Blødt robotgreb: 9 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Feltet blød robotik (robotter fremstillet af iboende bløde materialer som silicium og gummi) har vokset hurtigt i de seneste år. Bløde robotter kan være fordelagtige i forhold til deres hårde modstykker, fordi de er fleksible, kan tilpasses nye miljøer, og de fremmer sikrere menneske-robot-interaktion. Bløde robotgribere kan især være nyttige til håndtering af sarte genstande uden at forårsage skade.

Denne instruktør fungerer som en detaljeret guide til, hvordan man konstruerer bløde robot "fingre", der let kan betjenes med en simpel håndpumpe. STL-filerne til formen i 3 dele findes nederst på siden, foruden STL-filen til en central hub, som giver dig mulighed for at oprette en fuldt fungerende 4-fingret blød robotgriber. Dette projekt er ideelt til både bløde robotentusiaster og klasseværelser med relativt få forsyninger nødvendige og hurtige fremstillingstider.

Den bløde robot i denne Instructable blev inspireret af Whitesides forskningsgruppe ved Harvard og deres arbejde med at skabe pneumatiske netværk: https://gmwgroup.harvard.edu/soft-robotics. Inspiration blev også hentet fra de omfattende ressourcer på Soft Robotic Toolkit.

Forbrugsvarer

• 3D -printer (jeg brugte en LulzBot Taz 5, men enhver printer skulle fungere)
• PLA-filament (ABS eller enhver anden filamenttype bør også fungere, bare sørg for at det er kompatibelt med Ecoflex 00-50)
• Prøvestørrelsessæt til Ecoflex 00-50. Du kan også bruge Ecoflex 00-30, men 00-50 er mere holdbar og foretrækkes, hvis det er muligt
• Popsicle stick eller kafferører
• Beholder med volumenmærker til måling af Ecoflex. Kan også bruge en skala, hvis du har adgang. Du mangler bare en måde at måle dele A og B på Ecoflex i et 1: 1 forhold efter masse eller volumen.
• Bomuldsstof (ca. 1 kvadratfod vil lave flere robotter)
• Saks
• Papirklip
• Kuglepumpe

Ekstra materialer (valgfrit til fuld 4-fingret klo)

• Akvarium pumpe
• Plastrør (1/8 tommer udvendig diameter) - cirka 2 fod vil være rigeligt

Trin 1: Udskriv din form

Det første trin er at udskrive din form. Der er 3 stykker, 2 der passer sammen til den øverste halvdel og en til bunden. Jeg brugte PLA, men du kan bruge ABS eller andre filamenter. Kontroller bare, at dit materiale er kompatibelt med Ecoflex 00-50. Sørg for at orientere delene, så du ikke behøver at generere støttemateriale.

Trin 2: Bland din Ecoflex 00-50

Det næste trin er at blande Ecoflex 00-50. Du kan også bruge Ecoflex 00-30, men 00-50 virker lidt stærkere og mere ideel, hvis det er muligt. Vær opmærksom på, at brugstiden (tiden Ecoflex er flydende nok til at arbejde med) kun er 18 minutter, så det kan være en god idé at forberede stoffet og forme (se næste trin), før du begynder at blande. Ecoflex 00-50 findes i 2 dele (A og B) og blandes i et forhold på 1: 1 efter vægt eller volumen. Sørg for at ryste flaskerne inden hældning. Du skal bruge cirka 8-10 gram A og B (16-20 gram i alt) for at fylde en form, top og bund. Når du hælder A og B sammen, blandes det med en ispind i 2-3 minutter. Bland godt, men prøv at undgå at blande for kraftigt (dette vil skabe uønskede bobler, der kan skade robotens strukturelle integritet).

Trin 3: Hæld formene

Klip et stykke stof (eller printerpapir, hvis du ikke har adgang til stof), der er lidt mindre end den nederste halvdel af formen. Læg de 2 stykker af den øverste form sammen (Bemærk: den ene side af den øverste del af formen har et lidt større hul. Denne side går over det tomme område af den nederste del af topformen. Dette danner indgangskammeret, som vil ikke blæse op, men vil give strukturel integritet). Hæld langsomt Ecoflex i bundformen, indtil den er omkring 1/2 fuld. Læg derefter dit stof/papir i bundformen og fyld det resten af vejen. Fyld derefter den øverste form. Sørg for, at hvert kammer ser helt fuldt ud. Placer den på en flad overflade, og vent 3 timer, indtil Ecoflex er hærdet.

