Mehki robotski prijemal: 9 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Področje mehke robotike (roboti iz intrinzično mehkih materialov, kot sta silicij in guma) v zadnjih letih hitro narašča. Mehki roboti so lahko v primerjavi s trdimi kolegi ugodnejši, saj so prilagodljivi, prilagodljivi novim okoljem in spodbujajo varnejšo interakcijo človek-robot. Zlasti mehki robotski prijemali so lahko uporabni za rokovanje z občutljivimi predmeti, ne da bi pri tem poškodovali.

Ta Instructable služi kot podroben vodnik o tem, kako sestaviti mehke robotske "prste", ki jih je mogoče enostavno upravljati s preprosto ročno črpalko. Datoteke STL za 3-delni kalup najdete poleg datoteke STL za osrednje pesto, ki vam omogoča ustvarjanje popolnoma delujočega mehkega robotskega prijemala s štirimi prsti. Ta projekt je idealen za ljubitelje mehkih robotov in učilnice, z relativno malo potrebnimi zalogami in hitrim časom izdelave.

Mehkega robota v tem Instructable je navdihnila raziskovalna skupina Whiteside na Harvardu in njihovo delo pri ustvarjanju pnevmatskih omrežij: https://gmwgroup.harvard.edu/soft-robotics. Navdih so črpali tudi iz obsežnih virov Soft Robotic Toolkit.

Zaloge

• 3D tiskalnik (uporabil sem LulzBot Taz 5, vendar bi moral delovati kateri koli tiskalnik)
• PLA filament (ABS ali katera koli druga vrsta filamentov bi morala delovati, samo se prepričajte, da je združljiv z Ecoflex 00-50)
• Komplet preskusnih velikosti Ecoflex 00-50. Uporabite lahko tudi Ecoflex 00-30, vendar je 00-50 bolj trpežen in po možnosti bolj zaželen
• Mešanica za kavo ali mešalnik za kavo
• Posoda z oznakami prostornine za merjenje Ecoflex. Če imate dostop, lahko uporabite tudi tehtnico. Potrebujete le način za merjenje delov A in B Ecoflex -a v masnem ali prostorninskem razmerju 1: 1.
• Bombažna tkanina (približno 1 kvadratni čevelj naredi več robotov)
• Škarje
• Sponka za papir
• Kroglična črpalka

Izbirni dodatni materiali (potrebni za polno kremplje s štirimi prsti)

• Akvarijska črpalka
• Plastične cevi (zunanji premer 1/8 palca) - približno 2 čevlja bo dovolj

1. korak: Natisnite svoj kalup

Prvi korak je tiskanje kalupa. Obstajajo 3 kosi, 2, ki se prilegata skupaj, da naredita zgornjo polovico in enega za spodnjo. Uporabil sem PLA, lahko pa uporabite ABS ali katero koli drugo nitko. Preverite, ali je vaš material združljiv z Ecoflex 00-50. Delce usmerite tako, da vam ni treba ustvarjati podpornega materiala.

2. korak: Zmešajte svoj Ecoflex 00-50

Naslednji korak je mešanje Ecoflex 00-50. Lahko bi uporabili tudi Ecoflex 00-30, vendar se zdi 00-50 nekoliko močnejši in idealnejši, če je mogoče. Upoštevajte, da je življenjska doba (čas, ko je Ecoflex dovolj tekoč za delo) le 18 minut, zato je dobro, da tkanino in kalupe pripravite (glejte naslednji korak), preden začnete mešati. Ecoflex 00-50 je na voljo v dveh delih (A in B) in se meša v masnem ali prostorninskem razmerju 1: 1. Pred polnjenjem steklenice pretresite. Za polnjenje enega kalupa, na vrhu in na dnu, potrebujete približno 8-10 gramov A in B (skupaj 16-20 gramov). Ko zlijete A in B skupaj, 2-3 minute mešajte s paličico. Dobro premešajte, vendar se izogibajte preveč močnemu mešanju (to bo ustvarilo neželene mehurčke, ki bi lahko škodovali strukturni celovitosti robota).

