开源六轴协作机械臂myCobot280实现交互式乘法！让学习充满乐趣

news2024/12/25 12:20:33

本文经作者Fumitaka Kimizuka 授权我们翻译和转载。
原文链接：myCobotに「頷き」「首振り」「首傾げ」をしてもらう 🤖 - みかづきブログ・カスタム

引言

Fumitaka Kimizuka 创造了一个乘法表系统，帮助他的女儿享受学习乘法表的乐趣。她可以口头回答乘法问题，显示的数字就是乘积。如果她回答正确，myCobot 就会点头；如果她回答错误，myCobot 就会做出不同的动作。以下是作者对该系统开发过程的记录。

🤖

https://twitter.com/i/status/1793416553867706459

在实施这一机制时，我用 Node.js 编写了一个程序，让 myCobot "点头"、"摇头 "和 "歪头"。

https://twitter.com/i/status/1780785823220224188

这是我将其与 LINE Bot 相关联时创建的程序的改进版。

准备工作

首先，按照以下步骤使 myCobot 可以通过 Python 运行。

然后，使用 Node.js 和 Express 架设网络服务器。虽然你也可以使用 Python 设置网络服务器，但以我的技术水平，Node.js 对我来说更快。因此，我使用 Node.js 和 python-shell 来控制 myCobot。

python-shell - npm

.env

# Specify the USB port to which myCobot is connected
MY_COBOT_PORT=/dev/cu.XXXXXXXX

app.js (Excerpt)

const express = require('express');

const express = require('express');
const { PythonShell } = require('python-shell');
const app = express();
const http = require('http').Server(app);

app.use(express.json());
app.use('/', express.static(`${ __dirname }/public`));

async function move(color = [255, 255, 255], angles = [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval = 200) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    PythonShell.runString(
      `from pymycobot.mycobot import MyCobot; MyCobot('${ process.env.MY_COBOT_PORT }').set_color(${ color }); from pymycobot.mycobot import MyCobot; MyCobot('${ process.env.MY_COBOT_PORT }').send_angles([${ angles }], ${ duration })`,
      null
    ).then(() => {
      setTimeout(() => resolve(), interval);
    }).catch(() => {
      reject();
    });
  });
}

move(
  [255, 255, 255], // LED matrix colors (RGB)
  [0, 0, 0, 0, 0, 0], // Angles of myCobot's joints (degrees)
  200
);

通过创建一个 "move "函数，该函数可以接受 LED 矩阵颜色、关节角度和驱动时间等参数，因此变得非常方便。

实施：

对于点头、摇头和歪头，请使用之前创建的`move`函数。

// Nodding
async function doYes() {
  return new Promise(async (resolve, reject) => {
    const interval = 200;

    try {
      await move([0, 0, 255], [0, 0, 0, 45, 0, 0], interval);
      await move([0, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval);
      await move([0, 0, 255], [0, 0, 0, 45, 0, 0], interval);
      await move([0, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval);
      await move([0, 0, 255], [0, 0, 0, 45, 0, 0], interval);
      await move([0, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval);
      await move([255, 255, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval);

      resolve();
    } catch (err) {
      console.error(err);

      reject();
    }
  });
}

// Shaking its head
async function doNo() {
  return new Promise(async (resolve, reject) => {
    const interval = 400;

    try {
      await move([255, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 45, 0], interval / 2);
      await move([255, 0, 0], [0, 0, 0, 0, -45, 0], interval);
      await move([255, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 45, 0], interval);
      await move([255, 0, 0], [0, 0, 0, 0, -45, 0], interval);
      await move([255, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval / 2);
      await move([255, 255, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval / 2);

      resolve();
    } catch (err) {
      console.error(err);

      reject();
    }
  });
}

// Tilting its head
async function doHmm() {
  return new Promise(async (resolve, reject) => {
    const interval = 400;

    try {
      await move([255, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 45, 0], interval / 2);
      await move([255, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 45, 0], interval);
      await move([255, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 45, 0], interval);
      await move([255, 0, 255], [0, 0, 0, 0, -45, 0], interval);
      await move([255, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval / 2);
      await move([255, 255, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval / 2);

