Sådan laver du en lille deltarobot: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

En "deltarobot", også kaldet en "parallel manipulator", er en robot, der bruger flere arme til at flytte en aktuator. Man kender dem måske fra pick-and-place-maskiner samt fra delta-type 3D-printere.

Fordelen ved en delta -parallel robot er, at de tunge drivmotorer sædvanligvis er på en base, hvilket reducerer vægten af de ting, der bevæger sig rundt, hvilket gør denne type robotter meget hurtige. Nogle kan vælge og placere 300 dele i minuttet! En egenskab ved den specifikke "parallelle" version er, at den bruger paralellogrammer til at holde den bevægelige platform altid i samme retning.

Jeg besluttede mig for at lave en lille, endda lille bitte delta -robot. Motivationer, der driver mig, har det sjovt i kunsten at tænke, viser teknologi og kreativitet til mine børn og får min kone til at ryste på hovedet. Og bare fordi jeg kan (eller tror jeg kan). Der er virkelig ingen brug for denne robot, så vidt jeg kan se.

Når jeg siger 'lille', mener jeg, at de bevægelige dele vil være små: den maksimale rækkevidde er omkring 30 mm. Motorerne, der driver armene og aktuatoren, vil være relativt store:-)

God fornøjelse med at læse og muligvis lave den - eller en endnu mindre!

Og hvis du har en god idé om en kommerciel applikation, lad os tale forretning;-)

Trin 1: Trin 1: Lav våben

Hver arm på en delta / parallel robot består normalt af en enkelt "overarm" og en dobbelt "underarm". De to dele af underarmen danner et paralellogram. Tre af disse sæt fastgør platformen til basen. Når motorerne roterer en hvilken som helst arm, bevæger paralellogrammerne sig og sørger for, at platformen holder den samme retning. Det kræves, at leddene er 'kugleled', så de kan bevæge sig i alle retninger.

Lad os lave armene.

De små kugleled kan ikke hentes i bittesmå størrelser, så lad os lave dem. Jeg skabte dem ved hjælp af såkaldte "perle -stik" fra min kones smykkeskrin. Jeg brugte stik lavet af kopper, så lodning er let. Lod to sammen som på billedet for at lave et link.

Brug 2 mm metalstang til at lave overarmene. Start med et stykke på cirka 60 mm. Bøj den ene ende af ca. 10 mm til 90 grader. Slib enden af den lange del, så den ligner en skruetrækker med flad hoved - denne ende går ind i servoen. Bor et 1 mm hul gennem 10 mm enden (se på billedet for orienteringer) og skub en ~ 10 mm x 1 mm metalstang igennem - fastgør med lim. Lim nu en perle i hver ende af 1 mm stangen.

I det næste trin kan du folde perlestikkene over perlen, et voilà (som man siger i Holland): en lille kugleled!

Lav nu tre arme, så du skal bøje tre metalstænger, og ud af 12 perlestik kan du lave de 6 dele til underarmene.

Trin 2: Trin 2: Lav platformen

Platformen - den del, der vil bevæge sig rundt - har tre sæt kugleled.

Bøj først et stykke i en vinkel på 120 grader. Lod et andet stykke på det, så du får en trekantet stjerne.

Bor huller i den til de tyndere metalstænger, som danner de andre kugleled. Sørg for, at perlerne er i samme adskillelse som perlerne i det foregående trin! Nøjagtighed er afgørende; at være sjusket i denne fase vil medføre, at forskydningen bliver svær at beregne:-)

På 'undersiden' af platformen monterede jeg en M3 -skrue, som jeg senere lavede griberen med.

Trin 3: Trin 3: Lav basen

Basen kan være et enkelt træplade - MDF er let at arbejde med. En trekant (60 grader hjørner) er rart for øjet. Jeg lavede et trekantet hul i det for at kunne se ovenfra, men det er ikke nødvendigt.

Lav tre blokke af træ eller plast på cirka 15x15x15 mm - højden skal være sådan, at der er plads til at bore et hul i højden af servoens centrum, når det er monteret på basen - billedet fortæller mest.

Bor huller, så de passer perfekt til de 2 mm rodede overarme (de skal kunne rotere med lidt friktion) og lim klodserne til bundpladen. Placer blokke og arme som vist på figuren: Når overarmen er flad, skal midtpunktet mellem boldene være i midten af robotten.

Næsten færdig!

Trin 4: Trin 4: Montering af arme og platform

Fastgør nu perlestikkene over bundperlerne og platformperlerne. Du kan nu allerede flytte platformen i hånden og se, hvordan akserne på overarme roterer. Du kan også dreje overarmene i hånden for at se, hvordan platformen reagerer.

Placer de tre servoer (jeg brugte 'miniservoer') på basen. Tryk på 'skruetrækkerhovederne' på overarme i åbningen af forretningens ende af servoen.

Jeg brugte små limklemmer med de lange sider op til at fikse servoerne: let at placere dem igen, og de giver robotens ben, når du vender robotten, så aktuatoren vender nedad. Flyt servoen rundt, indtil platformen bevæger sig godt, og hver servo har samme effekt på platformen.

Se også rækkevidden for hver servo / overarm: du kan ikke gå 'hele vejen'.

Den mekaniske delta / parallelle del af robotten er færdig!

Trin 5: Trin 5: Kontrol

Du kan nu bruge din foretrukne mikrocontroller til at styre servoen. En arduino, en parallaksepropeller, alt hvad der fungerer bedst for dig. Jeg skrev et demoprogram i Spin til propellen, af den eneste grund, at jeg havde en til rådighed, og mine arduinoer havde 'travlt':-).

Videoen viser denne demo: nogle langsomme bevægelser af de enkelte servoer og den hurtigste cirkulære bevægelse, der demonstrerer den potentielle kraft i denne type robotter (hvis du kan finde en applikation til en af denne størrelse …:-))

Vedhæftede er spin -filerne, der indeholder demoen.

Trin 6: Trin 6: en manipulator

En robotarm, der kun bevæger sig rundt, som en mand i nærheden af omklædningsrummene, er ubrugelig. Lad os vedhæfte en manipulator: en griber til at samle genstande op. Jeg lavede en simpel letvægts griber ved at adskille den styrende servo og platformen.

Griberen er lavet ved at folde et stykke tynd plast i en U-form. Bor et hul i midten, så du kan montere det oven på skruen, som vi fastgjorde til platformen. Fix det med to skruer.

For at bruge servoen eksternt i stedet for på platformen, bruger jeg en ledning i et rør som bremser på en cykel. Tag et tyndt rør (f.eks. Fra elektriske ledninger) og skub en stiv ledning igennem det. Lav to små huller i griberen, og skub ledningen igennem, og lav en knude på den anden side. Hvis du nu trækker i ledningen, lukker griberen.

Et eller andet sted på bundpladen monteres en anden servo og fastgør røret i nabolaget. Gør det sådan, at servoen kan trække i ledningen, mens røret forbliver stille.

Færdig!

Trin 7: Trin 7: Fuld demo

Se nu kraften i denne fuldt bevæbnede og operationelle delta -robot.

Jeg har pålagt min nye minion den vigtige mission at samle en M2 -møtrik op, svinge den rundt og placere den igen på præcis samme sted. Som tidligere nævnt er jeg åben for forretningstilbud.

Jeg håber, at du kan lide det instruerbare og vil blive inspireret til at lave en endnu mindre deltarobot.

Nogen der har ideer til hvordan man laver mindre kugleled? Nogle ideer til brug? Måske med en anden aktuator? En nål, en boremaskine, en pen?