构建自己的基于 ARDUINO 的机器人-SCARA 桌面机械臂

该机器人有 4 个自由度，由 4 个 NEMA 17 步进电机驱动。此外，在这种情况下，它还有一个小型伺服电机，用于控制末端执行器或机器人抓手。这个 SCARA 机器人的大脑是一块 Arduino UNO 板，它与一个 CNC 屏蔽板和四个用于控制电机的 A4988 步进驱动器配对。

机器人的大部分零件都可以 3D 打印。因此，您可以在具有较小打印床的 3D 打印机上进行 3D 打印。GT2 滑轮也可 3D 打印。使用参数化设计来制作它们，因此如果需要，我们可以轻松更改它们的尺寸。我们只需要更改齿数，所有尺寸都会自动更新以使皮带轮尺寸合适。

对于第一个关节，我们有 20:1 的减速比，通过这些定制设计的滑轮分两个阶段实现。我在这里使用的两条 GT2 皮带是闭环的，长度分别为 200 毫米和 300 毫米。机器人关节由两个推力轴承和一个径向轴承组成。

对于第二个关节，我们有 16:1 的减速比，以同样的方式实现，而第三个关节的减速比为 4:1，只需单级减速。接头是空心的，所以我们可以用它来穿过电机和微动开关的电线。对于每条皮带，都有插槽，我们可以在这些插槽上安装惰轮以张紧它们。

机器人夹持器由 MG996R 伺服电机驱动，我们可以轻松更改夹持器端部以实现不同的夹持尺寸。机器人的 Z 轴由 8mm 丝杠驱动，而整个手臂组件在四个 10mm 光滑杆和线性滚珠轴承上滑动。机器人的高度仅取决于光滑杆的长度，在这种情况下为 40 厘米。丝杠需要短 2 厘米才能适应这种配置，否则，可以使用间隔螺母将 Z 电机升高 2 厘米。

您可以在下方下载 3D 模型用于 3D 打印的 STL 文件。

对于大多数零件，我使用 PLA+ 材料，蓝色材料，以及用于滑轮和夹具的普通 PLA。我花了大约 120 个小时以 60 毫米/秒的打印速度打印所有部件。底座是打印的最大部分，大约需要 32 小时。但是，如果我们提高打印速度，我们肯定可以更快地打印零件。

只是在这里快速说明一下，我在切片软件中启用了 –0.1mm 的水平扩展打印了所有这些。这使零件具有更精确的尺寸，并与轴承、杆和螺栓等其他机械零件更好地配合。

这是组装这个基于 Arduino 的 SCARA 机器人所需的组件列表。电子元件的列表可以在文章的电路图部分找到。

• 4x 光滑杆轴 – 10mm 400mm
• 1x 丝杠 – 8mm 400mm
• 4x 直线轴承 10mm
• 1x 推力球轴承 40x60x13mm
• 2x 推力球轴承 35x52x12mm
• 5x 径向滚珠轴承 8x22x7mm
• 各种长度的 M3、M4 和 M5 螺栓和螺母

以下是该项目所需的螺栓尺寸：

这是这个 SCARA 机器人的电路图以及一切需要如何连接：

您可以从以下链接获取此项目所需的组件：

• 步进电机 – NEMA 17
• A4988 步进驱动器
• Arduino CNC 扩展板
• Arduino Uno
• MG996R伺服电机
• 限位开关
• 直流电源

为机器人供电，我们需要能够提供最低 4A 电流的 12V 电源，但我建议使用 12V 6A 电源。当然，这取决于步进驱动器的电流限制是如何设置的，我建议将其设置在尽可能低的水平。

所以最后，一旦我们将代码上传到 Arduino，我们就可以运行处理程序，连接电源，scara 机器人将开始移动到它的原始位置。

从那以后，我们可以为所欲为。我们可以手动播放或将其设置为自动工作。当然，我们可以附加任何类型的末端执行器并用它制作很酷的东西。例如，我们甚至可以将 3D 打印机的热端连接到机器人上，使机器人成为 3D 打印机，或者连接激光头，使其成为激光切割机。我确实计划尝试这两个想法，因此请确保您订阅我的频道，以免在我以后的一些视频中错过它们。

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