13岁的小创客自制了一只基于Arduino的机械臂

• 基座舱体 x 1
• 基座盖 x 1
• 左夹爪 x 1
• 右夹爪 x 1
• 下臂 x 1
• 上臂 x 1
• 基座圆盘 x 1
• 肩部伺服支架 x 1
• 夹爪伺服支架 x 1
• 夹爪支架 x 1
  

• MG90s伺服电机 x 2
• SG92R伺服电机 x 1（可以用MG90s替代）
• 28BYJ-48步进电机 x 1
• ULN2003驱动器 x 1
• 自定义“伺服驱动”板 x 1（见步骤1）
• Arduino Uno
  

• 伺服轮 x 3（如图所示的类型）
• M4x12mm螺栓 x 2
• M4螺母 x 2
• M3x10mm螺栓 x 2（12mm也可以）
• M2x12mm螺栓 x 4
• M2垫圈 x 8
• M2x7mm螺栓 x 4（将12mm切割至7mm）
• M3x12mm螺栓 x 4
• 固定伺服轮的螺钉 x 3
• M2x7mm螺钉 x 1（来自伺服“套件”）
• M3x5mm热插入件 x 2
  

• 20cm公对母跳线 x 9
• 10cm母对母跳线 x 2
• 10cm伺服线延长线 x 1（可以用普通跳线替代）
  

• 一小块穿孔板
• 引脚排
• 一些小电线
• 焊接工具
  

• 信号引脚1（靠近电源轨） - 信号引脚1
• 信号引脚2（靠近电源轨） - 信号引脚2
• 以此类推
  

• IN1 - 2（Arduino）
• IN2 - 3（Arduino）
• IN3 - 4（Arduino）
• IN4 - 5（Arduino）
  

• 红色引脚 - +5V
• 黑色引脚 - GND
  

• 信号引脚1（最左侧） - 9（Arduino）
• 信号引脚2 - 10（Arduino）
• 信号引脚3 - 11（Arduino）
  

#include <Servo.h>

Servo myServo; // Create a Servo object

void setup() {
myServo.attach(9); // Attach the servo to pin 9
myServo.write(90); // Set servo to 90 degrees
}

void loop() {
// No action is needed in the loop for this task
}
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myServo.attach(9);
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myServo.attach(10);
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• 将Arduino连接到计算机
• 安装并打开Arduino IDE
• 将以下代码粘贴到IDE中
• 选择正确的端口和板（Arduino Uno）
• 点击上传！
  

// CONFIG //
const int STEPPER_IN1 = 2;
const int STEPPER_IN2 = 3;
const int STEPPER_IN3 = 4;
const int STEPPER_IN4 = 5;
const int STEPS_PER_REVOLUTION = 2048;

const int SHOULDER_IN = 9;
const int ELBOW_IN = 10;
const int GRIPPER_IN = 11;
// INCLUDE //
#include <Arduino.h>
#include <Servo.h>
#include <Stepper.h>
// VARIABLES //
Servo shoulder;
Servo elbow;
Servo gripper;
Stepper base(STEPS_PER_REVOLUTION, STEPPER_IN1, STEPPER_IN3, STEPPER_IN2, STEPPER_IN4);
int joint;
int amount;
int currentShoulder;
int currentElbow;
int currentGripper;
int currentBase;
// FUNCTIONS //
void moveServos(int shoulderAngle, int elbowAngle, int gripperAngle);
void moveStepper(Stepper stepper, int degrees);
void calibrate();

// MAIN CODE //

void setup(){
//Start Serial
Serial.begin(9600);
//Set up motors
shoulder.attach(SHOULDER_IN);
elbow.attach(ELBOW_IN);
gripper.attach(GRIPPER_IN);
base.setSpeed(10); // lower than 15 is recommended, above 25 will break the motor
currentBase = 0;
//Set servos into Zero position
shoulder.write(97);
currentShoulder = 97;
elbow.write(90);
currentElbow = 90;
gripper.write(160);
currentGripper = 160;

