＃6（Sgn）

Arduino Gnd =》伺服Gnd

6V電源=》伺服Vcc

您還需要連接外部12V電源。我建議一個(gè)輸出超過(guò)2A的人。伺服電機(jī)消耗大量電能，如果電源不夠強(qiáng)大，伺服電機(jī)會(huì)振動(dòng)并變得非常熱。它們也將失去實(shí)力。

在上傳Arduino代碼之前不要連接電源（如后面的步驟所示）。盾牌上有一個(gè)電源按鈕。將其保持在關(guān)閉位置。

在Arduino上插入USB線并繼續(xù)下一步。

警告！您會(huì)注意到我已將ESP8266 RX/TX引腳直接連接到Arduino TX/RX引腳。它對(duì)我有用，但我不建議這樣做。 ESP8266工作在3.3V，Arduino引腳工作在5V。有人說(shuō)它可能會(huì)燒壞你的ESP8266模塊（雖然我已經(jīng)多次測(cè)試過(guò)，但沒(méi)有問(wèn)題）。如果要將5V轉(zhuǎn)換為3.3V，可以使用分壓器或電壓電平轉(zhuǎn)換器。

步驟4：設(shè)置Arduino IDE

現(xiàn)在硬件準(zhǔn)備就緒，是時(shí)候處理Arduino代碼了。

1。下載并安裝Arduino IDE最新版本

您可以在Arduino的網(wǎng)站上找到適用于Windows，Linux或MAC OSX的最新版本：https：//www.arduino.cc/en/main/software

免費(fèi)下載，將其安裝到您的計(jì)算機(jī)上并啟動(dòng)它。

Arduino和ESP8266模塊之間沒(méi)有使用額外的庫(kù)進(jìn)行通信。請(qǐng)檢查ESP8266的波特率并在代碼中正確設(shè)置。

步驟5：Arduino代碼

下載Arduino代碼（瀏覽器控制臂） -v3.ino）并用路由器密碼替換你的wifi路由器SSID和YYYYY的XXXXX。將Arduino板連接到計(jì)算機(jī)USB端口并上傳代碼。

電路通電后，手臂將移動(dòng)到起始位置，ESP8266將嘗試連接Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。

警告：當(dāng)代碼開始運(yùn)行時(shí)，機(jī)械臂將快速移動(dòng)到其初始位置。小心不要在啟動(dòng)過(guò)程中受傷或損壞附近的設(shè)備！

根據(jù)舵機(jī)的安裝方式，您可能需要更換每個(gè)伺服電機(jī)的起始角度。

代碼說(shuō)明：

在設(shè)置之前，代碼會(huì)導(dǎo)入草圖上使用的庫(kù)。僅使用 servo.h 庫(kù)。沒(méi)有使用庫(kù)來(lái)連接WiFi模塊。

定義要使用的引腳，并聲明全局變量。 angle＃整數(shù)變量存儲(chǔ)每個(gè)伺服的初始位置。如果您希望機(jī)器人從不同的位置開始，請(qǐng)更改這些變量的值。

angle＃sp 是每個(gè)伺服的設(shè)定點(diǎn)。在執(zhí)行代碼期間，控制器將以給定的速度移動(dòng)電機(jī)，直到達(dá)到設(shè)定值。

servo_speed 變量定義所有伺服的運(yùn)動(dòng)速度。如果您希望特定伺服移動(dòng)得更快，請(qǐng)?jiān)黾悠渲怠?/p>

//Include libraries

#include

//define variables

#define DEBUG true //display ESP8266 messages on Serial Monitor

#define SERV1 8 //servo 1 on digital port 8

#define SERV2 9 //servo 2 on digital port 9

#define SERV3 10 //servo 3 on digital port 10

#define SERV4 11 //servo 4 on digital port 11

#define SERV5 12 //servo 5 on digital port 12

#define SERV6 13 //servo 6 on digital port 13

Servo s1; //servo 1

Servo s2; //servo 2

Servo s3; //servo 3

Servo s4; //servo 4

Servo s5; //servo 5

Servo s6; //servo 6

//define starting angle for each servo

//choose a safe position to start from

//it will try to move instantaniously to that position when powered up！

//those angles will depend on the angle of each servo during the assemble

int angle1 = 90; //servo 1 current angle

int angle2 = 30; //servo 2 current angle

int angle3 = 0; //servo 3 current angle

int angle4 = 90; //servo 4 current angle

int angle5 = 90; //servo 5 current angle

int angle6 = 45; //servo 6 current angle

int servo_speed = 6; //speed of the servos

int angle1sp = 90; //servo 1 set point

int angle2sp = 30; //servo 2 set point

int angle3sp = 0; //servo 3 set point

int angle4sp = 90; //servo 4 set point

int angle5sp = 90; //servo 5 set point

int angle6sp = 45; //servo 6 set point

boolean display_angles = true; //boolean used to update the angle of each servo on Serial Monitor

