Kā izveidot mazu delta robotu: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

"Delta robots", jeb "paralēlais manipulators", ir robots, kas viena izpildmehānisma pārvietošanai izmanto vairākas rokas. Tos varētu zināt no savākšanas mašīnām, kā arī no delta tipa 3D printeriem.

Delta paralēla robota priekšrocība ir tā, ka lieljaudas piedziņas motori parasti atrodas pamatnē, samazinot kustamo priekšmetu svaru, padarot šāda veida robotus ļoti ātrus. Daži var izvēlēties un ievietot 300 detaļas minūtē! Īpašās "paralēlās" versijas īpašība ir tāda, ka tiek izmantotas paralelogrammas, lai kustīgā platforma vienmēr būtu vienā un tajā pašā orientācijā.

Es nolēmu izgatavot mazu, pat mazu delta robotu. Mani motivējošie motīvi ir izklaidēties “Tinkering Art”, parādot saviem bērniem tehnoloģijas un radošumu, kā arī liekot sievai pakratīt galvu. Un tikai tāpēc, ka varu (vai domāju, ka varu). Cik es varu pateikt, šim robotam tiešām nav nekāda labuma.

Kad es saku “niecīgs”, es domāju, ka kustīgās daļas būs niecīgas: maksimālais attālums ir aptuveni 30 mm. Motori, kas vada rokas un izpildmehānismu, būs salīdzinoši lieli:-)

Jautru lasīšanu un, iespējams, tās izgatavošanu - vai vēl mazāku!

Un, ja jums ir laba ideja par komerciālu lietojumprogrammu, parunāsim par biznesu;-)

1. darbība: 1. darbība: ieroču izgatavošana

Katra delta / paralēla robota roka parasti sastāv no vienas "augšdelma" un dubultas "apakšdelma". Abas apakšdelma daļas veido paralelogrammu. Trīs no šiem komplektiem piestiprina platformu pie pamatnes. Kad motori rotē jebkuru roku, paralēlogrammas pārvietojas, pārliecinoties, ka platforma saglabā to pašu orientāciju. Savienojumiem jābūt “lodveida savienojumiem”, lai tie varētu pārvietoties visos virzienos.

Izgatavosim rokas.

Mazos lodīšu savienojumus nevar iegādāties mazos izmēros, tāpēc ļaujiet tos izgatavot. Es tos izveidoju, izmantojot tā saucamos "pērlīšu savienotājus" no savas sievas rotaslietu piegādes kastes. Es izmantoju savienotājus, kas izgatavoti no vara, lai lodēšana būtu vienkārša. Lodējiet divus kopā, kā parādīts attēlā, lai izveidotu vienu saiti.

Izmantojiet 2 mm metāla stieni, lai izgatavotu augšdelmus. Sāciet ar apmēram 60 mm lielu gabalu. Salieciet vienu galu apmēram 10 mm līdz 90 grādiem. Sasmalciniet garās daļas galu tā, lai tas izskatās kā skrūvgriezis ar plakanu galvu - šis gals nonāk servo. Caur 10 mm galu izurbiet 1 mm caurumu (skatieties attēlā, lai redzētu orientāciju) un izbīdiet ~ 10 mm x 1 mm metāla stieni - nostipriniet ar līmi. Tagad pielīmējiet lodītes katrā 1 mm stieņa galā.

Nākamajā solī jūs varat salocīt lodītes savienotājus virs lodītes, et voilà (kā saka Nīderlandē): sīks lodīšu savienojums!

Tagad izveidojiet trīs rokas, tāpēc jums vajadzēs saliekt trīs metāla stieņus, un no 12 lodītes savienotājiem jūs varat izgatavot 6 daļas apakšdelmiem.

2. darbība: 2. darbība: izveidojiet platformu

Platformai - daļai, kas pārvietosies - ir trīs lodīšu savienojumu komplekti.

Vispirms salieciet vienu gabalu 120 grādu leņķī. Lodējiet uz tā otru gabalu tā, lai iegūtu trīsstaru zvaigzni.

Izurbiet tajā caurumus plānākiem metāla stieņiem, kas veidos pārējos lodīšu savienojumus. Pārliecinieties, ka krelles atrodas tādā pašā attālumā kā pērles iepriekšējā solī! Precizitāte ir būtiska; Ja šajā posmā būs pavirši, pārvietošanos būs grūti aprēķināt:-)

Platformas “apakšējā” pusē es uzstādīju M3 skrūvi, ar kuru vēlāk izveidoju satvērēju.

3. darbība: 3. darbība: izveidojiet pamatni

Pamatne var būt vienkārša koka plāksne - ar MDF ir viegli strādāt. Trīsstūris (60 grādu stūri) ir patīkams acīm. Es tajā izveidoju trīsstūrveida caurumu, lai varētu paskatīties no augšas, bet tas nav nepieciešams.

