Jak vyrobit malého robota Delta: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

„Delta robot“, neboli „paralelní manipulátor“, je robot, který používá k pohybu jednoho ovladače více ramen. Někdo by je mohl znát z automatů typu pick-and-place i z 3D tiskáren delta typu.

Výhodou delta paralelního robota je, že těžké hnací motory jsou obvykle na základně, což snižuje hmotnost věcí, které se pohybují, což činí tento typ robotů velmi rychlými. Někteří si mohou vybrat a umístit 300 dílů za minutu! Vlastností konkrétní „paralelní“verze je, že používá paralellogramy k udržení pohyblivé platformy vždy ve stejné orientaci.

Rozhodl jsem se udělat malého, i drobného delta robota. Motivacemi, které mě pohánějí, jsou zábava v umění malování, ukázání techniky a kreativity mým dětem a nutkání mé ženy kroutit hlavou. A to jen proto, že můžu (nebo si myslím, že můžu). Pokud vím, tento robot opravdu nemá využití.

Když říkám „drobné“, mám na mysli, že pohyblivé části budou malé: maximální dosah je asi 30 mm. Motory pohánějící ramena a pohon budou poměrně velké:-)

Bavte se čtením a případně jeho vyrobením - nebo ještě menším!

A pokud máte dobrou představu o komerční aplikaci, promluvme si o podnikání;-)

Krok 1: Krok 1: Výroba zbraní

Každé rameno delta / paralelního robota se obvykle skládá z jednoho „horního ramene“a dvojitého „spodního ramene“. Dvě části spodní části paže tvoří rovnoběžník. Tři z těchto sad připevňují plošinu k základně. Když motory otáčejí jakýmkoli ramenem, rovnoběžníky se pohybují podél a zajišťují, že platforma si zachová stejnou orientaci. Je požadováno, aby klouby byly „kulové klouby“, aby se mohly pohybovat všemi směry.

Pojďme udělat zbraně.

Malé kulové klouby nelze získat v malých velikostech, takže si je vyrobíme. Vytvořil jsem je pomocí takzvaných „korálkových konektorů“z krabičky na šperky pro manželky. Použil jsem konektory vyrobené z mědi, takže pájení je snadné. Pájením dvou dohromady jako na obrázku vytvoříte jeden odkaz.

Pomocí 2mm kovové tyče vyrobte nadloktí. Začněte s kusem asi 60 mm. Ohněte jeden konec asi o 10 mm až 90 stupňů. Brouste konec dlouhé části tak, aby vypadal jako plochý šroubovák - tento konec jde do serva. Vyvrtejte 1 mm otvor přes 10 mm konec (orientaci viz obrázek) a protlačte kovovou tyč ~ 10 mm x 1 mm - fixujte lepidlem. Nyní nalepte korálek na každý konec tyče o průměru 1 mm.

V dalším kroku můžete spojit patky přes patku, et voilà (jak se říká v Nizozemsku): malý kulový kloub!

Nyní vytvořte tři ramena, takže budete muset ohnout tři kovové tyče a z 12 korálkových konektorů můžete vyrobit 6 dílů pro spodní ramena.

Krok 2: Krok 2: Vytvořte platformu

Plošina - část, která se bude pohybovat - má tři sady kulových čepů.

Nejprve ohněte jeden kus pod úhlem 120 stupňů. Pájejte na něj druhý kus tak, abyste získali třícípou hvězdu.

Vyvrtejte do něj otvory pro tenčí kovové tyče, které vytvoří ostatní kulové klouby. Ujistěte se, že jsou korálky ve stejné separaci jako korálky v předchozím kroku! Přesnost je zásadní; nedbalost v této fázi bude mít za následek, že výtlak bude obtížné vypočítat:-)

Na 'spodní' stranu plošiny jsem namontoval šroub M3, pomocí kterého jsem později vyrobil chapadlo.

Krok 3: Krok 3: Vytvořte základnu

Základem může být jednoduchá dřevěná deska - s MDF se snadno pracuje. Trojúhelník (rohy 60 stupňů) je příjemný pro oči. Udělal jsem do ní trojúhelníkový otvor, abych se mohl dívat shora, ale není to nutné.

