Soft Robotic Gripper: 9 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-13 06:58

Feltet myk robotikk (roboter laget av iboende myke materialer som silisium og gummi) har vokst raskt de siste årene. Myke roboter kan være fordelaktige i forhold til sine harde kolleger fordi de er fleksible, tilpasningsdyktige til nye miljøer, og de fremmer sikrere interaksjon mellom mennesker og roboter. Spesielt myke robotgripere kan være nyttige for håndtering av ømfintlige gjenstander uten å forårsake skade.

Denne instruksjonsboken fungerer som en detaljert veiledning for hvordan du konstruerer myke robotiske "fingre" som enkelt kan betjenes med en enkel håndpumpe. STL-filene for formen i 3 deler finner du nederst på siden, i tillegg til STL-filen for et sentralt nav som lar deg lage en fullt fungerende 4-fingret myk robotgriper. Dette prosjektet er ideelt for både myke robotentusiaster og klasserom, med relativt få forsyninger som trengs og raske fabrikasjonstider.

Den myke roboten i denne instruksjonsboken ble inspirert av Whitesides forskningsgruppe ved Harvard og deres arbeid med å lage pneumatiske nettverk: https://gmwgroup.harvard.edu/soft-robotics. Inspirasjon ble også hentet fra de omfattende ressursene på Soft Robotic Toolkit.

Rekvisita

• 3D -skriver (jeg brukte en LulzBot Taz 5, men enhver skriver burde fungere)
• PLA-filament (ABS eller annen filamenttype bør også fungere, bare pass på at det er kompatibelt med Ecoflex 00-50)
• Prøvestørrelsessett for Ecoflex 00-50. Du kan også bruke Ecoflex 00-30, men 00-50 er mer holdbar og foretrukket hvis mulig
• Popsicle stick eller kafferører
• Beholder med volummerker for å måle Ecoflex. Kan også bruke en skala hvis du har tilgang. Du trenger bare en måte å måle del A og B på Ecoflex i et 1: 1 forhold etter masse eller volum.
• Bomullsstoff (ca. 1 kvadratmeter vil lage flere roboter)
• Saks
• Binders
• Kulepumpe

Ekstra materialer (valgfritt for full 4-fingret klo)

• Akvarium pumpe
• Plastrør (1/8 tommer ytre diameter) - ca 2 fot vil være rikelig

Trinn 1: Skriv ut formen din

Det første trinnet er å skrive ut formen din. Det er 3 stykker, 2 som passer sammen for å lage den øverste halvdelen og en for bunnen. Jeg brukte PLA, men du kan bruke ABS eller andre filamenter. Bare sjekk at materialet ditt er kompatibelt med Ecoflex 00-50. Sørg for å orientere delene slik at du ikke trenger å generere støttemateriale.

Trinn 2: Bland Ecoflex 00-50

Det neste trinnet er å blande Ecoflex 00-50. Du kan også bruke Ecoflex 00-30, men 00-50 virker litt sterkere og mer ideell om mulig. Vær oppmerksom på at brukstiden (tiden Ecoflex er flytende nok til å jobbe med) bare er 18 minutter, så det kan være lurt å forberede stoffet og formene (se neste trinn) før du begynner å blande. Ecoflex 00-50 kommer i 2 deler (A og B) og blandes i forholdet 1: 1 etter vekt eller volum. Sørg for å riste flaskene før du heller. Du trenger omtrent 8-10 gram A og B (totalt 16-20 gram) for å fylle en form, topp og bunn. Når du heller A og B sammen, blander du med en ispinne i 2-3 minutter. Bland godt, men prøv å unngå å blande for kraftig (dette vil skape uønskede bobler som kan skade robotens strukturelle integritet).

Trinn 3: Hell formene

Klipp et stykke stoff (eller skriverpapir hvis du ikke har tilgang til stoff) som er litt mindre enn den nedre halvdelen av formen. Plasser de to delene av toppformen sammen (Merk: den ene siden av den øvre delen av formen har et litt større hull. Denne siden går over det tomme området på den nedre delen av toppformen. Dette vil danne inngangskammeret som vil ikke blåse opp, men vil gi strukturell integritet). Hell Ecoflex sakte i bunnformen til den er omtrent 1/2 full. Legg deretter stoffet/papiret i bunnformen og fyll det resten av veien. Fyll deretter toppformen. Sørg for at hvert kammer ser helt fullt ut. Plasser på en flat overflate og vent 3 timer på at Ecoflex er herdet.

