Soft Robotic Gripper: 9 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Ο τομέας της μαλακής ρομποτικής (ρομπότ που κατασκευάζονται από εγγενώς μαλακά υλικά όπως πυρίτια και λάστιχα) αναπτύσσεται ραγδαία τα τελευταία χρόνια. Τα μαλακά ρομπότ μπορούν να είναι πλεονεκτικά σε σύγκριση με τα σκληρά ομόλογά τους επειδή είναι ευέλικτα, προσαρμόσιμα σε νέα περιβάλλοντα και προωθούν ασφαλέστερη αλληλεπίδραση ανθρώπου-ρομπότ. Οι μαλακές ρομποτικές λαβές, ειδικότερα, μπορεί να είναι χρήσιμες για το χειρισμό λεπτών αντικειμένων χωρίς να προκαλούν ζημιά.

Αυτό το Instructable χρησιμεύει ως ένας λεπτομερής οδηγός για τον τρόπο κατασκευής μαλακών ρομποτικών "δακτύλων" που μπορούν να λειτουργούν εύκολα με μια απλή αντλία χειρός. Τα αρχεία STL για τη φόρμα 3 τεμαχίων βρίσκονται στο κάτω μέρος της σελίδας, εκτός από το αρχείο STL για έναν κεντρικό διανομέα που θα σας επιτρέψει να δημιουργήσετε μια πλήρως λειτουργική μαλακή ρομποτική λαβή 4 δακτύλων. Αυτό το έργο είναι ιδανικό τόσο για λάτρεις των ρομπότ όσο και για αίθουσες διδασκαλίας, με σχετικά λίγα εφόδια που χρειάζονται και γρήγορους χρόνους κατασκευής.

Το μαλακό ρομπότ σε αυτό το Instructable ήταν εμπνευσμένο από την ερευνητική ομάδα του Whiteside στο Χάρβαρντ και τη δουλειά τους με τη δημιουργία πνευματικών δικτύων: https://gmwgroup.harvard.edu/soft-robotics. Η έμπνευση αντλήθηκε επίσης από τους εκτεταμένους πόρους του Soft Robotic Toolkit.

Προμήθειες

• 3D εκτυπωτής (χρησιμοποίησα ένα LulzBot Taz 5, αλλά οποιοσδήποτε εκτυπωτής πρέπει να λειτουργεί)
• Νήμα PLA (ABS ή οποιοσδήποτε άλλος τύπος νημάτων πρέπει επίσης να λειτουργεί, απλά βεβαιωθείτε ότι είναι συμβατό με το Ecoflex 00-50)
• Σετ δοκιμαστικού μεγέθους Ecoflex 00-50. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το Ecoflex 00-30, αλλά το 00-50 είναι πιο ανθεκτικό και προτιμάται αν είναι δυνατόν
• Ξυλάκι ή αναδευτήρας καφέ
• Δοχείο με σημάδια έντασης για τη μέτρηση του Ecoflex. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μια κλίμακα εάν έχετε πρόσβαση. Απλά χρειάζεστε κάποιο τρόπο για να μετρήσετε τα μέρη Α και Β του Ecoflex σε αναλογία 1: 1 κατά μάζα ή κατ 'όγκο.
• Βαμβακερό ύφασμα (περίπου 1 τετραγωνικό πόδι θα κάνει πολλά ρομπότ)
• Ψαλίδι
• Συνδετήρας
• Αντλία σφαιρών

Προαιρετικά επιπλέον υλικά (απαιτούνται για πλήρη νύχι με 4 δάχτυλα)

• Αντλία ενυδρείου
• Πλαστικές σωλήνες (1/8 ίντσα εξωτερική διάμετρος) - περίπου 2 πόδια θα είναι αρκετά

Βήμα 1: Εκτυπώστε το καλούπι σας

Το πρώτο βήμα είναι να εκτυπώσετε το καλούπι σας. Υπάρχουν 3 κομμάτια, 2 που ταιριάζουν μεταξύ τους για να κάνουν το πάνω μισό και ένα για το κάτω. Χρησιμοποίησα PLA, αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ABS ή οποιοδήποτε άλλο νήμα. Απλώς βεβαιωθείτε ότι το υλικό σας θα είναι συμβατό με το Ecoflex 00-50. Βεβαιωθείτε ότι έχετε προσανατολίσει τα μέρη, ώστε να μην χρειάζεται να δημιουργήσετε υλικό υποστήριξης.

