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1.1 机械臂(6-DOF)组装教程

Episode为恩培个人工作室研发的机械臂,本文档配套对应视频已经备份存档;恩培助手微信:ffcv1024。

1. 准备工作

感谢大家选择 Episode 1 机械臂(6-DOF),本节课将帮助大家把收到的套件组装成成品,下面是装配完成的效果图:

安装过程中手部保持清洁,干燥(尽量戴手套),否则可能引起器件短路、工作异常(如烧坏电路板)。

对于塑料零件,如果用电动螺丝刀请调低扭矩,手动扭的时候也不要太暴力,能紧固即可。

散件 成品

操作步骤:

  • 拆箱

  • 准备必备工具:

    名称 图示 推荐链接 作用
    常规十字螺丝刀 / 拆卸电机自带的十字螺钉
    常规一字螺丝刀 / 去除电机自带的键,建议使用直径 6mm 硬度较高的螺丝刀
    2mm 一字螺丝刀 推荐链接 拧 2P 插头微型螺丝,建议直径 2mm
    内六角扳手套件 推荐链接 安装各种内六角螺钉,注意,需要加长版
    尖嘴钳 推荐链接 辅助安装螺母
    普通钳 推荐链接 安装电机轴键
    剥线器 推荐链接 电子线接线用
    打火机 / / 热缩管收缩用
    卷尺 / / 量线用
    光学平板 推荐链接 固定机械臂底座,否则会倾倒,推荐 300x300x13 尺寸
    厚木板 / / 如果觉得光学平板较贵,可以用木板替代,厚度要 10mm 以上
    手套 防止触摸电路板,否则会烧毁
    润滑油 推荐链接 润滑键槽等零件
  • 推荐配备工具:

    名称 图示 推荐链接 作用
    游标卡尺,如没有可用普通直尺 推荐链接 辅助定位安装,如联轴器和光轴
    可换批头、可调扭矩的电动螺丝刀 推荐链接 加速螺钉安装,但需要注意调节扭矩,不能太大,否则可能压坏塑料零件
    加长内六角扳手批头 推荐链接 配合电动螺丝刀,加速螺钉安装
    自动剥线器 推荐链接 快速剥线

2. 装箱单(零件介绍)