在設(shè)置過(guò)程中，每個(gè)伺服都連接到一個(gè)特定的引腳，并且它的位置已經(jīng)開始。

使用Arduino Mega的兩個(gè)串行端口：一個(gè)用于串行監(jiān)視器通信，另一個(gè)用于與ESP8266-01模塊通信。兩個(gè)串行通信都在設(shè)置過(guò)程中啟動(dòng)。

與ESP8266模塊的通信使用標(biāo)準(zhǔn)AT命令。

首先，Arduino發(fā)送命令用于模塊的其余部分（使用 AT + RST ）。它將重啟模塊。 ESP8266模塊可能在工作站或作為接入點(diǎn)工作。它設(shè)置為站模式（使用 AT + CWMODE = 1 ），并接收連接到WiFi路由器的命令（ AT + CWJAP = SSID，PASSWORD ）。 while循環(huán)等待，直到連接成功。

AT + CIFSR 命令我用來(lái)顯示屬于ESP8266的IP地址。稍后將在控制界面上使用它。然后在端口80啟動(dòng)Web服務(wù)器。這樣，ESP8266將能夠接收發(fā)往該IP地址和端口的消息。

//SETUP

void setup（） {

//attach each servo to a pin and start its position

s1.attach（SERV1）;

s1.write（angle1）;

s2.attach（SERV2）;

s2.write（angle2）;

s3.attach（SERV3）;

s3.write（angle3）;

s4.attach（SERV4）;

s4.write（angle4）;

s5.attach（SERV5）;

s5.write（angle5）;

s6.attach（SERV6）;

s6.write（angle6）;

//start serial communication

Serial.begin（9600）;

Serial.println（“Connecting.。.”）;

Serial3.begin（9600）;

//Wi-Fi connection

sendData（“AT+RST ”， 2000， DEBUG）; //reset module

sendData（“AT+CWMODE=1 ”， 1000， DEBUG）; //set station mode

sendData（“AT+CWJAP=”XXXXX“，”YYYYY“ ”， 2000， DEBUG）; //connect wifi network

while（！Serial3.find（“OK”）） { //wait for connection

}

sendData（“AT+CIFSR ”， 1000， DEBUG）; //show IP address

sendData（“AT+CIPMUX=1 ”， 1000， DEBUG）; //allow multiple connections

sendData（“AT+CIPSERVER=1，80 ”， 1000， DEBUG）; // start web server on port 80

}

主循環(huán)一遍又一遍地重復(fù)。在每次掃描期間，Arduino將檢查是否有傳入消息。如果是，它將讀取完整的字符串并將其分成六個(gè)較小的字符串。每一個(gè)都代表每個(gè)伺服的設(shè)定值。

void loop（） {

if （Serial3.available（）） //check if there is data available on ESP8266

{

if （Serial3.find（“+IPD，”）） //if there is a new command

{

String msg;

Serial3.find（“？”）; //run cursor until command is found

msg = Serial3.readStringUntil（‘ ’）; //read the message

String command = msg.substring（0， 3）; //command is informed in the first 3 characters. “srs” = command to move the six servos

String valueStr1 = msg.substring（4， 7）; //next 3 characters inform the desired angle

String valueStr2 = msg.substring（8，11）; //next 3 characters inform the desired angle

String valueStr3 = msg.substring（12，15）; //next 3 characters inform the desired angle

String valueStr4 = msg.substring（16，19）; //next 3 characters inform the desired angle

String valueStr5 = msg.substring（20，23）; //next 3 characters inform the desired angle

String valueStr6 = msg.substring（24，27）; //next 3 characters inform the desired angle

int angle1sp = valueStr1.toInt（）; //convert to integer

int angle2sp = valueStr2.toInt（）; //convert to integer

int angle3sp = valueStr3.toInt（）; //convert to integer

int angle4sp = valueStr4.toInt（）; //convert to integer

int angle5sp = valueStr5.toInt（）; //convert to integer

int angle6sp = valueStr6.toInt（）; //convert to integer

代碼將以小步長(zhǎng)增加/減小每個(gè)伺服的角度，直到它與接收的設(shè)定值匹配。在每個(gè)循環(huán)結(jié)束時(shí)，延遲用于限制電機(jī)的速度。

if （angle1 》 angle1sp） {

angle1 -= 1;

s1.write（angle1）;

