कम लागत वाला रोबोट आर्म

$250 रोबोट आर्म

• इस रिपॉज़िटरी में लगभग $250 लागत वाला कम-कीमत रोबोट आर्म बनाने और नियंत्रित करने के लिए फ़ाइलें शामिल हैं.
• दूसरा रोबोट आर्म (leader arm) बनाकर दूसरे आर्म (follower arm) को नियंत्रित किया जा सकता है.
• leader arm का डिज़ाइन GELLO प्रोजेक्ट से प्रेरित है, लेकिन इसे अधिक सरल बनाया गया है.
• ऐसे रोबोट आर्म रोबोट लर्निंग के लिए उपयुक्त हैं.
• दोनों रोबोट आर्म कपड़े मोड़ने के लिए भी इस्तेमाल किए जा सकते हैं.
• रोबोट आर्म Dynamixel XL430 और XL330 servo motor का उपयोग करता है.
• XL430 मोटर लगभग दोगुनी शक्तिशाली है और पहले दो joints में उपयोग होती है.
• XL330 मोटर कमज़ोर है, लेकिन प्रत्येक का वज़न केवल 18g है, जिससे आर्म बहुत हल्का और तेज़ बनता है.
• Dynamixel कंप्यूटर से servo motor जोड़ने के लिए U2D2 adapter बेचता है, लेकिन यह महंगा है और इसकी latency बहुत अधिक है.
• यह रोबोट आर्म एक सस्ते adapter board का उपयोग करके बनाया गया है.
• रोबोट आर्म को Dynamixel SDK से नियंत्रित किया जा सकता है: pip install dynamixel-sdk

follower arm

आवश्यक सामग्री

• 2x Dynamixel xl430-w250, $100
• 4x Dynamixel xl330-m288, $96
• XL330 idler wheel, $10
• XL430 idler wheel, $7
• serial bus servo driver board, $10
• voltage reducer, $4
• 12V power supply, $12
• table clamp, $6
• तार, $7
• Robotis shop पर आमतौर पर 10% discount code इस्तेमाल किया जा सकता है.
• gripper में grip tape जोड़ना उपयोगी हो सकता है.
• servo driver board को कंप्यूटर से जोड़ने के लिए USB-C cable की आवश्यकता है.

असेंबली

• असेंबली वीडियो लिंक: https://youtu.be/RckrXOEoWrk
• सभी parts 3D printer से प्रिंट किए जाते हैं. STL फ़ाइलें hardware/follower/stl में हैं.
• parts को आसानी से प्रिंट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है. केवल gripper के moving parts को support की आवश्यकता होती है.
• base के बिना आर्म को assemble करें. सुनिश्चित करें कि servo CAD की तरह ही स्थिति में फिक्स किए गए हों.
• voltage reducer पर तार solder करें. input को female connector से और output को male connector से जोड़ें.
• voltage reducer और servo driver board को base पर screw से फिक्स करें.
• base को आर्म पर screw से फिक्स करें.
• driver board के D, V, G ports को shoulder rotation servo से जोड़ें.
• shoulder rotation servo को shoulder lift servo से जोड़ें.
• voltage reducer के input को driver board के V और G ports से जोड़ें.
• voltage reducer के output और driver board के बाकी D port को elbow servo से जोड़ें.
• driver board को power supply से जोड़ें.
• driver board को कंप्यूटर से जोड़ें (Linux और macOS पर काम करना चाहिए).
• डिवाइस नाम जांचें (उदाहरण: /dev/tty.usbmodem57380045631) ls /dev/tty.*
• Dynamixel Wizard से डिवाइस को scan करें.
• XL330 servo से कनेक्ट करके input voltage जांचें. voltage reducer के screw को adjust करें ताकि input voltage 5V हो.
• shoulder servos के लिए servo ID को 1 और gripper servo के लिए 5 सेट करें.
• सभी servos के लिए baudrate को 1M पर सेट करें.

leader arm

आवश्यक सामग्री

• 6x Dynamixel xl330-w077, $144
• serial bus servo driver board, $10
• 5v power supply, $6
• table clamp, $6
• XL330 frame, $7
• leader arm की असेंबली अधिक सरल है क्योंकि सभी motors 5v का उपयोग करते हैं.
• gripper को handle और trigger से बदल दिया गया है.
• उपयोग के दौरान trigger पर थोड़ा torque देकर इसे डिफ़ॉल्ट रूप से खुला रखा जा सकता है.
• GELLO डिज़ाइन इस उद्देश्य के लिए spring का उपयोग करता है, लेकिन उसकी असेंबली कहीं अधिक कठिन है.
• teleoperation.py स्क्रिप्ट का उपयोग करके आर्म का परीक्षण किया जा सकता है. हालांकि, डिवाइस नाम समायोजित करना पड़ सकता है.