2.1 机械臂本体装箱单

img

  • 套餐二装箱一共 80 种零件(零件编号不连续)
  • 如果漏发、多发、发错、损坏请联系小助手(微信:ffcv1024 或 bbxz1024)
零件编号 图示 名称 类型 1 成品实际数量 作用
10003 img 小轴承支撑 3D 打印 1 支撑两个轴承
10009 img J2 腰关节 3D 打印 1 腰关节
10010 img J6 腕部 3D 打印 1 腕部
10017 img J1 底座闸门 3D 打印 1 底座闸门,用于固定各种插座
10019 img J5 盖子皮带面 3D 打印 1 盖子
10020 img J5 盖子接线面 3D 打印 1 盖子
10021 img J5 小臂旋转 3D 打印 1 小臂旋转
10024 img J4 盖子 3D 打印 1 小臂固定盖子
10025 img J4 小臂固定 3D 打印 1 小臂固定
10028 img J3 大臂 3D 打印 1 大臂
10031 img J1 固定底座 3D 打印 1 固定底座
10033 img J5 60 齿同步轮 3D 打印 1 同步带轮
10043 img J5 轴承盖子 3D 打印 1 轴承盖子
10044 img J6 端侧安装面 3D 打印 1 机械臂末端,用来安装各种工具、执行器
10045 img J6 盖子 3D 打印 1 腕部盖子
10046 img J5 电机拉紧板 3D 打印 1 用来拉紧同步带
10002 img 键槽法兰 CNC 加工 3 用于传递扭矩
10007 img 腰关节铝片正面 CNC 加工 1 用来固定电机
10008 img 腰关节铝片背面 CNC 加工 1 用来固定电机
10022 img 小臂铝片正面 CNC 加工 1 用来固定电机
10023 img 小臂铝片背面 CNC 加工 1 用来固定电机
10027 img 大臂铝板 CNC 加工 1 支撑大臂,连接电机、法兰
10001 img 电机驱动 采购 6 电机驱动,这里用的是张大头家 CAN 套餐
10004 img 小轴承 采购 4 轴承
10005 img 自攻螺钉 M2×8 采购 20 用于紧固盖子
10006 img 自攻螺丝 M6×16 采购 4 用于紧固固定底座,比如固定在木板上
10011 img 胶水 采购 1 用于将磁铁站在电机轴上
10012 / 联轴器 采购 1 联轴器
10014 / 电子线-绿蓝 采购 0.35m CAN 信号线
10015 / 电子线-红黑 采购 0.35m 电源正负线
10018 img 带灯按钮开关 采购 1 开关
10026 img 倒边螺母 M3x8 采购 12 连接腕部与轴承
10029 img 导向轴支座 采购 1 连接末端与电机输出轴
10032 img 回转支承 采购 1 固定底座与腰部连接部件
10034 img 同步带 采购 1 同步带
10036 img USB2CAN 转换器 采购 1 插在电脑控制机械臂
10038 img 电机 L60/20:1 采购 1 第 2 个关节电机、减速器
10039 类似 10038 电机 L48/25:1 采购 1 第 1 个关节电机、减速器
10040 img 电机 L40 采购 2 第 5、6 个关节电机
10041 类似 10038 电机 L34/25:1 采购 1 第 3 个关节电机、减速器
10042 类似 10038 电机 L34/10:1 采购 1 第 4 个关节电机、减速器
10047 img J5 15 齿同步轮 采购 1 同步带轮,连接电机与同步带
10048 img 紧定螺钉 M6×10 采购 4 紧定键槽法兰与电机输出轴
10049 img 螺钉 M8×25 采购 15 螺钉
10050 / 螺钉 M6×16 采购 4 螺钉
10051 / 螺钉 M5×50 采购 2 螺钉
10052 / 螺钉 M5×25 采购 2 螺钉
10053 / 螺钉 M5×16 采购 9 螺钉
10054 / 螺钉 M4×10 采购 13 螺钉
10055 / 螺钉 M3×8 采购 6 螺钉
10056 / 螺钉 M3×60 采购 8 螺钉
10057 / 螺钉 M3×5 采购 6 螺钉
10058 / 螺钉 M3×40 采购 20 螺钉
10059 / 螺钉 M3×35 采购 8 螺钉
10060 / 螺钉 M3×20 采购 2 螺钉
10061 / 螺钉 M3×16 采购 8 螺钉
10062 / 螺钉 M3×10 采购 12 螺钉
10065 img 螺母 M3 采购 19 螺母
10066 img DC 12V 插座 采购 1 12V 适配器电源插座
10067 img 4P 排插 采购 1 为夹爪控制盒预留信号线和电源线
10068 img 3x3x14 键 采购 4 插入键槽法兰
10071 img 2 芯软线 采购 1.5m 连接 USB2CAN 转接头与 2P 排插
10072 img 2P 排插 采购 1 连接 2 芯软线
10073 img 12V 电源 采购 1 12V 电源适配器
10074 img 3MM 扳手 采购 1 紧固 键槽法兰的紧定螺钉
10075 img 2.5MM 扳手 采购 1 紧固小臂旋转
10076 / 1.5MM 扳手 采购 1 紧固末端导向轴支座
10077 img 磁铁 采购 6 安装在电机末端,用于驱动器测量角度
10079 img 驱动-8P 通讯线 驱动配套 6 驱动配套
10080 同上 驱动-4P 电机线 驱动配套 6 驱动配套
10081 同上 驱动-注塑外壳 驱动配套 6 驱动配套
10083 img 热缩管 采购 0.6m 接电子线用
10084 img 包线管 采购 0.6m 包裹电子线
10085 img 4P 连接线对插 采购 1 接电子线用
10086 img 长款电机配套 4P 线 采购 1 接电子线用
10087 img 快速接线端子 采购 4 接电子线用
10088 img 371 金属垫片 采购 6 垫片
10090 / 3x7x3 垫片 采购 10 第 5、6 号电机专用垫片
10091 / 螺钉 M4×14 采购 4 拧小臂旋转
10092 / 螺钉 M3×48 采购 5 安装驱动板

