אחיזה רובוטית רכה: 9 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

תחום הרובוטיקה הרכה (רובוטים העשויים מחומרים רכים מהותיים כגון סיליקונים וגומיות) צומח במהירות בשנים האחרונות. רובוטים רכים יכולים להיות יתרון בהשוואה למקביליהם הקשים מכיוון שהם גמישים, ניתנים להתאמה לסביבות חדשות, והם מטפחים אינטראקציה בטוחה יותר בין בני אדם לרובוט. אחיזות רובוטיות רכות, בפרט, יכולות להיות שימושיות לטיפול בחפצים עדינים מבלי לגרום נזק.

מדריך זה משמש כמדריך מפורט כיצד לבנות "אצבעות" רובוטיות רכות הניתנות להפעלה בקלות באמצעות משאבת יד פשוטה. ניתן למצוא את קבצי STL לתבנית 3 החלקים בתחתית הדף, בנוסף לקובץ STL לרכזת מרכזית שתאפשר לך ליצור תפס מלא רובוטי רך בעל 4 אצבעות. פרויקט זה הוא אידיאלי עבור חובבי רובוט רך וכיתות לימוד כאחד, עם מעט אספקה דרושה וזמני ייצור מהירים.

הרובוט הרך במדריך זה נוצר בהשראת קבוצת המחקר של הלייטסייד בהרווארד ועבודתם ביצירת רשתות פנאומטיות: https://gmwgroup.harvard.edu/soft-robotics. ההשראה שאבה גם מהמשאבים הנרחבים בארגז הכלים הרבים של Soft.

אספקה

• מדפסת תלת מימד (השתמשתי ב- LulzBot Taz 5, אבל כל מדפסת צריכה לעבוד)
• נימה PLA (ABS או כל סוג נימה אחר אמורה לפעול גם כן, רק וודא שהוא תואם את Ecoflex 00-50)
• ערכת גודל ניסיון של Ecoflex 00-50. אתה יכול גם להשתמש ב- Ecoflex 00-30, אך ה- 00-50 עמיד יותר ומועדף במידת האפשר
• מקל ארטיק או בוחש קפה
• מיכל עם סימני עוצמה למדידת Ecoflex. יכול גם להשתמש בסולם אם יש לך גישה. אתה רק צריך דרך למדוד את החלקים A ו- B של ה- Ecoflex ליחס של 1: 1 במסה או בנפח.
• בד כותנה (כ -1 רגל מרובע ייצור מספר רובוטים)
• מספריים
• אטב
• משאבת כדור

חומרים נוספים אופציונליים (יש צורך בטופר מלא עם 4 אצבעות)

• משאבת אקווריום
• צינורות פלסטיק (1/8 אינץ 'קוטר חיצוני) - כ 2 רגל יהיה מספיק

שלב 1: הדפס את התבנית שלך

השלב הראשון הוא הדפסת התבנית שלך. יש 3 חלקים, 2 שמתאימים זה לזה ליצירת החצי העליון ואחד לתחתית. השתמשתי ב- PLA, אך ניתן להשתמש ב- ABS או בכל נימה אחרת. רק בדוק שהחומר שלך יהיה תואם ל- Ecoflex 00-50. הקפד לכוון את החלקים כך שלא תצטרך ליצור חומר תמיכה.

שלב 2: מערבבים את Ecoflex 00-50 שלכם

השלב הבא הוא לערבב את Ecoflex 00-50. אתה יכול גם להשתמש ב- Ecoflex 00-30, אבל ה- 00-50 נראה קצת יותר חזק ואידיאלי יותר במידת האפשר. שים לב, אורך חיי הסיר (זמן שה- Ecoflex זורם מספיק לעבודה) הוא 18 דקות בלבד, לכן אולי כדאי להכין את הבד והתבניות (עיין בשלב הבא) לפני שתתחיל לערבב. Ecoflex 00-50 מגיע בשני חלקים (A ו- B) והוא מעורבב ביחס של 1: 1 לפי משקל או לפי נפח. הקפד לנער את הבקבוקים לפני המזיגה. אתה צריך בערך 8-10 גרם A ו- B (16-20 גרם בסך הכל) כדי למלא תבנית אחת, מלמעלה ולמטה. לאחר ששופכים A ו- B יחד, מערבבים בעזרת מקל ארטיק למשך 2-3 דקות. מערבבים היטב, אך מנסים להימנע מערבוב נמרץ מדי (הדבר ייצור בועות לא רצויות שעלולות לפגוע בשלמות המבנית של הרובוט).

שלב 3: יוצקים את התבניות

חותכים פיסת בד (או נייר מדפסת אם אין לך גישה לבד) שהיא מעט קטנה מהחצי התחתון של התבנית. מניחים את 2 חתיכות התבנית העליונה יחד (הערה: בצד אחד של החלק העליון של התבנית יש חור מעט גדול יותר. צד זה עובר על השטח הריק של החלק התחתון של התבנית העליונה. זה יהווה את חדר הכניסה אשר לא יתנפח, אלא יספק יושרה מבנית). יוצקים לאט את ה- Ecoflex לתבנית התחתונה עד שהוא בערך 1/2 מלא. לאחר מכן הנח את הבד/הנייר שלך בתבנית התחתונה ומלא אותו עד הסוף. לאחר מכן ממלאים את התבנית העליונה. וודא שכל תא נראה מלא לחלוטין. מניחים על משטח שטוח ומחכים 3 שעות עד שה- Ecoflex יירפא.