Izgatavojiet trīs koka vai plastmasas blokus, kuru izmērs ir aptuveni 15x15x15 mm - augstumam jābūt tādam, lai būtu iespēja izurbt caurumu servo centra augstumā, kad tas ir uzstādīts uz pamatnes - attēlā teikts visvairāk.

Izurbiet caurumus, lai kārtīgi ievietotu 2 mm nesakārtotos augšdelmus (tiem vajadzētu būt iespējai griezties ar nelielu berzi) un pielīmējiet blokus pie pamatnes. Novietojiet blokus un rokas, kā parādīts attēlā: ja augšdelms ir plakans, centra punktam starp bumbiņām jābūt robota centrā.

Gandrīz pabeigts!

4. darbība: 4. darbība: ieroču un platformas montāža

Tagad piestipriniet lodītes savienotājus virs pamatnes lodītēm un platformas lodītēm. Tagad jūs jau varat pārvietot platformu ar rokām un redzēt, kā rotē augšdelmu asis. Jūs varat arī pagriezt augšdelmus ar rokām, lai redzētu, kā platforma reaģē.

Novietojiet trīs servos (es izmantoju “mini servos”) uz pamatnes. Piespiediet augšdelma “skrūvgrieža galviņas” servoservisa biznesa gala atverē.

Servo stiprināšanai es izmantoju mazas līmes skavas ar garām malām uz augšu: uzstādīšanas laikā tās ir viegli pārvietot, un, pagriežot robotu, tās nodrošina robota kājas tā, lai izpildmehānisms būtu vērsts uz leju. Pārvietojiet servo apkārt, līdz platforma kustas labi un katram servo uz platformu ir tāda pati ietekme.

Apskatiet arī katra servo / augšdelma diapazonu: jūs nevarat iet līdz galam.

Robota mehāniskā delta / paralēlā daļa ir pabeigta!

5. darbība: 5. darbība: kontrole

Tagad jūs varat izmantot savu iecienīto mikrokontrolleri, lai kontrolētu servo. Arduino, parallaksa dzenskrūve, jebkas, kas jums vislabāk der. Es uzrakstīju demonstrācijas programmu Spin dzenskrūvei vienīgā iemesla dēļ, ka man tāda bija pieejama un mani arduino bija “aizņemti”:-).

Videoklipā ir parādīta šī demonstrācija: dažas atsevišķu servo lēnas kustības un ātrākā apļveida kustība, kas parāda šāda veida robotu potenciālo jaudu (ja varat atrast lietojumprogrammu šādam izmēram …:-))

Pievienoti griešanās faili, kuros ir demonstrācija.

6. darbība: 6. darbība: manipulators

Robotiska roka, kas pārvietojas tikai apkārt, piemēram, vīrs netālu no pierīkošanas telpām, ir bezjēdzīga. Ļauj pievienot manipulatoru: satvērēju, lai paņemtu priekšmetus. Es izveidoju vienkāršu vieglu satvērēju, atdalot vadības servo un platformu.

Satvērējs ir izgatavots, salokot plānu plastmasas gabalu U formā. Centrā izurbiet caurumu, lai to varētu piestiprināt pie skrūves, kuru piestiprinājām pie platformas. Piestipriniet to ar divām skrūvēm.

Lai servo izmantotu attālināti, nevis uz platformas, es izmantoju vadu caurulē, piemēram, velosipēda bremzes. Paņemiet plānu cauruli (piemēram, no elektroinstalācijas) un izbīdiet cauri tai stīvu vadu. Izņemiet divus mazus caurumus satvērējā un izvelciet vadu cauri, un izveidojiet mezglu otrā pusē. Ja jūs tagad velciet vadu, satvērējs aizveras.

Kaut kur uz pamatplāksnes uzstādiet citu servo un nostipriniet cauruli apkārtnē. Padariet to tā, lai servo varētu vilkt vadu, kamēr caurule paliek nekustīga.

Gatavs!

7. darbība: 7. darbība: pilna demonstrācija

Tagad lieciniet par šī pilnībā bruņotā un darbināmā delta robota spēku.

Esmu uzticējis savam jaunajam minionam svarīgu uzdevumu - paņemt M2 uzgriezni, pagriezt to apkārt un atkal novietot tieši tajā pašā vietā. Kā jau minēts iepriekš, esmu atvērts biznesa piedāvājumiem.

Es ceru, ka jums patīk pamācība un jūs iedvesmosit izveidot vēl sīkāku delta robotu.

Kādam ir idejas, kā izgatavot mazākus lodīšu savienojumus? Ir kādas idejas par lietošanu? Varbūt ar citu izpildmehānismu? Adata, urbis, pildspalva?