2.2 夹爪装箱单

  • 套餐二装箱一共 47 种零件(最后一个为 30047)
  • 如果漏发、多发、发错、损坏请联系小助手(微信:ffcv1024 或 bbxz1024)
零件编号 图示 名称 类型 1 成品实际数量
30001 主控盒底座 3D 打印 1
30002 主控盒盖子 3D 打印 1
30003 主控盒压线盖子 3D 打印 1
30004 DCDC 三通道输出 采购 1
30005 真空泵电机 采购 1
30006 三通电磁阀 采购 1
30007 继电器 采购 1
30008 STM32 主控 采购 1
30009 CAN 收发器 采购 1
30010 12V 公头 采购 1
30011 自攻螺钉 M3×6 采购 10
30012 自攻螺钉 M3×12 采购 10
30013 4 芯软线 采购 0.5
30014 4P 排插针座 采购 1
30015 12V 转 7.4V 降压模块 采购 1
30016 杜邦线母对母 采购 9
30017 杜邦线公对母 采购 22
30018 / 热缩管 采购 0.3
30019 真空吸盘安装端 3D 打印 1
30020 吸盘座金具 采购 1
30021 硅胶吸嘴 采购 1
30022 硅胶管 采购 1.2
30023 夹爪端侧安装 3D 打印 1
30024 连杆主体支撑 3D 打印 1
30025 连杆 3D 打印 4
30026 齿轮连杆-左侧 3D 打印 1
30027 齿轮连杆-右侧 3D 打印 1
30028 夹爪-上盖子-左侧 3D 打印 1
30029 夹爪-上盖子-右侧 3D 打印 1
30030 夹爪-下支撑-左侧 3D 打印 1
30031 夹爪-下支撑-右侧 3D 打印 1
30032 柔性夹爪 3D 打印 2
30033 夹爪支撑连接块 3D 打印 2
30034 25kg 舵机 采购 1
30035 金属舵盘 采购 1
30036 3 芯软线 采购 1.2
30037 / GB/T6172.2-2000 非金属嵌件六角锁紧薄螺母 3 采购 18
30038 / GB/T70.1-2000 内六角圆柱头螺钉 M3×30 采购 5
30039 / GB/T70.1-2000 内六角圆柱头螺钉 M3×40 采购 7
30040 / M3x7x1 金属垫片 采购 15
30041 / GB/T70.1-2000 内六角圆柱头螺钉 M3×20 采购 5
30042 平头螺钉 M3x18 采购 2
30043 / GB/T70.1-2000 内六角圆柱头螺钉 M3×14 采购 3
30044 / GB/T70.1-2000 内六角圆柱头螺钉 M3×8 采购 5
30045 D435 深度相机支架 3D 打印 1
30046 Aruco 视觉标定板 3D 打印 1
30047 舵机安装辅助 3D 打印 1

3. 组装步骤

3.1 必备知识

  • 如下图:

    • 机械臂 6 个关节,一共 6 台步进电机,其中第 1~4 个关节还配备有行星减速器
    • 贯穿整个机械臂的一共有 4 条线,2 条是电源线,2 条是 CAN 通讯总线
    • 6 个电机的驱动板分别与这 4 根线相连
    • 夹爪控制盒也与这四根线相连
    • 电源由 12V 电源适配器提供
    • 控制信号(CAN 信号)由计算机经过 USB2CAN 转换头发送给各个电机、夹爪控制盒
  • 我们选用的是 42 步进电机,行星减速器,如下图:

    • 42 表示电机的长宽是 42mm
    • L60、L48 等,表示电机的长度,如 L60 表示电机长 60mm
    • 20:1、25:1 等,表示减速器的减速比例,如 20:1 表示电机每转动 20 圈,减速器输出轴刚好转动 1 圈
    • 你可以测量或者通过电机、减速器标识来判断你手中拿的是哪个零件,你也可以按下列准则来快速判断
      • 最长的是电机 L60/20:1
      • 不带减速器的是电机 L40
      • 减速器标识是 10:1 的是电机 L34/10:1
      • 减速器标识是 25:1 的,较长的是电机 L48/25:1,较短的是电机 L34/25:1
    零件编号 参考图片 名称 使用位置 数量
    10038 电机 L60/20:1 第 2 个关节 1
    10039 类似 10038 电机 L48/25:1 第 1 个关节 1
    10040 电机 L40 第 5、6 个关节 2
    10041 类似 10038 电机 L34/25:1 第 3 个关节 1
    10042 类似 10038 电机 L34/10:1 第 4 个关节 1
  • 为了闭环控制步进电机,我选用的紧凑的张大头闭环驱动板(商品链接),如下图

  • 机械臂启动的时候需要角度归零,在机械结构上我设计了归零碰撞阻挡,安装时需要注意不要磕碰掉这些阻挡,安装完也不要强制转动,否则破坏后无法正常使用机械臂(无法回零,线圈缠绕短路),尤其以下位置需要注意:

    位置 图示
    固定底座
    小臂旋转

3.2 安装电机尾部磁铁、安装键

找出以下零件备用:

零件编号 图示 名称 数量要求
10011 胶水 1
10077 磁铁 6
10038 电机 L60/20:1 1
10039 / 电机 L48/25:1 1
10040 / 电机 L40 2
10041 / 电机 L34/25:1 1
10042 / 电机 L34/10:1 1
10068 3x3x14 键 4

安装步骤:

  • 按照视频,将 3x3x14 键(10068)安装到电机减速器输出轴的键槽中。安装时务必压平、压紧、压正,否则法兰可能无法顺利装入(法兰与键槽为紧密配合)。效果如下图:

