Meka robotska hvataljka: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Područje meke robotike (roboti izrađeni od intrinzično mekih materijala, poput silicija i gume) posljednjih godina rapidno raste. Meki roboti mogu imati prednost u odnosu na njihove tvrde kolege jer su fleksibilni, prilagodljivi novim okruženjima i potiču sigurniju interakciju čovjek-robot. Posebno mekani robotski hvataljke mogu biti korisni za rukovanje osjetljivim predmetima bez nanošenja oštećenja.

Ovaj Instructable služi kao detaljan vodič o tome kako konstruirati meke robotske "prste" kojima se može jednostavno rukovati jednostavnom ručnom pumpom. STL datoteke za trodjelni kalup mogu se pronaći na dnu stranice, uz STL datoteku za središnje čvorište koje će vam omogućiti stvaranje potpuno funkcionalne meke robotske hvataljke s 4 prsta. Ovaj je projekt idealan za ljubitelje mekih robota i učionice, s relativno malo potrebnih zaliha i brzim vremenom izrade.

Mekani robot u ovom Instructableu inspiriran je istraživačkom skupinom Whitesidea na Harvardu i njihovim radom na stvaranju pneumatskih mreža: https://gmwgroup.harvard.edu/soft-robotics. Nadahnuće su crpili i iz opsežnih izvora u Soft Robotic Toolkitu.

Pribor

• 3D pisač (koristio sam LulzBot Taz 5, ali svaki pisač bi trebao raditi)
• PLA filament (ABS ili bilo koja druga vrsta niti također bi trebala djelovati, samo provjerite je li kompatibilan s Ecoflex 00-50)
• Komplet probne veličine Ecoflex 00-50. Također možete koristiti Ecoflex 00-30, ali 00-50 je trajniji i po mogućnosti preferiran
• Štapić od slatkiša ili miješalica za kavu
• Spremnik s oznakama volumena za mjerenje Ecoflex -a. Također možete koristiti vagu ako imate pristup. Trebate samo neki način za mjerenje dijelova A i B Ecoflex -a u omjeru 1: 1 po masi ili volumenu.
• Pamučna tkanina (oko 1 kvadratne stope bit će nekoliko robota)
• Škare
• Spajalica
• Kuglasta pumpa

Opcijski dodatni materijali (potrebni za punu kandžu s 4 prsta)

• Pumpa za akvarij
• Plastične cijevi (vanjski promjer 1/8 inča) - oko 2 stope bit će dovoljno

Korak 1: Ispišite svoj kalup

Prvi korak je ispis kalupa. Postoje 3 komada, 2 koji se slažu zajedno kako bi napravili gornju polovicu, a jedan za donju. Koristio sam PLA, ali možete koristiti ABS ili bilo koju drugu nit. Samo provjerite je li vaš materijal kompatibilan s Ecoflex 00-50. Orijentirajte dijelove tako da ne morate stvarati potporni materijal.

Korak 2: Pomiješajte svoj Ecoflex 00-50

Sljedeći korak je miješanje Ecoflex 00-50. Mogli biste koristiti i Ecoflex 00-30, ali 00-50 izgleda malo jače i idealnije ako je moguće. Imajte na umu da je vijek trajanja (vrijeme s kojim Ecoflex dovoljno teče za rad) samo 18 minuta, pa bi bilo dobro pripremiti tkaninu i kalupe (pogledajte sljedeći korak) prije nego počnete miješati. Ecoflex 00-50 dolazi u 2 dijela (A i B) i miješa se u omjeru 1: 1 po težini ili volumenu. Prije prolijevanja obavezno protresite boce. Trebat će vam približno 8-10 grama A i B (ukupno 16-20 grama) da napunite jedan kalup, odozgo i odozdo. Nakon što izlijete A i B zajedno, miješajte štapićem od sladoleda 2-3 minute. Dobro promiješajte, ali pokušajte izbjeći miješanje prejako (to će stvoriti neželjene mjehuriće koji bi mogli naštetiti strukturnoj cjelovitosti robota).

Korak 3: Izlijte kalupe

Izrežite komad tkanine (ili papir za pisač ako nemate pristup tkanini) koji je nešto manji od donje polovice kalupa. Stavite 2 komada gornjeg kalupa zajedno (Napomena: jedna strana gornjeg dijela kalupa ima nešto veću rupu. Ova strana ide preko praznog područja donjeg dijela gornjeg kalupa. Time će se formirati ulazna komora koja neće se napuhati, ali će osigurati strukturni integritet). Polako sipajte Ecoflex u donji kalup dok se ne napuni oko 1/2. Zatim stavite tkaninu/papir u donji kalup i napunite ga do kraja. Zatim napunite gornji kalup. Pobrinite se da svaka komora izgleda potpuno puna. Stavite na ravnu površinu i pričekajte 3 sata da se Ecoflex stvrdne.