שלב 4: לבטל את שני החצאים

לאחר 3 שעות, הגיע הזמן להפחית! אתה יכול להשתמש בפינצטה כדי לעקוב אחר שולי התבניות שיקלו על ההסרה. ה- Ecoflex נמתח ולכן אל תפחד למשוך את התבנית, אך היזהר שלא לקרוע אף אחד מהאזורים הדקים. לקבלת התבנית העליונה, השתמשו באחיזות מלבניות קטנות כדי לחטט את הצדדים.

שלב 5: חותם את החצאים יחד

עכשיו הגיע הזמן לאטום את החצאים יחד! מכינים מנה חדשה של Ecoflex (זו יכולה להיות מנה קטנה מאוד) ומורחים שכבה דקה על החלק התחתון. פחות זה יותר כאן, אתה רוצה להיות בטוח להימנע מסתימת ערוץ האוויר! לאחר מכן, הניח את החצי העליון על החלק התחתון והשתמש במקל הארטיק שלך כדי לצייר מסביב לקצה שבו שני החלקים נפגשים. עשו זאת על נייר קלף או נייר נייר (לא מגבת נייר מכיוון שהאקופלקס יחלים למגבת הנייר). זה רעיון טוב בעת ביצוע שלב זה לשים קצת אקופלקס נוסף בין החדר הראשון המוצק לתא השני. זה יחזק את האזור הזה כדי להבטיח שהוא לא יקרע כשאתה מכניס את מקור האוויר שלך. אם אקוף פלקס נוסף יעקוף את הרובוט, אל תדאג- תוכל לחתוך אותו עם מספריים מאוחר יותר. המתן 3 שעות ולאחר מכן הסר את הרובוט וחתך כל עודף Ecoflex.

שלב 6: לנקב את ערוץ האוויר

קח את קצה מהדק והשתמש בו כדי לנקב את תעלת האוויר. מניחים אותו במרכז, בדיוק מעל המקום בו החלק התחתון פוגש את החלק העליון. הקפד לנקב את התא הגדול ללא כיס אוויר (לא הצד השני שבו יש כיס אוויר!). תעלת האוויר מתחילה במרכז החדר הגדול הראשון, כך שלא תצטרך ללחוץ על מהדק הנייר רחוק מדי. היזהר לא ללחוץ עליו רחוק מדי, אחרת אתה עלול לקרוע את הרובוט בטעות.

שלב 7: בדוק! חותם כל דליפה במידת הצורך

כעת הסר את מהדק הנח את מחט המשאבה שלך לתוך החור שיצרת זה עתה בעזרת מהדק הנייר. שאבו וצפו ברובוט שלכם מתנפח!

פתרון תקלות:

• אם אתה חווה התנגדות כשאתה מנסה לנפח, לא מצאת את תעלת האוויר, נסה למקם מחדש את המחט ברובוט.
• אם אתה שומע אוויר זורם החוצה, לרובוט שלך יכול להיות חור. אתה יכול למלא כוס במים ולשאוב אוויר לתוך הרובוט כדי לזהות היכן הנזילה (תראה בועות שיוצאות מהחור). אתה יכול לסמן את החור בעזרת חריף ולהכין חבילה נוספת של Ecoflex לאיטום החור.
• אם תאים מסוימים אינם מתרחבים, ערוץ האוויר שלך סתום. אתה יכול לנסות להשתמש מהדק כדי לבטל את סתימתו, אך רוב הסיכויים שתצטרך ליצור מחדש את הרובוט. עם זאת, אין צורך לחשוש- התבנית ניתנת לשימוש חוזר לחלוטין וכדאי שיהיה לך הרבה Ecoflex שנשאר!

שלב 8: שלב נוסף אופציונלי: צור טופר רובוטי רך מלא

מתחת לסעיף הקבצים, יש STL לרכזת מרכזית. זה יכול להיות מודפס בתלת מימד (זה דורש תמיכה אז שימו לב לאיזה סוג תמיכה אתם משתמשים כדי לוודא שהוא יירד מבלי לשבור את הצינורות הדקים) באמצעות PLA או כל נימה אחרת. ניתן לחבר את הרכזת המרכזית לצינורות (קוטר חיצוני בגודל 1/8 אינץ ') ולאחר מכן לכל משאבת אוויר (השתמשתי במשאבת אקווריום). לאחר שהדפסת את הרכזת המרכזית, צור 4 אצבעות רובוט רכות והצמד אותן ל -4 הצינורות החיצוניים. חבר את הצינור לצינור הגדול על גבי הרכזת המרכזית, חבר את המשאבה לקצה השני של הצינור שלך, הפעל את המשאבה וצפה בטופר שלך מתנפח!

שלב 9: קבצי. STL

להלן קבצי ה-. STL לרכזת המרכזית והתבנית בת 3 החלקים!