[전시회] Robot Arm - Group 1

작성자
김수경 박창민 이승규 이승우 윤현승
작성일
2022-12-20 16:43
조회
327

Robot Arm Project

Group 1
팀장: 이승우
팀원: 김수경 박창민 이승규 윤현승


개요(소개/동기)

로봇 팔 프로젝트는 로봇 팔 제작에 있어 필요한 점과 실제 물체를 집어 옮기는 작업을 수행할 수 있게 구현하고자 합니다.

로봇 팔로 수행할 수 있는 다양한 작업들이 존재합니다.  구현하고자 하는 로봇 팔 프로젝트는 작업에 국한하지 않고 제작할 수 있는 로봇의 한계와 구동조건을 이해하고, 이를 기반으로 수행할 수 있는 동작을 넓혀가는 것을 목표로 합니다. 이를 통해 동작에 필요한 모터의 필요한 힘과 각도 제어, 무게에 의한 소비전력, 등을 계산할 수 있고, 결과적으로 간단한 물체 옮기는 작업을 수행하고자 합니다.

로봇 팔은 다양한 작업이 가능하도록 6축으로 설계된 모델을 활용하였습니다.
  • 컴퓨터에서 직접 모터에 명령을 내리는 방식
  • 외부에서 조이스틱으로 제어하는 방식
프로젝트에서는 우선 이 두가지를 구현하여 차후 개발에 작업 수행에 있어 필요한 인터페이스를 제공하고자 합니다.

Figure 1. 구비한 로봇 팔 모형

기존에 구비해두었던 로봇 팔을 활용하여 제작하였으며 깃헙에 프로젝트 저장소를 두어 자료와 코드를 공유해가며 프로젝트를 진행하였습니다.

Hardware

로봇 팔의 바디에 해당하는 모델은 이미 알루미늄 판넬을 통해 구비가 되어 있어 이에 모터를 달고, 각 모터를 제어함으로서 로봇 팔의 동작을 구현할 수 있습니다.

강한 토크와 목표 각도 제어를 위해 서보모터(MG996R)를 주요 모터로 설정하였습니다.

프로세서에 해당하는 아두이노에 시리얼 통신으로 명령을 주는 것을 먼저 확인한 후, 조이스틱을 통해 컴퓨터없이 분리된 환경에서도 로봇 팔을 제어할 수 있게 만들었습니다.

Figure 2. 회로 구조도

조이스틱 제어까지 포함하여 로봇 팔 구현에 필요한 부품은 아래와 같습니다.
  • Arduino Nano, 1개
  • Servo Motors(MG996R), 6개
  • 서보 드라이버(PCA9685), 1개
  • 조이스틱 모듈, 3개
  • DC-DC 스텝다운 컨버터(XL4016E1), 1개
  • 스위치와 배터리홀더, 각2개
  • AA 배터리(1.5V, 아두이노 전원용), 4개
  • 리튬이온배터리(3.7V, 2000mAh이상, 모터 전원용), 4개

Software

서보 드라이버와는 I2C통신으로 구성하였습니다. 서보 드라이버에 주는 명령은 Adafruit에서 제공하는 라이브러리를 활용하였습니다. [라이브러리, Github]

아래는 프로젝트에서 최종적으로 작성한 소스코드의 링크입니다.

Future Work

로봇 팔 구현에 있어 필요한 것이 무엇인 지 이해할 수 있었습니다. 그러나 현재는 활용하기에 앞서 필요한 인터페이스 구현만 되어 있는 상태입니다.

보다 직관적인 작업 부여가 가능하도록 현재의 손에 해당하는 (X,Y,Z)3축의 정보를 입력받아 이에 맞게 로봇 팔을 동작할 수 있게 개발하는 것이 필요함을 프로젝트 과정 중에 확인하였습니다. 이를 통해 특정 위치에 손을 위치시키거나 반대로 해당 위치를 피할 수 있는 것을 구현하고자 합니다.

Figure 3. 최종 완성

전체 2

  • 2022-12-26 17:31

    멋지네요! ㅎㅎ


    • 2022-12-31 17:47

      한결좌... 당신의 가르침 덕분입니다