    • 需要安装键的电机共 4 台:电机 L60/20:1、电机 L48/25:1、电机 L34/25:1、电机 L34/10:1
    • 每装完一个,用键槽法兰(10002)试装验证能否顺利套入
      • 若装入困难,可用尖锐的螺丝刀等清理法兰键槽内的铁屑等杂物
      • 也可在键槽处涂少量润滑油,降低装配阻力
  • 如下图,步进电机出厂时尾部输出轴不含磁铁(图左)。我们需要在尾部输出轴端面正中心粘贴一个圆柱磁铁,供闭环驱动板检测电机转角与转速。按照视频教程,为电机逐一安装磁铁。

    • 居中 & 贴平:磁铁须尽量对准电机轴中心(避免偏心),且水平贴紧轴端面;偏心或倾斜会影响检测精度,严重时驱动板将无法识别
    • 第 5、6 号电机出厂时已预装磁铁。
    • 胶水用量宜少:仅需薄薄一层,能固定磁铁即可;胶水过多可能渗入电机内部,造成损坏
    • 胶水需至少静置 10 分钟待其固化,完全干透后方可进行后续操作
    • 若磁铁脱落需重装,应先彻底清除轴端面残留的旧胶水,再重新粘贴

3.3 电机安装驱动板、校准、测试

电机安装完磁铁,现在需要安装电机驱动板,并对电机进行初始化校准。

3.3.1 制作电源、CAN 测试线
  • 找出下列零件,先做一个电源测试线
零件编号 图示 名称 数量要求
10066 DC 12V 插座 1
10073 12V 电源 1
10001 电机驱动 1
10071 2 芯软线 1.5
10036 USB2CAN 转换器 1
10072 2P 排插 1
10079 驱动-8P 通讯线 1
10083 热缩管 0.6m
  • 找到驱动配套的 8P 通讯排线,长这样:
  • 将通讯线任意一头插在驱动板上:

    我们需要判断通讯线线序:

    • 将板子正面朝上(带有屏幕、有配置按钮的一面)
    • 右侧线序则为:
      • 最上方两根分别是电源正负极
      • 最下方两根分别是 CAN 通讯高 H、低 L 差分线
    • 注意:
      • 不能按颜色来判断(比如这里的红色并不是常规的正极)
      • 不能判断错误,后面接线如果接错可能烧毁驱动板,或通讯无反应
🟢 SOMA 补充 · 推荐统一线色(实操经验)

自己接线时,建议把线色和功能统一固定成下面这套对应关系,整机保持一致,后续维护、换电机、排错时一眼就能对上,不容易接反:

线色功能含义
🔴 红+12V电源正(正)
⚫ 黑GND电源负(负)
🟢 绿CAN_HCAN 高(高)
🔵 蓝CAN_LCAN 低(低)

「红黑绿蓝 = 正负高低」。本机即严格按此约定装配。

⚠️ 但切记:套件原配线缆的颜色不一定遵循此约定(上方已说明,原线红色未必是正极)。接到驱动板那一侧时,仍必须以驱动板正面丝印的针脚顺序核对,自定义线色只用于你自己重新走线的部分,别仅凭颜色下结论,接反会烧板。

  • 将通讯线对折剪断

  • 去除中间四根线

  • 正负极分别连接 DC 12V 插座正负极(红色为正),使用热缩管封住,插上电源适配器,驱动板屏幕应该会点亮:

  • 将 8P 信号线的 CAN_L 和 CAN_H 与 2P 插头(10072)相连

    • 2P 插头有一对,一个带孔,一个不带,这里用的是带孔的母头
    • 从 2P 插头螺丝面方向看,上面针脚作为 CAN_L,连接 8P 信号线 CAN_L
  • 将 2 芯软线(10071)与 2P 插头(10072)、USB2CAN 转换器(10036)相连

    • 这里用的是不带孔的 2P 插头公头
      • 2 芯软线红色连接 CAN_H、黑色连接 CAN_L。
    • 从 2P 插头螺丝面方向看,上面针脚作为 CAN_H,连接红线。
    • 将 USB2CAN 转换器拨到 120R 档位
3.3.2 安装驱动板、校准、测试
3.3.2.1 第 2 个关节

我们先拿最长的电机安装,准备下列零件:

零件编号 图示 名称 数量要求
10090 3x7x3 垫片 4
10056 螺钉 M3×60 4
10001 电机驱动 1
10038 电机 L60/20:1 1
10079 驱动-8P 通讯线 0.5
10080 同上 驱动-4P 电机线 1
10081 同上 驱动-注塑外壳 1
  • 按照视频教程安装好驱动板,安装后的效果图如下:

