ブラウザ制御と混合ステッパードライバ構成による再現可能な視覚誘導6自由度ロボットアーム
Reproducible Vision-Guided 6-DoF Robotic Manipulator with a Mixed Stepper-Driver Architecture and Browser-Native Control
低コストで再現可能な6自由度ロボットアームを設計・製作し、混合ステッパードライバ構成とブラウザネイティブ制御、視覚パイプラインによる自動ピックアンドプレースを実現した。
著者: Lasan Perera, Deneth Priyadarshana, Dulana Pitiwaduge, Isitha Dinujaya, Mokshan Colambage
分類: cs.RO, cs.CV, eess.SY
原文アブストラクト
We present the NeuralNexus Arm, an open, low-cost 6-DOF robotic manipulator built by an undergraduate engineering team, together with the design decisions and debugging experience needed to reproduce it. The arm is driven by a single STM32H743 microcontroller on a custom printed circuit board (PCB) and combines two stepper-driver strategies on one controller: push-pull 3.3 V step/direction outputs for onboard TMC2209 drivers on the three wrist joints, and open-drain outputs for external CL57T and DM542 drivers on the three high-torque proximal joints. We describe the mechanical design, mixed-driver electronics, interrupt-driven firmware, a MATLAB/Simscape-based inverse-kinematics pipeline, a browser-native control interface using the Web Serial API, and a lightweight vision pipeline for object localisation and autonomous pick-and-place tasks. We also document non-obvious hardware and firmware failure modes encountered during the transition from a development board to the custom PCB as reproducibility guidance. All design files and firmware are released openly. The platform actuates all six axes under coordinated control at a 2 kHz update rate and executes both manual and pre-recorded motions from the browser interface.
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