3. korak: nalijte kalupe

Odrežite kos tkanine (ali papirja za tiskalnik, če nimate dostopa do tkanine), ki je nekoliko manjši od spodnje polovice kalupa. Dva kosa zgornjega kalupa postavite skupaj (Opomba: na eni strani zgornjega dela kalupa je nekoliko večja luknja. Ta stran gre čez prazno območje spodnjega dela zgornjega kalupa. Tako bo nastala vstopna komora, ki se ne bo napihnil, ampak bo zagotovil strukturno celovitost). Počasi vlijte Ecoflex v spodnji kalup, dokler ni napolnjen približno 1/2. Nato postavite tkanino/papir v spodnji kalup in ga napolnite do konca. Nato napolnite zgornji kalup. Poskrbite, da bo vsaka komora popolnoma napolnjena. Postavite na ravno površino in počakajte 3 ure, da se Ecoflex strdi.

4. korak: Demolirajte obe polovici

Po 3 urah je čas za demontažo! S pinceto lahko poiščete robove kalupov, ki jih boste lažje odstranili. Ecoflex je raztegljiv, zato se ne bojte vleči za plesen, vendar pazite, da ne raztrgate tankih površin. Za zgornji kalup uporabite majhne pravokotne držalce, da stran razmaknete.

5. korak: Zaprite polovice skupaj

Zdaj je čas, da polovice zapečatimo skupaj! Naredite novo serijo Ecoflex -a (to je lahko zelo majhna serija) in na spodnji del razporedite TANKO plast. Tukaj je manj, želite se izogniti zamašitvi zračnega kanala! Nato zgornjo polovico položite na spodnji del in s palčko za mačke pobarvajte po robu, kjer se dva kosa srečata. To naredite na pergamentnem papirju ali foliji (ne na papirnati brisači, ker se Ecoflex strdi na papirnati brisači). Med tem korakom je dobro, da med prvo in drugo komoro postavite še dodaten Ecoflex. To bo okrepilo to področje in zagotovilo, da se ne raztrga, ko vstavite vir zraka. Če se okoli robota pojavi kakšen dodaten Ecoflex, ne skrbite- to lahko kasneje odrežete s škarjami. Počakajte 3 ure, nato odstranite robota in odrežite odvečni Ecoflex.

6. korak: Prebodite zračni kanal

Vzemite konec sponke za papir in z njo prebodite zračni kanal. Postavite ga na sredino, tik nad mesto, kjer se spodnji del sreča z zgornjim delom. Poskrbite, da boste prebodili veliko komoro brez zračnega žepa (ne na drugi strani, ki ima zračni žep!). Zračni kanal se začne na sredini prve velike komore, zato vam ni treba preveč pritiskati sponke. Pazite, da ga ne pritisnete predaleč, sicer bi lahko po nesreči robota strgali.

7. korak: Preizkusite! Zaprite morebitno puščanje, če je potrebno

Sedaj odstranite sponko za papir in iglo črpalke vstavite v luknjo, ki ste jo pravkar ustvarili s sponko za papir. Črpalka in opazujte napihovanje robota!

Odpravljanje težav:

• Če pri poskusu napihovanja naletite na odpor, niste našli zračnega kanala, poskusite iglo znova namestiti v robota.
• Če slišite, kako zrak priteče ven, ima lahko vaš robot luknjo. Skodelico lahko napolnite z vodo in črpate zrak v robota, da ugotovite, kje pušča (videli boste mehurčke, ki prihajajo iz luknje). Luknjo lahko označite z ostrino in naredite še eno serijo Ecoflex -a za zatesnitev luknje.
• Če se določene komore ne razširijo, je vaš zračni kanal zamašen. Poskusite ga odmašiti s sponko za papir, vendar je verjetno, da boste morali robota predelati. Vendar se vam ni treba bati- plesen je v celoti za večkratno uporabo in bi vam moralo ostati še veliko Ecoflex-a!

8. korak: Neobvezni dodaten korak: Ustvarite popoln mehak robotski kremplj

Pod razdelkom datoteke je STL za osrednje vozlišče. To je mogoče natisniti 3D (potrebuje podporo, zato bodite pozorni na vrsto podpore, ki jo uporabljate, da se prepričate, da se bo odtrgala, ne da bi razbili tanke cevi) z uporabo PLA ali katere koli druge nitke. Osrednje pesto lahko priključite na cev (zunanji premer 1/8 palca) in nato na katero koli zračno črpalko (uporabil sem akvarijsko črpalko). Ko natisnete osrednje pesto, naredite 4 mehke robotske prste in jih pritrdite na 4 zunanje cevi. Cev pritrdite na veliko cev na vrhu osrednjega pesta, črpalko pritrdite na drugi konec cevi, vklopite črpalko in opazujte napihovanje kremplja!

9. korak: Datoteke. STL

Tu so datoteke. STL za osrednje pesto in 3-delni kalup!