    拆除原来的螺丝,一定需要注意,不能打滑,否则可能退不出来。

  • 插上电源测试线,按照视频教程校准,校准完成后的屏幕文字会变成旋转角度:

    左键短按切换菜单、长按回到主菜单;右键短按确认。

    如果校准项出现多个,选择 CAL_NHS。

    校准的时候,电机会正反方向各旋转几周,因为有减速器的缘故,可能看不出来,耐心等待即可。

    校准前 校准后
  • 按照视频修改驱动板参数:P_serial 调节为 CAN1_MAP(只修改这一处)。

  • 安装电脑驱动,按照视频测试旋转是否正常

  • 启动 Windows 电脑(win10 或以上)
  • 前往 Episode1 资料下载中心下载安装 USB2CAN 驱动
  • 将 USB2CAN 转换器插入电脑 USB 接口
  • 将 2P 插头公母座对接

Episode1 资料下载中心下载校准软件,点击“测试电机 0x100 旋转” 测试一下电机是否:

  • 先顺时针旋转
  • 10 秒后逆时针旋转
  • 停止
3.3.2.2 第 1 个关节

​ 准备下列零件,参考视频教程组装,然后参考第 2 个关节校准、旋转测试:

零件编号 图示 名称 数量要求
10090 3x7x3 垫片 4
10092 螺钉 M3×48 4
10001 电机驱动 1
10039 电机 L48/25:1 1
10079 驱动-8P 通讯线 0.5
10080 同上 驱动-4P 电机线 1
10081 同上 驱动-注塑外壳 1
3.3.2.3 第 3 个关节

准备下列零件,参考视频教程组装,然后参考第 2 个关节校准、旋转测试:

零件编号 图示 名称 数量要求
10090 3x7x3 垫片 4
10059 螺钉 M3×35 4
10001 电机驱动 1
10041 电机 L34/25:1 1
10079 驱动-8P 通讯线 0.5
10080 同上 驱动-4P 电机线 1
10081 同上 驱动-注塑外壳 1
3.3.2.4 第 4 个关节

准备下列零件:

零件编号 图示 名称 数量要求
10090 3x7x3 垫片 4
10059 螺钉 M3×35 4
10001 电机驱动 1
10042 电机 L34/10:1 1
10079 驱动-8P 通讯线 0.5
10080 同上 驱动-4P 电机线 1
  • 参考视频将驱动板组装好,参考第 2 个关节校准、旋转测试。

    • 这里不需要安装驱动-注塑外壳(10081)。
3.3.2.5 第 5 个关节

准备下列零件,参考视频教程组装

零件编号 图示 名称 数量要求
10090 3x7x3 垫片 4
10058 螺钉 M3×40 4
10001 电机驱动 1
10040 电机 L40 1
10047 J5 15 齿同步轮 1
10079 驱动-8P 通讯线 0.5
10080 同上 驱动-4P 电机线 1
10083 热缩管 0.6
  • 安装同步轮,参考下图控制好距离
  • 因为安装空间有限,我们需要用尖头钳拆除电机驱动板上连接电机线的排插口(排针留下):

    尽量不要碰坏元器件,否则板子可能就废了(我也有惨痛教训)。

  • 然后按照视频将四根引脚脚立起来:

    注意操作需要缓慢,否则可能导致引脚松动、折断(o(╥﹏╥)o,有惨痛教训)。

  • 然后制作 4P 电机线,需要对应电机线的颜色和驱动板针脚,接错会无法正常使用电机(当然,我也错过),需要细心:
电机线序 驱动板线序

这是我的接线效果:

  • 如果没有锡焊,用热缩管紧固即可(电流不大)
  • 热缩管裁剪为 20mm 即可
  • 然后再参考视频将驱动板组装好,参考第 2 个关节校准、旋转测试。

    注意!!!注意要防止驱动板后侧的针脚压破电机线,如下图中的黄线已经被压破,这样会造成短路,烧坏电机驱动板。

3.3.2.6 第 6 个关节
零件编号 图示 名称 数量要求
10090 3x7x3 垫片 4
10058 螺钉 M3×40 4
10001 电机驱动 1
10040 电机 L40 1
10079 驱动-8P 通讯线 0.5
10080 同上 驱动-4P 电机线 1
10083 热缩管 0.6
  • 类似第五个关节电机,因为安装空间有限,我们需要拆除电机驱动板 2 个排插口,操作流程类似,处理完的效果如下:

