Open MicroManipulator – 亚微米 3D 运动控制平台

该项目包含一个开源低成本、易于构建的电动 XYZ 微操纵器运动控制平台，可实现亚微米精度。它专为光学对准、探测电子元件和显微镜等应用而设计。请观看 YouTube 视频，了解有关该设备及其构建方式的更多信息：开源电动 XYZ 微操纵器 - 经济实惠的亚微米运动控制 由于其并联运动结构和微型球窝接头，它实现了良好的机械刚度和大范围的运动。这些电机是现成的步进电机，由 30 kHz 闭环控制器和非常精确的 PWM 信号驱动。 “磁性齿轮”方法将低成本磁性旋转编码器的分辨率提高了 30 倍，允许步长降至 50nm（请注意分辨率和精度之间的差异。绝对精度明显更差。该设备可以通过 USB 串行接口通过简单的 G 代码命令进行控制，因此可以轻松集成到其他项目中。该固件实现了完整的运动规划堆栈，具有前瞻功能，可实现平滑且准确的路径跟踪功能。以下是如果您想要复制，可以遵循的高级步骤列表如果您对构建有疑问或问题，或者只是想讨论与项目相关的主题，请加入项目社区 Discord Server 。 阅读本文档并观看链接的视频 获取材料清单中列出的部件 构建设备和电子设备 根据您的构建更改硬件配置 hw_config.h 使用带有 PlattformIO 插件的 VSCode 上传固件 校准轴 另请参阅新设备的设置指南：设置指南 ✨新：硬件版本 4.0 新版本的硬件已发布，修复先前设计的几个问题： 仅用螺钉固定球接头块的连接，没有得到很好的约束，并且可能会旋转一点。 没有可靠的方法来确保连杆长度一致。 不必要的球接头摩擦。 准确的球位置严重依赖于打印质量和圆角。 橡胶带一旦粘上就无法更改或移除。有关改进的球接头和连杆制造过程的视频可以在 YouTube 上找到：用于开放式微操纵器的更好的球接头。重组和改进，现在包括所有必需的机械零件的参考。警告：BOM 尚未更新...为了使测试和使用 Open-Micro 操纵器变得简单和方便，这里提供了带有图形用户界面的 Python 控制程序：Open Micro-Manipulator GUI。它具有简单的控件来移动设备，同时还显示实时摄像头输入（例如来自显微镜摄像头）。 g 代码运行器和实时鼠标控制（例如，用于生物学应用程序）。轻量级 Python API 处理所有串行通信，并提供方便的命令执行和调试消息打印。该接口包括归位、移动和校准设备以及查询设备信息的功能，只需将 open_micro_stage_api.py 文件复制到您的项目中（同时在 requests.txt 中安装依赖项），您就可以开始了。 and connect oms = OpenMicroStageInterface ( show_communication = True , show_log_messages = True ) oms . connect ( '/dev/ttyACM0' ) # 运行一次来校准关节 # for i in range(3): oms.calibrate_joint(i, save_result=True) # 家庭设备 oms . home () # 移动到几个 x,y,z 位置 [mm] oms . move_to(0.0, 0.0, 0.0, f = 10) oms. move_to(3.1, 4.1, 5.9, f = 26) oms. move_to(0.0001, 0.0, 0.0, f = 10) # 等待移动完成 wait_for_stop() API 函数（仅限最相关的函数） connect ( port , baud_rate = 921600 ) disconnect () set_workspace_transform ( transform ) get_workspace_transform () home ( axis_list = None ) calibrate_joint ( joint_index , save_result ) move_to ( x , y , z , f , move_immediately ,blocking , timeout ) set_tool_output ( tool_idx、output_value、immediate）set_pose（x、y、z）dwell（time_s、blocking、timeout）enable_motors（启用）wait_for_stop（polling_interval_ms、disable_callbacks）set_max_acceleration（线性加速、角度加速）set_servo_parameter（pos_kp、pos_ki、 vel_kp 、 vel_ki 、 vel_filter_tc ）固件 1.0.4 带来了许多较小的改进和错误修复，以及一个很棒的新功能： 工具：PCB 上 J5 的两个 GPIO 引脚现在支持工具使用（例如激光雕刻）。工具集成到规划器中，在执行 G 代码时运行速度快且时序正确。这些工具支持 PWM（使用 PIO 功能无需依赖即可挤出额外通道）。在软件上