Korak 4: Demold obje polovice

Nakon 3 sata, vrijeme je za demoliranje! Pincetom možete pratiti rubove kalupa što će olakšati uklanjanje. Ecoflex je rastezljiv pa se nemojte bojati povući kalup, ali pazite da ne razderate niti jedno tanko područje. Za gornji kalup upotrijebite male pravokutne držače za razdvajanje stranica.

Korak 5: Zapečatite polovice zajedno

Sada je vrijeme da spojite polovice zajedno! Napravite novu seriju Ecoflex -a (ovo može biti vrlo mala serija) i razmažite TANI sloj na donji dio. Ovdje je manje, želite izbjeći začepljenje zračnog kanala! Zatim gornju polovicu stavite na donji dio i štapićem za sladoled obojite rub oko mjesta gdje se ta dva dijela spajaju. Učinite to na papiru za pečenje ili foliji (ne na papirnatim ručnicima jer će Ecoflex očvrsnuti na papirnatom ubrusu). Dobra je ideja učiniti ovaj korak da stavite dodatni Ecoflex između čvrste prve komore i druge komore. To će ojačati ovo područje kako bi se osiguralo da se ne pukne kad ubacite izvor zraka. Ako se dodatni roboti Ecoflex zaobiđu oko robota, ne brinite- to možete kasnije odrezati škarama. Pričekajte 3 sata, a zatim uklonite robota i odrežite višak Ecoflex -a.

Korak 6: Probušite zračni kanal

Uzmite kraj spajalice i upotrijebite ga za probijanje zračnog kanala. Postavite ga u središte, točno iznad mjesta gdje se donji dio spaja s gornjim dijelom. Probušite veliku komoru bez zračnog džepa (ne s druge strane koja ima zračni džep!). Zračni kanal počinje u središtu prve velike komore, pa ne morate previše pritiskati spajalicu. Pazite da ga ne pritisnete predaleko jer biste mogli slučajno strgnuti robota.

Korak 7: Testirajte! Zatvorite sve propuštanja ako je potrebno

Sada uklonite spajalicu i postavite iglu svoje pumpe u rupu koju ste upravo stvorili spajalicom. Pumpajte i gledajte kako se vaš robot napuhava!

Rješavanje problema:

• Ako osjetite otpor pri pokušaju napuhavanja, niste pronašli zračni kanal, pokušajte postaviti iglu u robota.
• Ako čujete kako zrak izlazi, vaš bi robot mogao imati rupu. Možete napuniti šalicu vodom i ubrizgati zrak u robota kako biste identificirali mjesto curenja (vidjet ćete mjehuriće koji dolaze iz rupe). Rupu možete označiti oštricom i napraviti drugu seriju Ecoflex -a za zatvaranje rupe.
• Ako se određene komore ne prošire, vaš je zračni kanal začepljen. Možete ga pokušati odčepiti spajalicom, ali vjerojatno ćete morati preraditi robota. Ne morate se bojati- kalup je u potpunosti za višekratnu uporabu i trebalo bi vam ostaviti dosta Ecoflex-a!

Korak 8: Dodatni dodatni korak: Izradite potpuno meku robotsku kandžu

Ispod odjeljka datoteka nalazi se STL za središnje čvorište. To se može 3D ispisati (potrebna je podrška pa obratite pozornost na vrstu potpore koju koristite kako biste bili sigurni da će se skinuti bez lomljenja tankih cijevi) pomoću PLA ili bilo koje druge niti. Središnje čvorište može se spojiti na cijevi (vanjski promjer 1/8 inča), a zatim na bilo koju zračnu pumpu (koristio sam pumpu za akvarij). Nakon što odštampate središnje čvorište, izradite 4 mekana robotska prsta i pričvrstite ih na 4 vanjske cijevi. Pričvrstite cijev na veliku cijev na vrhu središnjeg čvorišta, priključite pumpu na drugi kraj cijevi, uključite pumpu i gledajte kako se kandža napuhuje!

Korak 9:. STL datoteke

Evo. STL datoteka za središnje čvorište i trodjelni kalup!