Robottikäsi kuudella servomoottorilla 

Kuudella servomoottorilla varustettu robottikäsi tunnetaan robotiikassa nimellä 6 DOF 

(Degrees of Freedom) eli kuuden vapausasteen robottivarsi. 

Tämä on yksi suosituimmista ja monipuolisimmista rakenteista harrastaja-, opetus- ja tutkimuskäyttöön, 

sillä kuusi akselia mahdollistavat tarttujan liikuttamisen mihin tahansa pisteeseen 

kolmiulotteisessa tilassa sekä sen asennon, kallistuksen ja kierron vapaan säätämisen.

Robottikättä ohjataan 

usb-ohjaimella, joka on kytketty 

keskusyksikköön, joka on tässä tapauksessa Arduino Uno. 

Robottikättä voidaan ohjata myös verkon välityksellä.

Robottikädessä on kamera, mikrofoni ja valo. 

Osat: 

Runko-osat 

Robottikäsien runkoja myydään valmiina paketteina. 

Rungot valmistetaan yleensä laserleikatusta akryylistä, 3D-tulostetusta muovista 

tai alumiiniprofiileista kestävyyden parantamiseksi. 

Suunnitelmissani on 3D-tulostaa hienompirakenteinen robottikäden runko.

mutta tässä tapauksessa käytetään nyt valmiita metalliosia. 

Ruuvit 

Servo-ohjain 

Kuuden servon samanaikaiseen ohjaamiseen käytetään mikrokontrolleria (esim. Arduino Uno, Raspberry Pi) 

usein yhdistettynä erilliseen PWM/servo-ohjainkorttiin (kuten PCA9685), jotta virransyöttö ja signaalit saadaan jaettua tasaisesti.

PCA9685PW 16-kanavainen 12-bittinen PWM-servo-ohjain I2C-liitännällä on moduuli, 

joka tuo tarkkaa ja monipuolista PWM-ohjausta vaativiin projekteihin. 

Ohjain tarjoaa 16 itsenäistä PWM-lähtöä, joiden taajuutta voi säätää jopa 1,6 kHz asti. 

Sen 12-bittinen resoluutio takaa riittävän tarkkuuden servomoottorien hallintaan.

Moduuli käyttää I2C-liitäntää, joten se vaatii vain kaksi mikro-ohjaimen pinniä toimintaan. 

PCA9685PW on myös ketjutettava, mikä mahdollistaa jopa 62 yksikön liittämisen yhteen väylään. 

Saavutettavissa on huikeat 992 PWM-lähtöä. Sisäänrakennettu kello vähentää mikro-ohjaimen kuormitusta, 

ja käänteisen napaisuuden suojaus, sekä 220 ohmin vastukset lähtölinjoilla varmistavat turvallisuuden ja kestävyyden.

Yhteensopiva sekä 3,3 V että 5 V mikro-ohjainten kanssa, PCA9685PW sopii Raspberry Pi- ja Arduino-projekteihin. 

Virransyöttö on joustavaa: voit käyttää joko V+ syöttöliitäntää tai päätylohkoa ulkoiselle virtalähteelle. 

Tämä on ominaisuuksiltaan riittävä robotiikkaan, sekä kaikenlaisiin IoT-ratkaisuihin 

ja mihin tahansa projektiin, jossa tarvitaan monikanavaista PWM-ohjausta.

Servo-moottorit 6 kpl   

Akseli 1 (Jalusta): Kääntää koko robottikäsivartta vasemmalle ja oikealle (panorointi).

Akseli 2 (Olkapää): Liikuttaa vartta eteen- ja taaksepäin.

Akseli 3 (Kyynärpää): Liikuttaa varren ylempää osaa ylös ja alas.

Akseli 4 (Ranne / Kierto): Pyörittää ranneniveltä akselinsa ympäri.

Akseli 5 (Ranne / Taivutus): Kallistaa rannetta tai tarttujaa ylös ja alas.

Akseli 6 (Tarttuja / Koura): Avaa ja sulkee mekaanisen kouran esineisiin tarttumista varten.