注意!!!这里的电机是后出线,注意要防止驱动板后侧的针脚压破电机线,如下图中的黄线已经被压破,这样会造成短路,烧坏电机驱动板。

  • 然后再参考视频将驱动板组装好,参考第 2 个关节校准、测试速度。

3.4 安装大臂

零件编号 图示 名称 数量要求
10028 J3 大臂 1
10002 键槽法兰 2
10027 大臂铝板 1
10048 紧定螺钉 M6×10 2
10053 / 螺钉 M5×16 8
  • 大臂铝板发货的时候已经嵌入大臂。

  • 使用 3MM 扳手(10074)将 3 个紧定螺钉 M6×10(10048)分别旋入 3 个键槽法兰(10002),如下图:

  • 按照视频教程,安装好 2 个键槽法兰:

    注意紧定螺钉方向与大臂开口方向一致,否则后面扳手无法拧紧:

    如果铝板的孔与大臂孔不对齐,用内六角扳手等手动微调一下。

3.5 安装固定底座

找出以下零件备用:

零件编号 图示 名称 数量要求
10054 螺钉 M4×10 4
10031 J1 固定底座 1
10049 螺钉 M8×25 8
10032 回转支承 1
/ 装好的第 1 个关节电机 1
  • 按照视频清除固定底座(10031)螺丝孔残留支撑、杂物。
  • 拿出回转支承(10032),清除 2 面杂物,转动几圈,感受阻力,待会装完对比阻力力度。
  • 清除固定底座(10031)安装平面的杂物,将回转支承(10032)凸面放在上面,如下图。
  • 固定 8 根螺钉 M8×25(10049),效果如下

    • 先安装对角两个螺钉,不要拧到底,钻入轴承即可,固定轴承
    • 再安装其他对角线螺丝,最后全部装完后再拧紧
    • 一边压着轴承,一边紧固螺丝,不然一面可能顶起
    • 安装完螺钉后,转动轴承外圈几圈,对比刚才的阻力力度,如果有明显卡顿,或者阻力变大,可能是平面有异物,或者哪里有翘曲,重新拆掉螺钉检查。

注意事项:

  • 因为主体是 3D 打印塑料件,拧内六角螺钉的时候,不要太用力(尤其是用电动螺丝刀的时候),推荐最后拧紧阶段用手拧,否则可能会压坏,能固定住零件即可。
  • 安装轴承的时候,底部平面要清除杂物,否则可能影响后面旋转。

3.6 安装腰关节

找出以下零件备用:

零件编号 图示 名称 数量要求
10009 J2 腰关节 1
10049 螺钉 M8×25 7
10002 键槽法兰 1
10007 腰关节铝片正面 1
10008 腰关节铝片背面 1
10048 紧定螺钉 M6×10 1
10058 / 螺钉 M3×40 6
10054 / 螺钉 M4×10 4
10065 螺母 M3 6
10051 / 螺钉 M5×50 2
10052 / 螺钉 M5×25 2
10064 螺母 M5 4
10086 长款电机配套 4P 线 1
/ 安装好的第 2 个电机 1
  • 拿出剩下的一个装有紧定螺钉的键槽法兰

  • 对准键槽,将键槽法兰嵌入减速器输出轴,如下图:

    • 先清理键槽夹角
    • 再润滑点液体油
  • 拿出长款电机配套 4P 线(10086),剪去两端段子,使用卷尺和剪刀裁剪出 35cm 线,然后按照视频穿过固定底座和腰关节,如下图:

    如图中左侧红色箭头所指,仍然要注意腰关节预留的螺栓孔,要与键槽法兰紧定螺钉槽口方向一致,否则后面扳手无法拧紧。

    如不确定,可以自己对着孔看一下,应该可以看到紧定螺钉,或者用扳手试一下,能不能拧紧。

    剩余的线还要用,不要扔。

  • 稍微旋转一下腰关节,让回转支承的孔与螺钉孔对齐,然后安装 7 颗螺钉 M8×25(10049),如下图:

    逐个对角先放进螺钉,不要拧紧,占位对齐。

    然后逐个安装对角螺钉,不断检查腰关节外围与底座外围是否共面、平齐。

    腰关节为塑料,不能太用力拧螺钉,否则某个方向会翘曲严重,需要边观察边拧紧。

  • 然后紧固螺钉 M5×50(10051)、螺钉 M5×25(10052)