Βήμα 2: Ανακατέψτε το Ecoflex 00-50

Το επόμενο βήμα είναι η ανάμειξη του Ecoflex 00-50. Θα μπορούσατε επίσης να χρησιμοποιήσετε το Ecoflex 00-30, αλλά το 00-50 φαίνεται λίγο πιο δυνατό και ιδανικό αν είναι δυνατόν. Λάβετε υπόψη ότι η διάρκεια ζωής στο δοχείο (ο χρόνος που το Ecoflex είναι αρκετά ρέον για να δουλέψει) είναι μόνο 18 λεπτά, οπότε μπορεί να είναι καλή ιδέα να προετοιμάσετε το ύφασμα και τα καλούπια (ανατρέξτε στο επόμενο βήμα) πριν ξεκινήσετε το ανακάτεμα. Το Ecoflex 00-50 διατίθεται σε 2 μέρη (Α και Β) και αναμιγνύεται σε αναλογία 1: 1 κατά βάρος ή κατ 'όγκο. Βεβαιωθείτε ότι ανακινείτε τα μπουκάλια πριν ρίξετε. Θα χρειαστείτε περίπου 8-10 γραμμάρια Α και Β (συνολικά 16-20 γραμμάρια) για να γεμίσετε ένα καλούπι, πάνω και κάτω. Μόλις ρίξετε τα Α και Β μαζί, ανακατέψτε με ένα ξυλάκι για 2-3 λεπτά. Ανακατέψτε καλά, αλλά προσπαθήστε να αποφύγετε την έντονη ανάμειξη (αυτό θα δημιουργήσει ανεπιθύμητες φυσαλίδες που θα μπορούσαν να βλάψουν τη δομική ακεραιότητα του ρομπότ).

Βήμα 3: Ρίξτε τα καλούπια

Κόψτε ένα κομμάτι ύφασμα (ή χαρτί εκτυπωτή εάν δεν έχετε πρόσβαση σε ύφασμα) που είναι ελαφρώς μικρότερο από το κάτω μισό του καλουπιού. Τοποθετήστε τα 2 κομμάτια του άνω καλουπιού μαζί (Σημείωση: η μία πλευρά του πάνω μέρους του καλουπιού έχει μια ελαφρώς μεγαλύτερη τρύπα. Αυτή η πλευρά περνάει πάνω από την κενή περιοχή του κάτω μέρους του πάνω καλούπι. Αυτό θα σχηματίσει τον θάλαμο εισόδου ο οποίος δεν θα φουσκώσει, αλλά θα παρέχει δομική ακεραιότητα). Ρίξτε αργά το Ecoflex στο κάτω καλούπι μέχρι να γεμίσει περίπου το 1/2. Στη συνέχεια, τοποθετήστε το ύφασμα/το χαρτί σας στο κάτω καλούπι και γεμίστε το στην υπόλοιπη διαδρομή. Στη συνέχεια, γεμίστε το πάνω καλούπι. Βεβαιωθείτε ότι κάθε θάλαμος φαίνεται εντελώς γεμάτος. Τοποθετήστε σε μια επίπεδη επιφάνεια και περιμένετε 3 ώρες για να θεραπευτεί το Ecoflex.

Βήμα 4: Αποχρωματίστε και τα δύο ημίχρονα

Μετά από 3 ώρες, ήρθε η ώρα να ξεφορμάρουμε! Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τσιμπιδάκια για να εντοπίσετε τις άκρες των καλουπιών που θα διευκολύνουν την αφαίρεσή τους. Το Ecoflex είναι ελαστικό, οπότε μην φοβάστε να τραβήξετε το καλούπι, αλλά προσέξτε να μην σκίσετε καμία από τις λεπτές περιοχές. Για το πάνω καλούπι, χρησιμοποιήστε τις μικρές ορθογώνιες λαβές για να ξεκολλήσετε τις πλευρές.

Βήμα 5: Σφραγίστε τα μισά μαζί

Τώρα ήρθε η ώρα να σφραγίσουμε τα μισά μαζί! Φτιάξτε μια νέα παρτίδα Ecoflex (μπορεί να είναι μια πολύ μικρή παρτίδα) και απλώστε ένα λεπτό στρώμα στο κάτω κομμάτι. Το Less είναι περισσότερο εδώ, θέλετε να είστε βέβαιοι ότι θα αποφύγετε το φράξιμο του καναλιού αέρα! Στη συνέχεια, τοποθετήστε το πάνω μισό στο κάτω κομμάτι και χρησιμοποιήστε το ξυλάκι σας για να βάψετε γύρω από την άκρη όπου συναντώνται τα δύο κομμάτια. Κάντε το σε χαρτί περγαμηνής ή αλουμινόχαρτο (όχι χαρτοπετσέτα γιατί το Ecoflex θα σκληρύνει στην χαρτοπετσέτα). Είναι καλή ιδέα ενώ κάνετε αυτό το βήμα να βάλετε κάποιο επιπλέον Ecoflex μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου θαλάμου. Αυτό θα ενισχύσει αυτήν την περιοχή για να διασφαλίσει ότι δεν θα σκιστεί όταν βάζετε την πηγή αέρα σας. Εάν κάποιο επιπλέον Ecoflex περιπλανηθεί στο ρομπότ, μην ανησυχείτε- μπορείτε να το κόψετε αργότερα με ψαλίδι. Περιμένετε 3 ώρες και στη συνέχεια αφαιρέστε το ρομπότ και κόψτε τυχόν περίσσεια Ecoflex.