Vyrobte tři bloky ze dřeva nebo plastu o rozměrech asi 15 x 15 x 15 mm - výška musí být taková, aby bylo možné vyvrtat otvor ve výšce středu serva, když je namontováno na základnu - obrázek říká nejvíce.

Vyvrtejte otvory tak, aby úhledně seděly na 2mm nepořádných horních ramenech (měly by se otáčet s malým třením) a přilepte bloky k základní desce. Umístěte bloky a paže podle obrázku: když je horní část paže plochá, měl by být střed mezi koulemi ve středu robota.

Skoro hotovo!

Krok 4: Krok 4: Montáž ramen a plošiny

Nyní upevněte konektory patky přes patky základny a patky platformy. Nyní již můžete plošinu pohybovat ručně a sledovat, jak se osy horních ramen otáčejí. Můžete také otáčet rukama, abyste zjistili, jak platforma reaguje.

Umístěte tři serva (použil jsem „mini serva“) na základnu. Stiskněte 'šroubovák headas' horních ramen v otvoru obchodního konce serva.

Pro upevnění serva jsem použil malé lepicí svorky s dlouhými stranami nahoru: snadné přemístění při nastavování a poskytují nohy robota, když robot otočíte tak, aby pohon směřoval dolů. Pohybujte servy, dokud se plošina nepohybuje dobře a každé servo má na plošinu stejný účinek.

Podívejte se také na rozsah každého serva / paže: nemůžete jet „úplně“.

Mechanická delta / paralelní část robota je hotová!

Krok 5: Krok 5: Ovládání

Nyní můžete k ovládání serv použít svůj oblíbený mikrořadič. Arduino, paralaxní vrtule, cokoli, co vám nejlépe vyhovuje. Napsal jsem demo program ve Spinu na vrtuli, a to z jediného důvodu, že jsem jeden měl k dispozici a moje arduino bylo 'zaneprázdněné':-).

Video ukazuje toto demo: pomalé pohyby jednotlivých serva a nejrychlejší kruhový pohyb demonstrující potenciální sílu tohoto typu robotů (pokud najdete aplikaci pro jednoho této velikosti …:-))

Připojeny jsou spinové soubory obsahující demo.

Krok 6: Krok 6: Manipulátor

Robotická paže, která se pohybuje pouze jako manžel poblíž vybavení pokojů, je k ničemu. Pojďme připojit manipulátor: chapadlo, k vyzvednutí předmětů. Oddělil jsem ovládací servo a plošinu a vytvořil jsem jednoduchý lehký chapač.

Uchopovač je vyroben skládáním kusu tenkého plastu do tvaru písmene U. Uprostřed vyvrtejte otvor, abyste jej mohli namontovat na šroub, který jsme připevnili k plošině. Opravte jej dvěma šrouby.

Chcete -li použít servo na dálku místo na plošině, používám drát v trubce jako brzdy na kole. Vezměte tenkou trubičku (např. Z elektrického vedení) a protáhněte ji tuhým drátem. V chapadle vytvořte dva malé otvory, protlačte drát a na druhé straně vytvořte uzel. Pokud nyní zatáhnete za drát, chapadlo se zavře.

Někde na základovou desku namontujte další servo a upevněte trubku v sousedství. Zajistěte, aby servo mohlo zatáhnout za drát, zatímco trubka zůstane nehybná.

Hotovo!

Krok 7: Krok 7: Úplné demo

Nyní se podívejte na sílu tohoto plně vyzbrojeného a provozuschopného delta robota.

Svého nového miniona jsem pověřil důležitou misí sejmout matici M2, otočit ji a znovu ji umístit zpět na přesně stejné místo. Jak již bylo zmíněno dříve, jsem otevřený obchodním nabídkám.

Doufám, že se vám instruktáž líbí a budete se inspirovat k výrobě ještě menšího delta robota.

Máte někdo nápad, jak vyrobit menší kulové čepy? Nějaké nápady na použití? Možná s jiným pohonem? Jehla, vrtačka, pero?