GN⁺ की राय

• यह रोबोट आर्म प्रोजेक्ट robotics और DIY community के लिए बहुत दिलचस्प संसाधन हो सकता है. कम लागत में उन्नत क्षमताओं वाला रोबोट आर्म खुद बनाना और प्रोग्राम करना सीखने और innovation, दोनों में बहुत मददगार हो सकता है.
• रोबोट आर्म की असेंबली और प्रोग्रामिंग प्रक्रिया शुरुआती software engineers को mechanical engineering और software के एकीकृत समझ दे सकती है. यह वास्तविक दुनिया की समस्याएँ हल करने के लिए ज़रूरी multidisciplinary approach सीखने में उपयोगी है.
• प्रोजेक्ट का open source स्वभाव उपयोगकर्ताओं को code को स्वतंत्र रूप से modify और improve करने देता है, जिससे community-आधारित निरंतर सुधार संभव होता है.
• हालांकि, ऐसे प्रोजेक्ट सामान्य उपयोगकर्ताओं के लिए कुछ कठिन हो सकते हैं, खासकर यदि वे hardware assembly या software setup से परिचित न हों. इसलिए user-friendly documentation या online support community का होना महत्वपूर्ण है.
• इस तकनीक को अपनाते समय precision, durability और safety जैसे पहलुओं पर विचार करना चाहिए, और commercial robot arms की तुलना में इसकी performance limitations को समझना चाहिए.

[GN⁺]

Hacker News राय

• कांच फूंकने वाले एक दोस्त के लिए हाथ के आकार का रोबोट बना रहा हूँ। हाथ से चलने वाले बेवेलिंग ग्राइंडर का इस्तेमाल करने के बजाय, रोबोट की मदद से किनारे तराशे हुए कांच के पेंडेंट बनाने पर विचार कर रहा हूँ.

  • मुश्किल हिस्सा repeatability है। बहुत सख्त tolerance चाहिए, और रोबोटिक arm के हर joint में base से दूर जाने पर inaccuracies बढ़ती जाती हैं। उदाहरण के लिए, अगर base पर 1mm का play है, तो 20cm दूर arm के सिरे पर 4mm का play हो जाता है, और उससे आगे की arm में यह और बढ़ जाता है.
  • बेवेलिंग के काम के लिए सामान्य servo motors से कहीं अधिक fine resolution चाहिए। gears लगाना भी मुश्किल है, क्योंकि joints को कसने के लिए backlash चाहिए, लेकिन movement के दौरान friction बहुत ज़्यादा न हो यह भी देखना पड़ता है। worm gear बहुत धीमे होते हैं और बहुत ज़्यादा rigid भी, इसलिए उपयुक्त नहीं हैं। इसलिए रोबोट arm के gears के लिए cycloidal gears सबसे अच्छा विकल्प लगते हैं। साथ ही, कांच को संभालना अस्थिर काम है, इसलिए लगातार feedback वाले असली servo motors चाहिए.
  • निर्माण लागत 1-2 हज़ार डॉलर रहने का अनुमान है। इसमें से ज़्यादातर gearbox पर जाएगा.

• यह देखकर हैरानी होती है कि अभी तक कोई ऐसी कंपनी नहीं है जो सस्ते, उच्च-गुणवत्ता वाले, उचित रूप से standardized robotic arms का mass production कर रही हो। 3D printers या CNC machines जैसी कई चीजें consumer/amateur स्तर की price range में आ चुकी हैं, लेकिन robotic arms अभी भी काफ़ी हद तक कम खोजा गया क्षेत्र लगते हैं। इनमें Arduino/Raspberry Pi जैसी संभावनाएँ हैं, लेकिन अभी तक उतना लोकप्रिय नाम/ecosystem नहीं सुना.