Βήμα 6: Τρυπήστε το κανάλι αέρα

Πάρτε το άκρο ενός συνδετήρα και χρησιμοποιήστε το για να τρυπήσετε το κανάλι αέρα. Τοποθετήστε το στο κέντρο, ακριβώς πάνω από το σημείο που το κάτω κομμάτι συναντά το πάνω κομμάτι. Βεβαιωθείτε ότι έχετε τρυπήσει τον μεγάλο θάλαμο χωρίς τσέπη αέρα (όχι την άλλη πλευρά που έχει τσέπη αέρα!). Το κανάλι αέρα ξεκινά από το κέντρο του πρώτου μεγάλου θαλάμου, οπότε δεν χρειάζεται να πιέσετε πολύ το συνδετήρα. Προσέξτε να μην το πιέσετε πολύ, διαφορετικά μπορεί να σπάσετε κατά λάθος το ρομπότ.

Βήμα 7: Δοκιμή! Σφραγίστε τυχόν διαρροές εάν είναι απαραίτητο

Τώρα αφαιρέστε το συνδετήρα και τοποθετήστε τη βελόνα της αντλίας σας στην τρύπα που μόλις δημιουργήσατε με το συνδετήρα. Αντλήστε και παρακολουθήστε το ρομπότ σας να φουσκώνει!

Αντιμετώπιση προβλημάτων:

• Εάν αντιμετωπίζετε αντίσταση όταν προσπαθείτε να φουσκώσετε, δεν έχετε βρει το κανάλι αέρα, προσπαθήστε να επανατοποθετήσετε τη βελόνα στο ρομπότ.
• Αν ακούσετε αέρα να τρέχει προς τα έξω, το ρομπότ σας μπορεί να έχει μια τρύπα. Μπορείτε να γεμίσετε ένα φλιτζάνι με νερό και να αντλήσετε αέρα στο ρομπότ για να προσδιορίσετε πού βρίσκεται η διαρροή (θα δείτε φυσαλίδες να προέρχονται από την τρύπα). Μπορείτε να σημειώσετε την τρύπα με ένα αιχμηρό και να φτιάξετε μια ακόμη παρτίδα Ecoflex για να σφραγίσετε την τρύπα.
• Εάν ορισμένοι θάλαμοι δεν επεκταθούν, το κανάλι αέρα σας είναι φραγμένο. Μπορείτε να προσπαθήσετε να χρησιμοποιήσετε το κλιπ χαρτιού για να το ξεμπλοκάρετε, αλλά πιθανότατα ίσως χρειαστεί να ξαναφτιάξετε το ρομπότ. Δεν χρειάζεται να φοβάστε όμως- το καλούπι είναι εντελώς επαναχρησιμοποιήσιμο και θα πρέπει να έχετε άφθονο Ecoflex!

Βήμα 8: Προαιρετικό Επιπλέον Βήμα: Δημιουργήστε ένα Πλήρες Μαλακό Ρομποτικό Νύχι

Κάτω από την ενότητα αρχείου, υπάρχει ένα STL για έναν κεντρικό διανομέα. Αυτό μπορεί να εκτυπωθεί 3D (απαιτεί υποστήριξη, οπότε προσέξτε τι είδους υποστήριξη χρησιμοποιείτε για να βεβαιωθείτε ότι θα ξεκολλήσει χωρίς να σπάσουν οι λεπτοί σωλήνες) χρησιμοποιώντας PLA ή οποιοδήποτε άλλο νήμα. Ο κεντρικός διανομέας μπορεί να συνδεθεί με σωλήνες (εξωτερική διάμετρο 1/8 ίντσας) και στη συνέχεια σε οποιαδήποτε αντλία αέρα (χρησιμοποίησα αντλία ενυδρείου). Αφού εκτυπώσετε τον κεντρικό διανομέα, φτιάξτε 4 απαλά δάχτυλα ρομπότ και συνδέστε τα στους 4 εξωτερικούς σωλήνες. Συνδέστε τη σωλήνωση στον μεγάλο σωλήνα πάνω από τον κεντρικό διανομέα, συνδέστε την αντλία στο άλλο άκρο της σωλήνωσης σας, ενεργοποιήστε την αντλία σας και παρακολουθήστε το νύχι σας να φουσκώνει!

Βήμα 9: Αρχεία. STL

Εδώ είναι τα αρχεία. STL για τον κεντρικό διανομέα και το καλούπι 3 τεμαχίων!