Hur man gör en liten delta -robot: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

En "deltarobot", även kallad "parallellmanipulator", är en robot som använder flera armar för att flytta ett ställdon. Man kanske känner dem från pick-and-place-maskiner såväl som från 3D-skrivare av deltyp.

Fördelen med en delta -parallellrobot är att de tunga drivmotorerna vanligtvis ligger vid en bas, vilket minskar vikten av de saker som rör sig, vilket gör denna typ av robotar väldigt snabba. Vissa kan välja och placera 300 delar per minut! En egenskap hos den specifika "parallella" versionen är att den använder paralellogram för att hålla den rörliga plattformen alltid i samma orientering.

Jag bestämde mig för att göra en liten, till och med liten delta -robot. Motivationer som driver mig har kul i konsten att tänka, visar teknik och kreativitet för mina barn och får min fru att skaka på huvudet. Och bara för att jag kan (eller tror att jag kan). Det finns verkligen ingen användning för denna robot såvitt jag kan se.

När jag säger "liten" menar jag att de rörliga delarna kommer att vara små: maximal räckvidd är cirka 30 mm. Motorerna som driver armarna och ställdonet blir relativt stora:-)

Ha kul att läsa och möjligen göra det - eller en ännu mindre!

Och om du har en bra idé om en kommersiell applikation, låt oss prata om affärer;-)

Steg 1: Steg 1: Gör vapnen

Varje arm på en delta / parallell robot består vanligtvis av en enda "överarm" och en dubbel "underarm". De två delarna av underarmen bildar ett paralellogram. Tre av dessa uppsättningar fäster plattformen till basen. När motorerna roterar vilken arm som helst, går paralellogrammen framåt och ser till att plattformen håller samma orientering. Det krävs att lederna är”kulleder” så att de kan röra sig i alla riktningar.

Låt oss göra armarna.

De små kullederna kan inte köpas i små storlekar, så låt oss göra dem. Jag skapade dem med hjälp av så kallade "pärlkontakter" från min hustrus smyckeskartong. Jag använde kontakter gjorda av koppar, så att lödning är enkelt. Löd två ihop som på bilden för att skapa en länk.

Använd 2 mm metallstav för att göra överarmarna. Börja med en bit på cirka 60 mm. Böj ena änden av cirka 10 mm till 90 grader. Slipa änden av den långa delen så att den ser ut som en plattskruvmejsel - den här änden går in i servon. Borra ett 1 mm hål genom 10 mm änden (se bilden för riktningar) och skjut en ~ 10 mm x 1 mm metallstång igenom - fixera med lim. Limma nu en pärla på varje ände av 1 mm stången.

I nästa steg kan du vika pärlkontakterna över pärlan, et voilà (som man säger i Nederländerna): en liten kulled!

Gör nu tre armar, så du måste böja tre metallstavar, och av 12 pärlkontakter kan du göra de 6 delarna för underarmarna.

Steg 2: Steg 2: Gör plattformen

Plattformen - den del som kommer att röra sig - har tre uppsättningar kulleder.

Böj först en bit i en 120 graders vinkel. Löd en andra bit på den så att du får en trekantig stjärna.

Borra hål i den för de tunnare metallstavarna som kommer att bilda de andra kullederna. Se till att pärlorna har samma separering som pärlorna i föregående steg! Noggrannhet är viktigt; att vara slarvig i denna fas kommer att leda till att förskjutningen blir svår att beräkna:-)

På plattformens "undersida" monterade jag en M3 -skruv som jag senare gjorde griparen med.

Steg 3: Steg 3: Gör basen

Basen kan vara en enkel träskiva - MDF är lätt att arbeta med. En triangel (60 grader hörn) är trevligt för ögat. Jag gjorde ett triangulärt hål i den för att kunna se uppifrån, men det är inte nödvändigt.

Gör tre block av trä eller plast på ca 15x15x15 mm - höjden måste vara sådan att det finns plats för att borra ett hål på höjden av mitten av servon när den är monterad på basen - bilden säger det mesta.

Borra hål så att de passar de 2 mm röriga överarmarna (de ska kunna rotera, med lite friktion) och limma blocken till bottenplattan. Placera blocken och armarna som visas i figuren: när överarmen är platt bör mittpunkten mellan bollarna vara i mitten av roboten.

Nästan klar!

Steg 4: Steg 4: Montering av armar och plattform

Fixera nu pärlkontakterna över baspärlorna och plattformspärlorna. Du kan nu redan flytta plattformen för hand och se hur axlarna på överarmarna roterar. Du kan också rotera överarmarna för hand för att se hur plattformen reagerar.

Placera de tre servon (jag använde 'miniservos') på basen. Tryck på 'skruvmejselhuvudena' på överarmarna i öppningen av servoänden.

Jag använde små limklämmor med långsidorna uppåt för att fixa servon: enkel omplacering vid installation, och de ger robotens ben när du vänder roboten så att ställdonet vetter nedåt. Flytta servon runt tills plattformen rör sig bra och varje servo har samma effekt på plattformen.

Titta också på intervallet för varje servo / överarm: du kan inte gå "hela vägen".

Den mekaniska delta / parallella delen av roboten är klar!

Steg 5: Steg 5: Kontroll

Du kan nu använda din favoritmikrokontroller för att styra servon. En arduino, en parallaxpropeller, allt som fungerar bäst för dig. Jag skrev ett demoprogram i Spin för propellern, av den enda anledningen att jag hade en tillgänglig och mina arduinoer var "upptagna":-).

Videon visar denna demo: några långsamma rörelser av de enskilda servon och den snabbaste cirkulära rörelsen som visar den potentiella kraften hos denna typ av robotar (om du kan hitta en applikation för en sådan storlek …:-))

Bifogade är spinnfilerna som innehåller demoen.

Steg 6: Steg 6: en manipulator

En robotarm som bara rör sig, som en man nära inredningsrummen, är värdelös. Låt oss fästa en manipulator: en gripare för att plocka upp föremål. Jag gjorde en enkel lättviktsgrepp genom att separera den styrande servon och plattformen.

Griparen görs genom att vika en bit tunn plast i en U-form. Borra ett hål i mitten så att du kan montera det ovanpå skruven som vi fäst vid plattformen. Fixera det med två skruvar.

För att använda servot på distans istället för på plattformen använder jag en tråd i ett rör som bromsar på en cykel. Ta ett tunt rör (t.ex. från elektriska ledningar) och tryck en stel tråd genom det. Gör två små hål i griparen och tryck igenom tråden och gör en knut på andra sidan. Om du nu drar i tråden stängs griparen.

Någonstans på basplattan monterar du en annan servo och fixerar röret i grannskapet. Gör det så att servon kan dra i tråden medan röret står stilla.

Gjort!

Steg 7: Steg 7: Fullständig demo

Bevittna nu kraften i denna fullt beväpnade och operativa delta -robot.

Jag har tilldelat min nya minion det viktiga uppdraget att plocka upp en M2 -mutter, svänga runt den och placera tillbaka den igen på exakt samma plats. Som tidigare nämnts är jag öppen för affärserbjudanden.

Jag hoppas att du gillar det instruerbara och kommer att inspireras till att göra en ännu tunnare deltarobot.

Någon som har idéer om hur man gör mindre kulleder? Några idéer om användning? Kanske med en annan ställdon? En nål, en borr, en penna?