uArm是一款桌面级四轴迷你开源机械臂，使用Arduino主板制作最初的原型机，UFACTORY公司的核心产品之一，其灵感来自于ABB码垛机械人IRB460。第一代uArm机械臂机身使用亚克力板材低精度激光切割而成，并且这是个开源的项目，大家都能从网上找到相关资料。
第一代uArm市场上已经买不到了，当时的价格也要好几千。好贵，买不起怎么办？自己动手做一个，如何？
uArm 成品图
uArm 机械臂码垛机械人主要包括亚克力结构、舵机、控制模块、气泵系统四个硬件部分和控制软件部分。
- 亚克力结构是机械臂的主体结构，起到运动和支撑作用，是由几个平行四边形机构组合而成；
- 舵机总共有三个，这是个三轴机器人，一个舵机装在底座，控制机器人旋转，两个舵机装在侧边，控制手臂前后和上下运动；
- 控制模块是机械臂的大脑，主要是Aarduino UNO R3 开发板以及一些控制模块构成；
- 这是个真空抓取的码垛机器人，所以气泵系统是必须的，靠真空吸盘吸附物体，并且移动物体。
uArm的机械臂是开源的，上uArm官网下载相关资料（可以找小煜要哦）。资料包含图纸，安装顺序以及零件型号。包括了舵机、控制器、气泵等的型号，以及所需要的螺钉螺母型号。有了这些，就不用一点一点做设计了。注意一下哦，不是上面写的所有东西都能轻易买到，所以要找替代品或者更便宜的零件。
亚克力结构首先我们先来搞定亚克力结构，这个简单：
官网上提供亚克力结构的图纸，如下。整个机械臂的结构都是由3mm和5mm厚的亚克力板经激光切割成一系列小零件，然后用螺钉固定而成。
CAD 图纸
有图纸就可以到某宝上找商家加工，这一套不贵，小煜用了60RMB。
除了亚克力塑料，还要螺钉、螺母、铜柱、轴承，也在某宝一起买了。如果讲究品质，可以在各个运动的地方都加上轴承，某宝买就行，但是要注意孔与轴承的匹配。最后就是底座的吸盘。这一套花了100RMB，小煜往多了买，防止不够用。主要是法兰轴承贵，可以考虑不用。
法兰、轴承购物图
螺钉、铜柱购物图
吸盘购物图
舵机接下来是舵机：
官方舵机似乎比较贵，而且买不到，所以找同类型的代替就好。小煜买的舵机如下，75RMB一个，买三个。225又没了。当然，你也可以买便宜一点的，事实证明，便宜的也好用。咱们也不会用这个机器人搬砖，对吧？
舵机图
气泵系统然后是气泵系统：包括气泵，开关阀，软管，吸盘，吸盘座等。
这部分是最麻烦的，因为官方零件似乎是订制的，没有型号没有名称，根本找不到，只能通过某宝上的资源自己拼出一个系统。
首先是吸盘和吸盘座，吸盘用于抓起物品；吸盘座用于固定，买！！！
吸盘和吸盘座
下面是真空气泵，用于提供真空状态，通电后气泵工作，吸盘真空吸取物体。买！！！
真空气泵
然后是电磁开关阀，用来控制空气通和断。打开真空泵后，控制电磁阀通断就能完成物体的抓起和放下。还是买！！！
电磁开关阀
最后是软管，还是买买买！
这部分又花 55 RMB。
先来看看半成品：
uArm机械结构半成品
控制模块接下来是重中之重——控制模块
单片机当然是选择Aarduino UNO R3 开发板，这个官方原版需要138RMB。当然你可以选择仿制版，只要30左右。建议支持正版。
Aarduino UNO R3 开发板
只有开发板是不够的，还要有扩展板，不然无法连接三个舵机和其他执行器。这个10RMB搞定。
扩展板
这时候舵机可以控制了。然后还有气泵和电磁阀怎么控制呢？小煜用的是两路继电器模块，这个3到4元搞定。
继电器模块
接下来就是电源相关了，没电可不行。9V电源适配器一个（12V的更好），供舵机和气泵；然后来一个可调降压模块用于单片机供电。总共40RMB不到。
电源适配器
降压模块
要控制整个机械臂的运动还需要一个输入设备。有两个选择
一是选择双轴按键摇杆传感器，最好买两个，总共7RMB。
二是选择2.4G无线 PS2手柄，这个贵了要40RMB。
双轴按键摇杆传感器
2.4G无线 PS2手柄
OK，到目前为止，所有硬件设备准备完毕。
控制器连接好后，如下。（好像接线有点乱￣□￣｜｜）
控制系统连接图
最后来个成品图：
成品图
软件最后需要完成的就是软件了。
其实可以选择直接去官网下载，官网的软件能让机械臂动起来，但是这么多的硬件都是自己搭的，很多操作是兼容不了的。所以小煜选择从头开始，自己编程，而且重点是自己编程可以有更多的扩展，可玩性更好。
开发软件当然是Arduino IDE，C语音基础，编程简单。
开始编程之前需要知道的是：如果想要机器手臂向前平移10mm，各个舵机需要转多少角度？
这个时候就需要学数学了，其实整个机械结构是个平行四边形机构，可以以舵机的旋转中心为原点建立直角坐标系，求解三角函数方程。（如下图）
计算过程
算出x，y和角度α，β的关系。x，y是机械臂前端的横纵坐标，角度α，β是左右两个舵机的旋转角度。
接下来开始编程了：
涉及到舵机控制，传感器控制等等程序，我就不详细解释了。
编程界面
将程序烧到Arduino里，开始调试，这样大功告成！！！
成果展示秀一波动图：
为了操作方便呢，我还是用了无线 PS2手柄，因为这个玩起来很嗨，像打游戏。而且可以控制更多操作。
手柄控制
拿着手柄，控制机器人，移动公交卡，硬币都不在话下了
怎么样，是不是很好玩，还可以有更多扩展，比如做一个夹子，用它夹东西。或者装上笔用来写字；连接手机和电脑控制；加上摄像头，做个AI视觉机器人等等，只要发挥想象，它无所不能。
最后我们来算算钱：哎呀！居然也要700 ；但是比起大几千的原版还是便宜不少的。（但偷偷告诉你，小煜可不止花了这点钱，因为经常买错了，或者买多了o(╥﹏╥)o），所以精准的预算非常重要。进一步省钱攻略：小轴承可以统统不要，省几十，可以用便宜的舵机，又省100多。其他的就需要精打细算了。有没有兴趣自己做一个呢？
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