//calibrate();
// delay(1000);
// moveServoSmooth(elbow, 0, 45, 5);
// moveStepper(base, -0.25f);
// delay(1000);
// moveServoSmooth(shoulder, 90, 0, 5);
// moveServoSmooth(elbow, 45, 0, 5);
}

void loop() {
while (Serial.available() > 0) {Serial.read();} // Clear
while (Serial.available() == 0) {} // Wait for data
String consoleInput = Serial.readString(); //Read data
consoleInput.trim(); //Trim, to remove any EOL characters or similiar

if(consoleInput.length() == 12){
int baseInput = consoleInput.substring(0,3).toInt();
int shoulderInput = consoleInput.substring(3,6).toInt();
int elbowInput = consoleInput.substring(6,9).toInt();
int gripperInput = consoleInput.substring(9,12).toInt();

moveStepper(base, baseInput-360);
moveServos(shoulderInput,elbowInput,gripperInput);
Serial.print("recieved: '");
Serial.print(consoleInput);
Serial.println("'");
Serial.println("done");
}
else{
Serial.println("Wrong input!");
}
}

// FUNCTIONS //
void moveServos(int shoulderAngle, int elbowAngle, int gripperAngle) {
//17ms
bool finishedServos[] = {false,false,false};

while(true){
if(currentShoulder != shoulderAngle){
if (currentShoulder < shoulderAngle){
shoulder.write(currentShoulder+1);
currentShoulder++;
delay(17);
}
if (currentShoulder > shoulderAngle){
shoulder.write(currentShoulder-1);
currentShoulder--;
delay(17);
}
}
else{
finishedServos[0] = true;
}


if(currentElbow != elbowAngle){
if (currentElbow < elbowAngle){
elbow.write(currentElbow+1);
currentElbow++;
delay(17);
}
if (currentElbow > elbowAngle){
elbow.write(currentElbow-1);
currentElbow--;
delay(17);
}
}
else{
finishedServos[1] = true;
}


if(currentGripper != gripperAngle){
if (currentGripper < gripperAngle){
gripper.write(currentGripper+1);
currentGripper++;
delay(17);
}
if (currentGripper > gripperAngle){
gripper.write(currentGripper-1);
currentGripper--;
delay(17);
}
}
else{
finishedServos[2] = true;
}

if(finishedServos[0] && finishedServos[1] && finishedServos[2]){
break;
}
}
finishedServos[0] = false;
finishedServos[1] = false;
finishedServos[2] = false;
}

void moveStepper(Stepper stepper, int degrees){
stepper.step((2048/360)*(currentBase-degrees));
currentBase = degrees;
digitalWrite(STEPPER_IN1, LOW);
digitalWrite(STEPPER_IN2, LOW);
digitalWrite(STEPPER_IN3, LOW);
digitalWrite(STEPPER_IN4, LOW);
}

void calibrate(){
// Serial.println("The servos in 5s will be set to a pole like position");
// delay(5000);
// moveServoSmooth(shoulder, 0, 90, 5);
// moveServoSmooth(elbow, 0, 90, 5);
// Serial.println("If the servos aren't in a pole like position, please adjust them, you have 10s");
// delay(10000);
// Serial.println("Now please set the stepper motor into such a positon, that the arm is facing toward the hole that the wires go into. You have 10s");
// moveServoSmooth(elbow, 90, 0, 5);
// delay(10000);
// Serial.println("Calibration complete!");
}
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• 前三个数字是用于基座的，记住基座要移动到的位置是你输入的值减去360度。
• 接下来的三个数字是用于肩部的，它会直接移动到你输入的位置。
• 再后面的三个数字是用于肘部，其工作方式与肩部相同。
• 最后三个数字是用于夹爪的，它们的工作方式与肘部相同，但我不建议设置夹爪低于90度。
  

• 将机器人设置为类似极点的位置。
• 将所有电机的设置归零。
• 向机器人发送11、12、13、14的值。
• 播放当前加载的程序。
• 保存当前的程序。
• 在顶部栏输入程序名称以加载程序，这也可以用来创建新文件。
• 输入你的程序名称。
• 从加载的文件中删除最后一个位置。
• 将当前的11、12、13、14值添加到当前文件中。
• 大致显示你即将发送到手臂的数据。
• 输入夹爪的值，并显示出来。
• 输入肘部的值。
• 输入肩部的值。
• 输入基座的值。
• 大致显示基座的方向。