    这两个螺钉是固定腰关节与键槽法兰,紧固螺钉的时候,会将下方法兰拉紧。

    长螺钉在上,短螺钉在下。

    安装顺序:逐个对角安装。

  • 沿着腰关节预留的螺栓孔紧固紧定螺钉。

  • 安装腰关节铝片正面(10007)、腰关节铝片背面(10008),需要用 6 根螺钉 M3×40(10058),以及 6 个螺母 M3(10065)。

    注意:如图,这两个铝片的孔要在正上方(四个孔在一条竖线上)。

    如果腰关节螺钉孔内有残留支撑,先用螺钉打通。

    安装顺序:逐个对角安装。

    这里需要尽量拧紧,可以一边用尖嘴钳夹住螺母,一边拧紧。

    这里都是金属,可以多用点力。

  • 使用 4 根螺钉 M4×10(10054),将第二个电机固定在铝片上,如下图

    正面

    背面

    注意:如背面图所示,要把驱动 8P 接头朝下。

3.7 安装小臂固定

找出以下零件备用:

零件编号 图示 名称 数量要求
10025 J4 小臂固定 1
/ / 装好的第 3 个关节电机 1
/ / 装好的第 4 个关节电机 1
10022 小臂铝片正面 1
10023 小臂铝片背面 1
10058 / 螺钉 M3×40 6
10065 螺母 M3 6
10054 / 螺钉 M4×10 8
10014 / 电子线-绿蓝 0.35m
10015 / 电子线-红黑 0.35m
  • 参考前面的操作,将铝片装上,然后用螺钉 M4×10 将第 3 个关节电机固定好。

  • 使用螺钉 M4×10 将第 4 个电机固定好,注意不要太用力拧,否则可能压坏外壳。

  • 然后参考视频,将电子线-绿蓝、电子线-红黑穿过小臂固定,左侧露出约 90mm 即可。

    如果电子线长度不均,不要同时调整四根线,可以拉住其中一根对应调整长度

    注意缓用力,防止拉断,拉不动需要检查一下哪里卡住了。

  • 最终组装效果

    注意:要把驱动 8P 接头朝下。

3.8 安装小臂旋转与腕部

找出以下零件备用:

零件编号 图示 名称 数量要求
10021 J5 小臂旋转 1
10004 小轴承 4
10003 小轴承支撑 1
10061 / 螺钉 M3×16 6
10046 J5 电机拉紧板 1
10065 螺母 M3 5
10060 / 螺钉 M3×20 1
10034 同步带 1
10033 J5 60 齿同步轮 1
10043 J5 轴承盖子 1
10010 J6 腕部 1
10055 / 螺钉 M3×8 4
10029 导向轴支座 1
10026 倒边螺母 M3x8 12
10044 J6 端侧安装面 1
10062 / 螺钉 M3×10 8
10088 3x7x1 金属垫片 4
10057 / 螺钉 M3×5 4
10075 2.5MM 扳手 1
10076 / 1.5MM 扳手 1
  • 默认发货的时候,小臂旋转(10021)上会固定两个小轴承(10004),如下图:

  • 安装时需要注意不要磕碰掉这个阻挡,否则无法正常使用机械臂:

    因为希望尽可能增大关节旋转范围,增加运动范围,所以阻挡位置设计的较小。

  • 拿出另外两个小轴承,以及小轴承支撑(10003),按照视频教程,安装好,效果如下图:

    由于热胀冷缩效应,部分同学可能会发现下图左侧的轴承安装较为困难。若遇到无法装入的情况,建议先将小臂旋转后置于 30℃ 左右的环境中(例如开启空调的房间,但温度请勿超过 40℃),静置半小时后再进行安装。

  • 对接小臂固定,拧紧紧固螺丝,效果如下:

  • 将一颗螺母 M3(10065)嵌入 J5 电机拉紧板(10046),用胶水固定,使用一根螺钉 M3×20(10060)装入小臂旋转

    先不要拉紧,不然待会同步带装不上。

  • 使用 4 根螺钉 M3×16(10061)和 4 片 3x7x1 金属垫片(10088),将已装好的第 5 个关节电机,固定在 J5 电机拉紧板(10046)上,不要拧太紧,要求拉紧板可以滑动,为后续安装同步带做准备:

    • 如果 M3×16 打滑,可以将金属垫片去掉,或者自己换成稍微更长的螺钉,如 M3×18、M3×20
    • 注意,第 5 个关节电机的 8P 信号线,需要提前装上,不然这一步操作后无法再装进去。
  • 将 8 颗倒边螺母 M3x8(10026)嵌入 J6 腕部(10010)

    如果塞不进去,可以先用其他圆柱物体(直径 3.8mm 左右,不能太粗,否则留有间隙导致误差)先疏通几次。

  • 然后嵌入小臂旋转。

    有孔的在电机驱动板这一侧,方便走线

  • 塞入 J5 60 齿同步轮(10033)和 J5 轴承盖子(10043)