Trinn 4: Demold begge halvdelene

Etter 3 timer er det på tide å demold! Du kan bruke pinsett til å spore kantene på formene som vil gjøre det lettere å fjerne. Ecoflex er elastisk, så ikke vær redd for å trekke i formen, men vær forsiktig så du ikke river noen av de tynne områdene. For den øverste formen, bruk de små rektangulære festene til å lirke sidene fra hverandre.

Trinn 5: Forsegle halvdelene sammen

Nå er det på tide å tette halvdelene sammen! Lag en ny omgang Ecoflex (dette kan være en veldig liten omgang) og fordel et TYNT lag på bunnstykket. Less is more her, du vil være sikker på å unngå å tette luftkanalen! Legg deretter den øverste halvdelen på bunnstykket og bruk popsicle -pinnen til å male rundt kanten der de to delene møtes. Gjør dette på bakepapir eller stanniol (ikke papirhåndkle fordi Ecoflex vil herde til papirhåndkleet). Det er en god idé å sette litt ekstra Ecoflex mellom det solide første kammeret og det andre kammeret mens du gjør dette trinnet. Dette vil forsterke dette området for å sikre at det ikke går i stykker når du setter inn luftkilden. Hvis det kommer noen ekstra Ecoflex rundt roboten, ikke bekymre deg- du kan kutte dette av med saks senere. Vent 3 timer, fjern deretter roboten og kutt av overflødig Ecoflex.

Trinn 6: Punkter luftkanalen

Ta enden av en binders og bruk den til å punktere luftkanalen. Plasser den i midten, like over der bunnstykket møter toppstykket. Sørg for at du punkterer det store kammeret uten luftlomme (ikke den andre siden som har en luftlomme!). Luftkanalen begynner i midten av det første store kammeret, så du trenger ikke å trykke binders for langt inn. Vær forsiktig så du ikke trykker den for langt inn, ellers kan du ved et uhell rive roboten.

Trinn 7: Test! Forsegle eventuelle lekkasjer om nødvendig

Fjern nå binderset og legg nålen til pumpen din i hullet du nettopp opprettet med binderset. Pump og se roboten din blåse opp!

Feilsøking:

• Hvis du opplever motstand når du prøver å blåse opp, har du ikke funnet luftkanalen, prøv å flytte nålen i roboten.
• Hvis du hører luften skynde ut, kan roboten ha et hull. Du kan fylle en kopp med vann og pumpe luft inn i roboten for å identifisere hvor lekkasjen er (du vil se bobler som kommer fra hullet). Du kan markere hullet med en skarpe og lage en ny batch med Ecoflex for å forsegle hullet.
• Hvis visse kamre ikke utvides, er luftkanalen din tilstoppet. Du kan prøve å bruke binders for å fjerne den, men det er sannsynlig at du må lage roboten på nytt. Du trenger ikke å frykte- formen er helt gjenbrukbar, og du bør ha mye Ecoflex til overs!

Trinn 8: Valgfritt ekstra trinn: Lag en full myk robotklo

Under fildelen er det en STL for et sentralt knutepunkt. Dette kan 3D -skrives ut (det krever støtte, så vær oppmerksom på hvilken type støtte du bruker for å sikre at den løsner uten å ødelegge de tynne rørene) ved hjelp av PLA eller andre filamenter. Det sentrale navet kan kobles til rør (1/8 tommer ytre diameter) og deretter til en hvilken som helst luftpumpe (jeg brukte en akvariepumpe). Når du har skrevet ut sentralnavet, lager du 4 myke robotfingre og fester dem til de 4 ytre rørene. Fest slangen til det store røret på toppen av det sentrale navet, fest pumpen til den andre enden av slangen, slå på pumpen og se på kloen din blåse opp!

Trinn 9:. STL -filer

Her er. STL-filene for sentralnavet og den tredelte formen!