}

if （angle1 《 angle1sp） {

angle1 += 1;

s1.write（angle1）;

}

。

。

。

delay（100/servo_speed）;

步驟6：HTML接口

使用html和Javascript設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的控制界面。下載它，解壓縮并在您的Web瀏覽器中啟動(dòng)它。我在Firefox和Google Chrome瀏覽器中測(cè)試過(guò)它。

為了向Arduino發(fā)送命令，用戶應(yīng)輸入分配給ESP8266的IP地址。如前所述，您可以使用串行監(jiān)視器獲取它。幸運(yùn)的是，IP往往會(huì)在以下連接中重復(fù)出現(xiàn)。

在此控制界面上，用戶可以使用一些滑動(dòng)條為每個(gè)關(guān)節(jié)選擇給定的角度。每個(gè)伺服的當(dāng)前角度顯示在每個(gè)條形下。

向命令堆棧添加位置按鈕使用戶能夠?qū)⑹直鄣漠?dāng)前位置存儲(chǔ)在命令堆棧在文本框中。這樣，可以存儲(chǔ)一系列位置，每次移動(dòng)之間都有一個(gè)可配置的延遲。

每個(gè)命令定義為 sr1：angle1 sr2：angle2 sr3：angle3 sr4：angle4 sr5：angle5 sr6 ：angle6延遲：時(shí)間。角度以度和時(shí)間表示，以毫秒為單位。用戶還可以在文本框中手動(dòng)編輯命令。

運(yùn)行命令堆棧播放存儲(chǔ)在命令堆棧中的命令序列。 清除命令堆棧會(huì)清除命令列表。用戶還可以保存命令列表（在文本文件中）并稍后加載。這樣，可以存儲(chǔ)命令序列并重復(fù)它們。

解釋Html代碼：

Html文件分為頭部和主體部分。頭部?jī)H顯示一些元數(shù)據(jù)并指示將在該文件上運(yùn)行哪些javascript文件。

正文是定義所有輸入（文本形式，按鈕和滑動(dòng)條）的位置。聲明了一個(gè)文本框，供用戶輸入每個(gè)將發(fā)送的命令的IP地址。它以給定的IP地址（192.168.0.9）開始，但您必須使用從串行監(jiān)視器獲得的IP地址進(jìn)行更新。

ESP8266 IP Address：

在六列中添加了六個(gè)滑動(dòng)條表，每個(gè)伺服一個(gè)?；瑮U使用范圍類型輸入定義，角度在0到180度之間。值參數(shù)給出每個(gè)伺服的起始角度，顯示在每個(gè)條形下方的文本字段中。

用戶可以通過(guò)用鼠標(biāo)拖動(dòng)滑塊來(lái)改變角度。釋放鼠標(biāo)按鈕時(shí)，將調(diào)用 moveSrs（）函數(shù)。它將在稍后描述。

Servo 1

定義了一個(gè)按鈕，用于將當(dāng)前角度添加到命令堆棧。 addCommand（）函數(shù)在單擊時(shí)被調(diào)用。其右側(cè)的文本框用于輸入兩個(gè)命令之間使用的時(shí)間延遲（以毫秒為單位）。

第二個(gè)表用于組織其他功能。定義了textarea來(lái)存儲(chǔ)命令堆棧。 Bellow它有兩個(gè)按鈕，用于調(diào)用 runCommands（）和 clearCommads（）函數(shù)。

Command stack：

Run command stack

Clear command stack

最后表中有一些用于保存和打開文本文件的按鈕。

Javascript代碼說(shuō)明：

html接口調(diào)用兩個(gè)Javascript文件：jquery.js和myscript.js。在myscript.js中，我設(shè)計(jì)了自己的函數(shù)來(lái)與機(jī)器人進(jìn)行交互。

如前所述，每當(dāng)移動(dòng)（和釋放）滑塊時(shí)， moveSrs（）函數(shù)被調(diào)用。它具有每個(gè)伺服的角度作為輸入。它處理這些值（添加一些零，以便它總是有三位數(shù)）并向ESP8266模塊的IP地址發(fā)送消息。

function moveSrs（angle1， angle2， angle3， angle4， angle5， angle6）

{

TextVar = myform2.inputbox.value;