    注意同步轮在在皮带安装侧。

  • 将 4 根螺钉 M3×10(10062)装入 J5 60 齿同步轮(10033),4 根螺钉 M3×5(10057)装入 J5 轴承盖子(10043)。

    先大致拧紧,阻力变大这样腕部可能没法转动,后面再调节。

  • 使用 4 根螺钉 M3×8(10055)将第 6 个电机安装好。

    注意先把 8P 信号线穿入,再安装电机。

  • 安装同步带

    1. 先将滑板拉倒最左侧安装同步带;
    2. 从小同步轮开始装;
    3. 拧紧螺丝,拉紧滑板;
    4. 再拧紧四个电机紧固螺丝。
    5. 如果螺钉打滑,不要继续拧,防止破坏螺纹。可以将这根螺钉的垫片去掉再拧,或者自己换成稍微更长的螺钉,如 M3×18、M3×20
  • 安装末端

    按照视频装好末端;

    使用 1.5MM 扳手(10076)紧固螺丝,注意电机输出轴与端侧面应该在同一平面。

3.9 安装线缆

找出以下零件备用:

零件编号 图示 名称 数量要求
10017 J1 底座闸门 1
10018 带灯按钮开关 1
10066 DC 12V 插座 1
10067 4P 排插带孔座 1
10072 2P 排插 1
10073 12V 电源 1
10083 热缩管 0.6
10085 4P 连接线对插 1
10087 快速接线端子 3
10062 / 螺钉 M3×10 2
10071 2 芯软线 1.5
10036 USB2CAN 转换器 1
  • 将剩余的长款电机配套 4P 线(10086)按图示穿过大臂
  • 将大臂固定在腰关节,将小臂旋转固定在大臂,如下图:

    如果塞不进法兰,可能是紧固钉螺太紧,可以先松一下

  • 接线原则复习:

    • 整体就四根线,正负极、CAN_H、CAN_L,一定不要漏接、短接;
    • 不要管线的颜色,始终要查看驱动板正面线的顺序,如左一图,蓝色是正极,红色是 CAN_L
    驱动板 整体
  • 小臂旋转接线

    • 将小臂旋转先来回转动几圈(注意不要破坏内部阻挡台阶),让穿过小臂固定的四根线舒展,以这个顺序接线:红色(正极)、黑色(负极)、绿色(CAN_H)、蓝色(CAN_L)
    • 第 5、6 个电机的线序自己根据上图判断(每个人可能不一样)
    • 有剥线器最好,没有可以用打火机
    • 如果没有锡焊,用热缩管紧固即可(电流不大)
    • 热缩管裁剪为 20mm 即可
    • 打火机灼烧热缩管不要太长时间,缩住即可,不要烧破电子线
    • 要保证盖子能盖上
  • 小臂固定接线

    穿过大臂的四根线,以这个顺序接线:红色(正极)、黑色(负极)、绿色(CAN_H)、蓝色(CAN_L)

    将小臂固定运动到极限位置,保证线长够用。

  • 腰关节接线

    可以拿出 4P 连接线对插(10085)将线接起来,也可以不用。

  • 固定底座接线

    正面 背面

    配合上面两幅图,以及下图连线示意图(注意,它是背面,线序与正面镜像),你需要先理解这些器件功能,对应引脚功能,否则可能引起短路,或者通信障碍。

    • 12V 电源适配器插入 12V 电源插座为机械臂提供电源
    • 带灯开关按下连通正极,同时指示灯亮
    • 2P 排插连接 USB2CAN 转接头,用于接收电脑控制指令,上方是 CAN_H,下方是 CAN_L
    • 4P 排插连接夹爪控制盒,提供夹爪控制盒电源,以及并联 CAN_H、CAN_L。注意从左往右(从正面看)的线序分别是:+12V、GND、CAN_H、CAN_L
    • 贯通机械臂的 4 根线也需要与这四种线相连

    需要重点注意的是带灯开关的连线:

    • 如下图,拔开带灯开关插座,可以看到四个脚,分别是

      • NO:常开端,按下按钮后闭合,对应上图的橙色脚,我们用来断开和闭合 +12V
      • +:对应上图红色脚,是指示灯的正极,连接 +12V
      • -:对应上图黑色脚,是指示灯的负极,连接 GND
    • 重新插上灯带开关的插座,注意红色对应 + 符号。

    • 然后需要将贯穿固定底座的 4 根线,以及第一个电机的 8P 信号线全部连接到对应位置。

    • 将 USB2CAN 转换器(10036)与插槽母座相连。

      • 需要保证 USB2CAN 转换器的 CAN_H 与底座 2P 插头 CAN_H 链接(上孔),CAN_L 同理。
      • 2 芯软线红色连接 CAN_H、黑色连接 CAN_L。
      USB2CAN 转换器 固定底座

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