3D打印的SCARA手臂下棋开源项目

描述

我之前制作了一个笛卡尔国际象棋机器人手臂- 也想制作一个 3D 打印的 SCARA 手臂下棋。

它是这样工作的：

玩白棋的人采取了行动。这由视觉识别系统检测到。机器人然后思考，然后移动。

等等...

或许这个机器人最新颖的地方在于动作识别的代码。

因为视觉系统可以识别人类的移动，所以不需要特殊的棋盘硬件（例如簧片开关或其他任何东西）。

USB 或 IP 摄像头直接安装在棋盘上方。

大多数代码在 Raspberry Pi（或其他 Linux 或 Windows）上运行，Arduino 代码用于逆运动学和步进电机控制。

硬件构建

机器人的 3D 打印机文件可免费获得，如“代码”下的链接中指定的。我对 pyBot 手臂进行了修改，使其具有更长的手臂组件并使用迷你抓手。Jjrobots 对硬件和机器人组装进行了很好的描述。我们不使用他们的抓手、电子设备或软件。

因此，我们有一个 Raspberry Pi（或其他 Linux 或 Windows）通过打印机电缆连接到 Arduino。Arduino 上有一个 Ramps 1.4 板，通过 A4988 电机驱动板驱动电机。

步进电机具有非常高的精度和可重复性。

作为与 Arduino 的 USB 连接的替代方案，该代码使用 HC-05 支持蓝牙（不是 BLE）。

移动机器人的软件

所有 Raspberry Pi 代码都是用 Python 3 编写的。

因此，我们有代码可以移动棋子、取棋子、城堡、支持路人等等。

国际象棋引擎是 Stockfish - 它可以击败任何人类！“Stockfish是世界上最强大的国际象棋引擎之一，它也比人类最好的国际象棋大师要强大得多。”

我使用来自 chessfortherapy.co.uk 的一些代码来验证人类的移动并与 Stockfish 进行交互。我用于识别人类移动和移动 SCARA 机械臂的代码与该代码交互。

在 Arduino 上，使用逆运动学代码来正确移动各种电机，以便移动棋子。此代码基于 ftobler 为他的笛卡尔机器人编写的代码，并由我为 SCARA 机器人修改。

识别人类动作的软件

这与我为笛卡尔国际象棋机器人编写的代码完全相同，因此请参阅那里的描述。

其他注意事项

如果棋盘的颜色与棋子的颜色相差很远，则算法效果最佳！在我的机器人中，棋子是灰白色和亚光黑色，棋盘是使用彩色打印机在薄卡片上手工制作的。可以在视频中看到。

棋盘应光线充足且均匀，棋子的阴影最小。光不应从板或部件反射回相机。需要一张坚固的桌子。

我的代码包含用于轻松校准相机的例程。提供了鱼眼失真校准，IP 摄像机更可能需要校准。如果 USB 相机放置得足够远，那么没有它通常也可以。

机器人很容易手动校准。我们开始每场比赛时，手臂都向左伸出（如视频中所示），这可以很容易地用肉眼对齐。高度也可以调整到正确的高度。