Hvordan lage en liten delta -robot: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

En "deltarobot", også kjent som en "parallellmanipulator", er en robot som bruker flere armer for å bevege en aktuator. Man kjenner dem kanskje fra pick-and-place-maskiner så vel som fra delta-type 3D-skrivere.

Fordelen med en delta -parallell robot er at de tunge drivmotorene vanligvis er på en base, noe som reduserer vekten på tingene som beveger seg rundt, noe som gjør denne typen roboter veldig raske. Noen kan velge og plassere 300 deler per minutt! En egenskap ved den spesifikke "parallelle" versjonen er at den bruker paralellogrammer for å holde den bevegelige plattformen alltid i samme retning.

Jeg bestemte meg for å lage en liten, til og med liten delta -robot. Motivasjoner som driver meg har det gøy i kunsten å tenke, viser teknologi og kreativitet til barna mine og får kona til å riste på hodet. Og bare fordi jeg kan (eller tror jeg kan). Det er virkelig ingen bruk for denne roboten så langt jeg kan se.

Når jeg sier "liten", mener jeg at de bevegelige delene vil være små: maksimal rekkevidde er omtrent 30 mm. Motorene som driver armene og aktuatoren vil være relativt store:-)

Ha det gøy å lese og muligens lage den - eller en enda mindre!

Og hvis du har en god idé om en kommersiell applikasjon, la oss snakke forretninger;-)

Trinn 1: Trinn 1: Lag våpnene

Hver arm på en delta / parallell robot består vanligvis av en enkelt "overarm" og en dobbel "underarm". De to delene av underarmen danner et paralellogram. Tre av disse settene fester plattformen til basen. Når motorene roterer en hvilken som helst arm, beveger paralellogrammene seg og sørger for at plattformen holder samme retning. Det kreves at leddene er 'kuleledd' slik at de kan bevege seg i alle retninger.

La oss lage armene.

De små kuleleddene kan ikke hentes i små størrelser, så vi kan lage dem. Jeg opprettet dem ved hjelp av såkalte "perlekontakter" fra min kones smykker. Jeg brukte kontakter laget av kopper, slik at lodding er enkelt. Lod to sammen som på bildet for å lage en lenke.

Bruk 2 mm metallstang til å lage overarmene. Start med et stykke på omtrent 60 mm. Bøy den ene enden på omtrent 10 mm til 90 grader. Slip enden av den lange delen, så den ser ut som en flatskrutrekker - denne enden går inn i servoen. Bor et 1 mm hull gjennom 10 mm enden (se på bildet for orienteringer) og skyv en ~ 10 mm x 1 mm metallstang gjennom - fest med lim. Lim nå en perle på hver ende av 1 mm stangen.

I neste trinn kan du brette perlekontaktene over perlen, et voilà (som de sier i Nederland): en liten kuleledd!

Lag nå tre armer, så du må bøye tre metallstenger, og av 12 perlekontakter kan du lage de 6 delene til underarmene.

Trinn 2: Trinn 2: Lag plattformen

Plattformen - delen som skal bevege seg rundt - har tre sett med kuleledd.

Bøy først ett stykke i en 120 graders vinkel. Lod et annet stykke på det slik at du får en trekantet stjerne.

Bor hull i den for de tynnere metallstavene som vil danne de andre kuleleddene. Sørg for at perlene er på samme skille som perlene i forrige trinn! Nøyaktighet er viktig; å være slurvet i denne fasen vil føre til at forskyvningen blir vanskelig å beregne:-)

På 'undersiden' av plattformen monterte jeg en M3 -skrue som jeg senere laget griperen med.

Trinn 3: Trinn 3: Lag basen

Basen kan være et enkelt trebord - MDF er lett å jobbe med. En trekant (60 grader hjørner) er hyggelig for øyet. Jeg laget et trekantet hull i den for å kunne se ovenfra, men dette er ikke nødvendig.

Lag tre blokker av tre eller plast på ca 15x15x15 mm - høyden må være slik at det er plass til å bore et hull i høyden på midten av servoen når den er montert på basen - bildet forteller mest.

Bor hull for å passe godt til 2 mm rotende overarmer (de skal kunne rotere, med litt friksjon) og lim blokkene til bunnplaten. Plasser blokkene og armene som vist på figuren: når overarmen er flat, skal midtpunktet mellom ballene være i midten av roboten.

Nesten ferdig!

Trinn 4: Trinn 4: Montering av armer og plattform

Fest nå perlekontaktene over basisperlene og plattformperlene. Du kan nå allerede bevege plattformen for hånd og se hvordan aksene på overarmene roterer. Du kan også rotere overarmene for hånd for å se hvordan plattformen reagerer.

Plasser de tre servoene (jeg brukte 'miniservoer') på basen. Trykk på 'skrutrekkerhodene' på overarmene i åpningen av forretningsenden av servoen.

Jeg brukte små limklemmer med langsidene opp for å fikse servoene: enkel å plassere dem når de settes opp, og de gir robotens ben når du snur roboten slik at aktuatoren vender ned. Flytt servoen rundt til plattformen beveger seg godt og hver servo har samme effekt på plattformen.

Se også på rekkevidden til hver servo / overarm: du kan ikke gå 'helt'.

Den mekaniske delta / parallelle delen av roboten er ferdig!

Trinn 5: Trinn 5: Kontroll

Du kan nå bruke din favoritt mikrokontroller for å kontrollere servoen. En arduino, en parallaksepropell, alt som fungerer best for deg. Jeg skrev et demoprogram i Spin for propellen, av den eneste grunnen at jeg hadde en tilgjengelig og min arduino var "opptatt":-).

Videoen viser denne demoen: noen langsomme bevegelser av den enkelte servoen, og den raskeste sirkulære bevegelsen som demonstrerer potensialet til denne typen roboter (hvis du finner et program for en i denne størrelsen …:-))

Vedlagt er spinnfilene som inneholder demoen.

Trinn 6: Trinn 6: En manipulator

En robotarm som bare beveger seg rundt, som en mann i nærheten av garderobene, er ubrukelig. La oss feste en manipulator: en griper, for å plukke opp gjenstander. Jeg lagde en enkel lett griper ved å skille den kontrollerende servoen og plattformen.

Griperen er laget ved å brette et stykke tynn plast i en U-form. Bor et hull i midten slik at du kan montere det på toppen av skruen som vi festet til plattformen. Fest det med to skruer.

For å bruke servoen eksternt i stedet for på plattformen, bruker jeg en ledning i et rør som bremser på en sykkel. Ta et tynt rør (f.eks. Fra elektriske ledninger) og skyv en stiv ledning gjennom det. Lag to små hull i griperen og skyv tråden gjennom, og lag en knute på den andre siden. Hvis du nå trekker i ledningen, lukkes griperen.

Et sted på bunnplaten kan du montere en annen servo og fikse røret i nabolaget. Gjør det slik at servoen kan trekke i ledningen mens røret forblir i ro.

Ferdig!

Trinn 7: Trinn 7: Full demonstrasjon

Se nå kraften til denne fullt bevæpnede og operasjonelle delta -roboten.

Jeg har gitt min nye minion det viktige oppdraget å plukke opp en M2 -mutter, svinge den rundt og plassere den tilbake på nøyaktig samme sted. Som nevnt tidligere er jeg åpen for forretningstilbud.

Jeg håper du liker det instruerbare og vil bli inspirert til å lage en enda finere deltarobot.

Noen som har ideer om hvordan man lager mindre kuleledd? Noen ideer om bruk? Kanskje med en annen aktuator? En nål, en drill, en penn?