      resolve();
    } catch (err) {
      console.error(err);

      reject();
    }
  });
}

我是这样实现的，接下来，通过 Web API 调用点头、摇头和歪头动作。

app.js

require('dotenv').config();

const express = require('express');
const { PythonShell } = require('python-shell');
const app = express();
const http = require('http').Server(app);

const PORT = 3000;

app.use(express.json());
app.use('/', express.static(`${ __dirname }/public`));

app.post('/yes', (req, res) => {
  doYes();
  res.send(200);
});

app.post('/no', (req, res) => {
  doNo();
  res.send(200);
});

app.post('/hmm', (req, res) => {
  doHmm();
  res.send(200);
});

// https://www.elephantrobotics.com/wp-content/uploads/2021/03/myCobot-User-Mannul-EN-V20210318.pdf
async function move(color = [255, 255, 255], angles = [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval = duration) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    PythonShell.runString(
      `from pymycobot.mycobot import MyCobot; MyCobot('${ process.env.MY_COBOT_PORT }').set_color(${ color }); from pymycobot.mycobot import MyCobot; MyCobot('${ process.env.MY_COBOT_PORT }').send_angles([${ angles }], ${ duration })`,
      null
    ).then(() => {
      setTimeout(() => resolve(), interval);
    }).catch(() => {
      reject();
    });
  });
}

async function doYes() {
  return new Promise(async (resolve, reject) => {
    const interval = 200;

    try {
      await move([0, 0, 255], [0, 0, 0, 45, 0, 0], interval);
      await move([0, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval);
      await move([0, 0, 255], [0, 0, 0, 45, 0, 0], interval);
      await move([0, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval);
      await move([0, 0, 255], [0, 0, 0, 45, 0, 0], interval);
      await move([0, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval);
      await move([255, 255, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval);

      resolve();
    } catch (err) {
      console.error(err);

      reject();
    }
  });
}

async function doNo() {
  return new Promise(async (resolve, reject) => {
    const interval = 400;

    try {
      await move([255, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 45, 0], interval / 2);
      await move([255, 0, 0], [0, 0, 0, 0, -45, 0], interval);
      await move([255, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 45, 0], interval);
      await move([255, 0, 0], [0, 0, 0, 0, -45, 0], interval);
      await move([255, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval / 2);
      await move([255, 255, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval / 2);

      resolve();
    } catch (err) {
      console.error(err);

      reject();
    }
  });
}

async function doHmm() {
  return new Promise(async (resolve, reject) => {
    const interval = 400;

    try {
      await move([255, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 45, 0], interval / 2);
      await move([255, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 45, 0], interval);
      await move([255, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 45, 0], interval);
      await move([255, 0, 255], [0, 0, 0, 0, -45, 0], interval);
      await move([255, 0, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval / 2);
      await move([255, 255, 255], [0, 0, 0, 0, 0, 0], interval / 2);

      resolve();
    } catch (err) {
      console.error(err);

      reject();
    }
  });
}

try {
  doYes();
} catch(err) {
  console.error(err);
}

http.listen(PORT, '0.0.0.0');

有了这个设置、

向 `http://localhost:3000/yes` 发送 POST 请求会让它点头。
向 `http://localhost:3000/no` 发送 POST 请求会让它摇头。
向 `http://localhost:3000/hmm` 发送 POST 请求会让它歪头。
将执行相应的操作。

DEMO

点头

摇头

歪着头

LED 矩阵的颜色也在悄然改变。

目前看起来是这样的，但如果再调整一下，效果可能会更好，尤其是头部的倾斜动作。

Github 存储库

https://github.com/kimizuka/mycobot-express/tree/example/timas-table

总结

我们非常感谢 Fumitaka Kimizuka 允许我们分享如此出色的技术案例研究。我们希望在阅读本文后，您能从中受到启发，创造出更多有趣而实用的项目。如果您有类似的想法或作品，请与我们分享，让我们共同推动技术进步和创新！

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