• सुझाव है कि कुछ कम ambitious चीज़ से शुरुआत की जाए। उदाहरण के लिए, ऐसा low-cost robot platform जो इंसान के पीछे-पीछे चल सके, सामान उठा सके और obstacles से बच सके। arm न भी हो तो चलेगा, सामान चढ़ाने-उतारने के लिए मैं अपने हाथ इस्तेमाल कर सकता हूँ.

  • जब पैर में चोट के कारण बैसाखी इस्तेमाल करनी पड़ी, तब चीज़ें इधर-उधर ले जाना अचानक एक समस्या बन गया। बहुत से लोग हैं जिनकी mobility सीमित है, और इसके अलावा लोग अक्सर चीज़ें खो भी देते हैं, इसलिए ऐसा रोबोट मददगार हो सकता है.
  • AliExpress पर बहुत सारे toy robot chassis हैं, लेकिन उनका आकार practical नहीं कहा जा सकता (सबसे बड़ा dimension 20cm से कम है).

• जिज्ञासा है कि यह रोबोट कितना वजन उठा सकता है.

  • home gym में exercise करते समय चेहरे की ओर हवा भेजने के लिए fan को घुमाना चाहता हूँ, लेकिन fan का वजन कुछ pounds है.
  • वैकल्पिक रूप से, ऐसे project के लिए उपयुक्त hardware motors पर कोई सुझाव है.

• मैं robotic arms को लेकर बहुत उत्साहित tech enthusiast हूँ। लेकिन यह जानने की जिज्ञासा है कि दूसरे लोग robotic arms का practical घरेलू उपयोग कैसे करते हैं। जब कोई अच्छा project हो तो hacking करना ज़्यादा मज़ेदार होता है.

• अगर इस विषय में रुचि है, तो DIY के बजाय पूरी तरह assembled product की भी सिफारिश करता हूँ.

  • price-to-performance के हिसाब से इसकी quality हैरान कर देने वाली है.

• मैं यह बनाना चाहता हूँ: एक circular disk base जो घूमने वाली table पर हो, और उसमें ऐसा mount हो जो phone को सीधा पकड़े रख सके। stand में ही 4 छोटे directional microphones हों, जो human frequency को filter करने के बाद यह पता लगाएँ कि आवाज़ किस दिशा से आ रही है। फिर phone उसी दिशा में लगातार घूमता रहे.

  • इसका use case परिवार के साथ होने वाली frequent video calls है। परिवार dining table के आसपास बैठता है, इसलिए phone रखने की कोई अच्छी जगह नहीं होती। इस auto-rotating stand से phone बोलने वाले व्यक्ति की ओर अपने-आप घूम जाएगा.
  • audio processing code तो लिख सकता हूँ, लेकिन hardware की शुरुआत कैसे करूँ इस बारे में कोई idea नहीं है। अगर कोई यह idea चुरा ले तो भी ठीक है, लेकिन कैसे बनाना है यह साझा करने का अनुरोध है। चाहता हूँ कि ऐसा कुछ मौजूद हो, और इसे एक मज़ेदार project के रूप में खुद बनाना सीखना चाहता हूँ.

• मैं Thor 3D printed arm बना रहा था, लेकिन यह project उससे कहीं बेहतर लग रहा है। शायद दिशा बदल दूँ.

  • side note: ये servo motors game changer हैं.

• लंबे समय से Dynamixel user होने के नाते, मैं मानता हूँ कि U2D2 adapter दूसरे विकल्पों की तुलना में महँगा है। लेकिन "latency बहुत ज़्यादा है" इस दावे के लिए कुछ मात्रात्मक आधार देखना चाहूँगा। अलग-अलग platforms पर कम latency (~1ms) के लिए यह हमेशा एक ठोस विकल्प लगा है.

• मैंने Sainsmart robotic arm खरीदी। यह सस्ती है और इसमें 6 degrees of freedom हैं, इसलिए इसे robot programming का अभ्यास करने के लिए इस्तेमाल कर रहा हूँ.