Harrastajaprojekteissa käytetään usein metallirattaisia servoja, kuten MG996R, MG995 

tai voimakkaampia 20–25 kg vääntömomentin digitaalisia servoja. 

Alimmat nivelet (jalusta ja olkapää) kantavat suurimman kuorman, joten niissä tarvitaan eniten vääntöä.

Metallirattaat: Valitse aina metallirattaiset (metal gear) servot halpojen muovirattaisten sijaan, 

sillä robottikäsivarren nivelet altistuvat suurelle vääntörasitukselle.

Käyttämäni servomottorit ovat: 

Dspower 30KG - 300 degree - 2 kpl 

• High-performance metal gear servo for RC vehicles The DSPOWER DS-S020A servo features a durable metal gear construction, ensuring long-lasting reliability and superior strength under high stress during intense RC driving sessions.

• Available in 180° and 300° rotation options Choose between 180-degree and 300-degree rotation models, offering flexible control for various RC car setups, including 1/8, 1/10, TRX4, TRX6, SCX10, Arrma Kraton, Mojave, and 104001 models.

• Waterproof digital servo for tough conditions Designed with waterproof capabilities, this digital servo performs reliably in wet or dusty environments, making it ideal for off-road RC adventures and extreme weather conditions.

• Compact size with precise dimensions Measuring 49 x 20 x 44.30 mm, this servo fits seamlessly into tight spaces while maintaining high torque and responsiveness for accurate steering control.

DSpower S020A-C 

Operating Voltage : 6.0~7.4V DC 

Rated Voltage:7.4V 

Standby Current:≤20mA

No Load Current:≤160 mA

No Load Speed : ≤0.26sec/60°

Rated Torque:≥5kgf.cm

Rated Current :≤1A

Stall Current:≦4A

Stall Torque(static):≥30Kgf.cm

Weighting Torque(dynamic):≥20 Kgf.cm

Rotating Direction:(1000us→2000us)

Pulse Width Range:(500~2500us)

Neutral Position:1500us

Max. Operating Travel Angle:180° ±2° (500~2500 us)/ 290° ±10° (500~2500 us)

Remote Controller Angle: About 90 Degree/About 150 Degree

Dead Band Width: ≤ 1us

Mechanical Limit Angle: 360°

Communication Interface: PWM

Motor Type: Core motor

Case Material: Nylon and aluminum frame

Gear Set Material : Copper gear

Output Shaft Specification:25T/Φ5.9mm

Weight: 73±0.5 g

Size: 49 × 20 × 44.30mm

MG996R Servo 180 Degree - 4 kpl

Dimension : 40mm x 19mm x 43mm 

Operating Speed : 0.17sec / 60 degrees (4.8V no load)

Operating Speed : 0.13sec / 60 degrees (6.0V no load)

Stall Torque : 13 kg-cm (180.5 oz-in) at 4.8V

Stall Torque : 15 kg-cm (208.3 oz-in) at 6V

Operation Voltage : 4.8 - 7.2Volts

Gear Type: All Metal Gears

Virtalähde servo-ohjaimelle 

Kuusi servomoottoria kuluttavat yhdessä liikaa virtaa, jotta niille voisi ottaa virran suoraan Arduinon tai tietokoneen USB-portista. 

Tarvitaan ulkoinen 5V–6V virtalähde, suunnileen 3–5 ampeeria. 

Micro-tietokone (Arduino, Raspberry Pico, Raspberry Pi)

Virtalähde Arduinolle  

Camera 

Microphone 

Valo 

Käsiohjain kahdella joystickilla 

Aloitetaan: 

Rakennetaan runko-osat ja servo-moottorit paikalleen. 

Runko on nyt rakennettu. 

Kytketään servo-moottoreiden johdot servo-ohjaimeen. 

Arduino Uno

Käsiohjain kahdella joystickilla 

Joystick left stick: up and down: servo 1

Joystick left stick: left and right: servo 2
Joystick right stick: up and down: servo 3

Joystick left stick: left and right: servo 4

 Left 1 and 2: servo 5 (360*) this servo round around. 

Right 1 and 2: servo 6 grab part

Lisäominaisuuksien lisäämistä: Gyroscope