ArduinoVar = “http://” + TextVar + “：80”;

//add zeros

if （angle1 《 100） {

angle1 = “0” + angle1;

}

if （angle1 《 10） {

angle1 = “0” + angle1;

}

。

。

。

//send command

$.wait（5000）.then（$.get（ ArduinoVar， { “srs”： angle1 + “ ” + angle2 + “ ” + angle3 + “ ” + angle4 + “ ” + angle5 + “ ” + angle6 }， function（data）{alert（“data：” + data）;}）） ;

{Connection： close};

}

有一個(gè) updateTextInput＃（ ）每個(gè)伺服的功能。它僅用于使用伺服器的當(dāng)前角度更新滑動(dòng)條下的文本。

//update text under scroll bars

function updateTextInput1（val） {

document.getElementById（‘s1textInput’）.value=val;

}

addCommand（）函數(shù)只需向堆棧文本框中添加一個(gè)新行適當(dāng)?shù)慕嵌群脱舆t。另一方面， clearCommand（）清除該文本框。

//add command to the stack

function addCommand（val1， val2， val3， val4， val5， val6， val7） {

document.getElementById（‘inputTextToSave’）.value = document.getElementById（‘inputTextToSave’）.value + “sr1：” + val1 + “ sr2：” + val2 + “ sr3：” + val3 + “ sr4：” + val4 + “ sr5：” + val5 + “ sr6：” + val6 + “ delay：” + val7 + String.fromCharCode（13， 10）;

}

//clear command stack

function clearCommand（） {

document.getElementById（‘inputTextToSave’）.value = “”;

}

runCommands（）是處理命令堆棧的地方。它一次在線讀取并將其拆分以獲得該命令行中每個(gè)伺服的角度。我會(huì)注意到使用了 setTimout 函數(shù)。時(shí)間變量‘k’在每個(gè)命令行增加給定時(shí)間（延遲值）。使用 setTimout 函數(shù)，只有在給定時(shí)間過(guò)后才會(huì)發(fā)送新命令，并且ESP8266不會(huì)同時(shí)收到大量消息。否則，它會(huì)超出緩沖區(qū)并可能崩潰。

//run command stack

function runCommands（val） {

var k = 0;

step = 0;

var commands = val.split（“ ”），i;

for （i = 0; i 《 commands.length - 1; i++） {

setTimeout（function（data）{

var angle1 = commands［step］.split（“ ”）［0］;

angle1 = angle1.split（“：”）［1］;

var angle2 = commands［step］.split（“ ”）［1］;

angle2 = angle2.split（“：”）［1］;

var angle3 = commands［step］.split（“ ”）［2］;

angle3 = angle3.split（“：”）［1］;

var angle4 = commands［step］.split（“ ”）［3］;

angle4 = angle4.split（“：”）［1］;

var angle5 = commands［step］.split（“ ”）［4］;

angle5 = angle5.split（“：”）［1］;

var angle6 = commands［step］.split（“ ”）［5］;

angle6 = angle6.split（“：”）［1］;

moveSrs（angle1， angle2， angle3， angle4， angle5， angle6）;

step+=1;

}，k）;

var tempo = commands［step］.split（“ ”）［6］;

tempo = tempo.split（“：”）［1］;

k += parseInt（tempo）;

}

}

第7步：玩得開心！

將USB電纜插入計(jì)算機(jī)，打開串行監(jiān)視器并打開機(jī)器人電源。

它將自動(dòng)連接您的WiFi網(wǎng)絡(luò)并顯示其IP地址。保存該號(hào)碼。您現(xiàn)在可以移除USB電纜（甚至重置Arduino）。如果您嘗試將其再次連接到同一網(wǎng)絡(luò)，它可能會(huì)使用相同的IP地址。

在Web瀏覽器上打開該界面，然后輸入您之前看到的IP地址。計(jì)算機(jī)必須連接到同一個(gè)WiFi網(wǎng)絡(luò)。

選擇每個(gè)關(guān)節(jié)的角度并添加到一堆命令。任何兩個(gè)命令之間都可能使用延遲。請(qǐng)注意，在發(fā)送新命令之前，延遲必須足夠大以確保先前的命令已結(jié)束（機(jī)器人已達(dá)到最后設(shè)定點(diǎn)）。

您可以在.txt上保存命令堆棧文件并在以后使用。

保存一些動(dòng)作，播放它們并享受樂(lè)趣！