データグローブとロボットハンド

高校生の時に作ったロボットハンドを改造したものと、それを遠隔操作できるデータグローブです。

• ファイナリストMouser Make Awards 2023

動画

開発素材

デバイス

Seeed Studio XIAO ESP32C3

サーボモータ

Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense

システム構成

1.データグローブで曲げセンサーの曲げ具合を測定 2.BLE通信でロボットハンドに５本指分の曲げ具合を送信 3.受信したら、その値に合わせてサーボを動かす。 ４.受信モードでない場合、本体についた半固定抵抗の値に合わせてサーボを動かす。

ストーリー

コンセプト

人間の手のように使えるロボットハンド データグローブで遠隔操作可能 見た目はとてもかっこいいものを 分解しやすく、メンテナンス性の高いものを

制作過程

• ロボットハンド まずロボットハンドの見た目にこだわるにあたり、かっこいいロボットハンドの画像を手あたり次第集め、かっこいいと思った要素をまとめて自分なりに組み合わせてデザインを決定しました。

次にデザイン画からFusion360で立体化します。 この時、CAD上で動かすことで親指の可動域や干渉がないかを確認しながら形を整えます。 また、メンテナンス性を向上させるためにほぼすべての部品をねじで固定するようにしました。 データが出来上がったら3Dプリンターで印刷、ねじ穴はインサートナットをはんだごてで圧入します。 そしてワイヤーやサーボ等の部品を取り付けたら、完成です。

• データグローブ バッテリーやマイコン等の部品は手の甲に乗せて、上からカバーとなる部品をつけます。 指は曲げセンサーが指に沿うようなガイドを付ける。 回路を作り、曲げセンサーを接続すれば完成です。

こだわり

• メンテナンスしやすい設計 すべてをドライバー1本で分解でき、指は3Dプリンターで一括造形できるようにしてあります。指は簡単に交換することができ、固定部分が共通であれば別のデザインの指を使うこともできます。

• なめらかな動き 形状記憶合金ワイヤーを使うことでサーボ１つのみで指を自然に曲げることが可能になっています。

• かっこいいデザイン デザインにこだわったため、多くの人に気に入っていただけるデザインになりました。

• 安定性 ワイヤー駆動を用いることで、手首から先は水等に入れても全く問題なく動かすことができます。

加えた変更

ロボットハンド側

• ワイヤーを変更
• ワイヤーの固定方法を変更
• 電源をモバイルバッテリーに
• メインマイコンをArduinoUnoからSeeedXIAO ESP32Cに変更
• 無線通信をモジュールから、BLEに変更
• 指を光造形で再印刷
• プーリーの変更

データグローブ側

• 曲げセンサーを自作からセンシアさんのものに変更
• コード給電からモバイルバッテリーに変更
• マイコンをArduinoNanoからSeeedXIAO nrf53に変更
• 見た目をよりかっこいいものに変更

今後の展開

現在ロボットハンドに使っているサーボが貧弱なため、壊れやすく、握力も足りないためより強力なサーボに変更。

肩まで作り、データグローブの6軸センサーを使って、操作できるようにする。

左手も作り、両手で作業ができるようにする。

ロボットハンドの指先にセンサーをとりつけ、感覚フィードバックを実装。

筋電位センサーを用いて操作できるようにして義手として活用。

メンバー

• 

  かいと @robot_kaito

関連イベント

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