Trin 4: Demold begge halvdele

Efter 3 timer er det tid til at dæmpe! Du kan bruge en pincet til at spore kanterne på formene, hvilket gør det lettere at fjerne. Ecoflex er elastisk, så vær ikke bange for at trække i formen, men pas på ikke at rive nogen af de tynde områder. Til den øverste form bruges de små rektangulære holder til at lirke siderne fra hinanden.

Trin 5: Forsegl halvdelene sammen

Nu er det tid til at forsegle halvdelene sammen! Lav en ny portion Ecoflex (dette kan være en meget lille portion) og fordel et TYNDT lag på bundstykket. Mindre er mere her, du vil være sikker på at undgå at tilstoppe luftkanalen! Læg derefter den øverste halvdel på bundstykket, og brug din ispind til at male rundt om kanten, hvor de to stykker mødes. Gør dette på bagepapir eller stanniol (ikke køkkenrulle, fordi Ecoflex vil hærde til køkkenrulle). Det er en god idé, mens du gør dette trin at lægge noget ekstra Ecoflex mellem det solide første kammer og det andet kammer. Dette vil forstærke dette område for at sikre, at det ikke går i stykker, når du sætter din luftkilde i. Hvis der kommer lidt ekstra Ecoflex rundt om robotten, skal du ikke bekymre dig- du kan klippe dette af med en saks senere. Vent 3 timer, fjern derefter robotten og afskær eventuelt overskydende Ecoflex.

Trin 6: Punkter luftkanalen

Tag enden af en papirclips, og brug den til at punktere luftkanalen. Placer det i midten, lige over hvor bundstykket møder det øverste stykke. Sørg for, at du punkterer det store kammer uden luftlomme (ikke den anden side, der har en luftlomme!). Luftkanalen begynder i midten af det første store kammer, så du behøver ikke trykke pressen ind for langt. Vær forsigtig med ikke at trykke den for langt ind, ellers kan du ved et uheld rive robotten.

Trin 7: Test! Forsegl eventuelle lækager, hvis det er nødvendigt

Fjern nu papirclipsen, og anbring nålen på din pumpe i det hul, du lige har oprettet med binderen. Pump og se din robot puste op!

Fejlfinding:

• Hvis du oplever modstand, når du forsøger at puste op, har du ikke fundet luftkanalen, så prøv at flytte nålen i robotten.
• Hvis du hører luft susende ud, kan din robot have et hul. Du kan fylde en kop med vand og pumpe luft ind i robotten for at identificere, hvor lækagen er (du vil se bobler komme fra hullet). Du kan markere hullet med en skarpe og lave endnu et parti Ecoflex for at forsegle hullet.
• Hvis visse kamre ikke udvider sig, er din luftkanal tilstoppet. Du kan prøve at bruge binderen til at fjerne den, men det er sandsynligt, at du muligvis bliver nødt til at lave robotten om. Du behøver dog ikke frygte- formen er helt genanvendelig, og du skal have masser af Ecoflex tilovers!

Trin 8: Valgfrit ekstra trin: Opret en fuld blød robotklø

Under filafsnittet er der en STL til en central hub. Dette kan 3D -printes (det kræver support, så vær opmærksom på, hvilken type understøttelse du bruger for at sikre, at det løsner uden at bryde de tynde rør) ved hjælp af PLA eller andre filamenter. Det centrale nav kan tilsluttes slanger (1/8 tommer ydre diameter) og derefter til enhver luftpumpe (jeg brugte en akvariepumpe). Når du har udskrevet den centrale hub, skal du lave 4 bløde robotfingre og fastgøre dem til de 4 ydre rør. Fastgør slangen til det store rør oven på det centrale nav, fastgør pumpen til den anden ende af din slange, tænd din pumpe, og se din klo oppustes!

Trin 9:. STL filer

Her er. STL-filerne til det centrale nav og den tredelte form!