Πώς να φτιάξετε ένα μικροσκοπικό ρομπότ Delta: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Ένα "ρομπότ δέλτα", γνωστός και ως "παράλληλος χειριστής", είναι ένα ρομπότ που χρησιμοποιεί πολλαπλούς βραχίονες για να μετακινήσει έναν ενεργοποιητή. Κάποιος μπορεί να τα γνωρίζει από μηχανές επιλογής και τοποθέτησης καθώς και από τρισδιάστατους εκτυπωτές τύπου δέλτα.

Το πλεονέκτημα ενός παράλληλου ρομπότ δέλτα είναι ότι οι κινητήρες βαριάς οδήγησης είναι συνήθως στη βάση, μειώνοντας το βάρος των αντικειμένων που κινούνται, καθιστώντας αυτόν τον τύπο ρομπότ πολύ γρήγορο. Μερικοί μπορούν να επιλέξουν και να τοποθετήσουν 300 μέρη ανά λεπτό! Μια ιδιότητα της συγκεκριμένης "παράλληλης" έκδοσης είναι ότι χρησιμοποιεί παραλληλογράμματα για να διατηρεί την κινούμενη πλατφόρμα πάντα στον ίδιο προσανατολισμό.

Αποφάσισα να φτιάξω ένα μικρό, ακόμη και μικροσκοπικό, ρομπότ δέλτα. Τα κίνητρα που με οδηγούν είναι να διασκεδάζω στο The Art of Tinkering, να δείχνουν τεχνολογία και δημιουργικότητα στα παιδιά μου και να κάνουν τη γυναίκα μου να κουνάει το κεφάλι της. Και μόνο επειδή μπορώ (ή νομίζω ότι μπορώ). Πραγματικά δεν υπάρχει καμία χρήση για αυτό το ρομπότ όσο μπορώ να πω.

Όταν λέω «μικροσκοπικό», εννοώ ότι τα κινούμενα μέρη θα είναι μικροσκοπικά: η μέγιστη απόσταση είναι περίπου 30 mm. Οι κινητήρες που κινούν τα χέρια και ο ενεργοποιητής θα είναι σχετικά μεγάλοι:-)

Διασκεδάστε διαβάζοντας και πιθανώς φτιάχνοντάς το - ή ακόμα μικρότερο!

Και αν έχετε καλή ιδέα για μια εμπορική εφαρμογή, ας μιλήσουμε για επιχειρήσεις;-)

Βήμα 1: Βήμα 1: Κάνοντας τα όπλα

Κάθε βραχίονας ενός δέλτα / παράλληλου ρομπότ αποτελείται συνήθως από έναν ενιαίο «άνω βραχίονα» και έναν διπλό «κάτω βραχίονα». Τα δύο μέρη του κάτω βραχίονα σχηματίζουν παραλληλόγραμμα. Τρία από αυτά τα σύνολα συνδέουν την πλατφόρμα με τη βάση. Όταν οι κινητήρες περιστρέφουν οποιοδήποτε βραχίονα, τα παραλληλογράμματα κινούνται κατά μήκος, διασφαλίζοντας ότι η πλατφόρμα διατηρεί τον ίδιο προσανατολισμό. Απαιτείται οι αρθρώσεις να είναι «σφαιρικές αρθρώσεις» έτσι ώστε να μπορούν να κινούνται προς όλες τις κατευθύνσεις.

Ας κάνουμε τα χέρια.

Οι μικρές αρθρώσεις μπάλας δεν μπορούν να προέρχονται από μικροσκοπικά μεγέθη, οπότε ας τις φτιάξουμε. Τα δημιούργησα χρησιμοποιώντας τους λεγόμενους "συνδετήρες χάντρας" από το κουτί προμήθειας κοσμημάτων των συζύγων μου. Χρησιμοποίησα συνδετήρες κατασκευασμένους από καπάκι, έτσι ώστε η συγκόλληση να είναι εύκολη. Κολλήστε δύο μαζί όπως στην εικόνα για να δημιουργήσετε έναν σύνδεσμο.

Χρησιμοποιήστε μεταλλική ράβδο 2 χιλιοστών για να φτιάξετε τους άνω βραχίονες. Ξεκινήστε με ένα κομμάτι περίπου 60mm. Λυγίστε το ένα άκρο περίπου 10 mm έως 90 μοίρες. Τρίψτε το άκρο του μακριού τμήματος έτσι ώστε να μοιάζει με ένα κατσαβίδι με επίπεδη κεφαλή - αυτό το άκρο μπαίνει στο σερβο. Τρυπήστε μια τρύπα 1mm στο άκρο των 10mm (δείτε την εικόνα για προσανατολισμούς) και σπρώξτε μια μεταλλική ράβδο ~ 10mm x 1mm - στερεώστε με κόλλα. Τώρα κολλήστε μια χάντρα σε κάθε άκρο της ράβδου 1mm.

Στο επόμενο βήμα, μπορείτε να διπλώσετε τους συνδετήρες χάντρας πάνω από τη χάντρα, et voilà (όπως λένε στις Κάτω Χώρες): μια μικροσκοπική σφαιρική άρθρωση!

Τώρα κάντε τρεις βραχίονες, οπότε θα χρειαστεί να λυγίσετε τρεις μεταλλικές ράβδους και από 12 συνδέσμους χάντρας μπορείτε να φτιάξετε τα 6 μέρη για τους κάτω βραχίονες.

Βήμα 2: Βήμα 2: Φτιάξτε την Πλατφόρμα

Η πλατφόρμα - το τμήμα που θα κινείται - έχει τρία σύνολα αρμών σφαιρών.

Πρώτα λυγίστε ένα κομμάτι υπό γωνία 120 μοιρών. Συγκολλήστε ένα δεύτερο κομμάτι σε αυτό έτσι ώστε να πάρετε ένα τρίποδο αστέρι.

Ανοίξτε τρύπες για τις λεπτότερες μεταλλικές ράβδους που θα σχηματίσουν τις άλλες αρθρώσεις σφαιρών. Βεβαιωθείτε ότι οι χάντρες βρίσκονται στον ίδιο διαχωρισμό με τις χάντρες στο προηγούμενο βήμα! Η ακρίβεια είναι απαραίτητη. το να είναι ατημέλητο σε αυτή τη φάση θα έχει ως αποτέλεσμα ο υπολογισμός της μετατόπισης να είναι δύσκολος:-)

Στην «κάτω» πλευρά της πλατφόρμας τοποθέτησα μια βίδα Μ3 με την οποία αργότερα έφτιαξα τη λαβή.

Βήμα 3: Βήμα 3: Φτιάξτε τη βάση

Η βάση μπορεί να είναι μια απλή σανίδα ξύλου - το MDF είναι εύκολο να εργαστεί. Ένα τρίγωνο (γωνίες 60 μοίρες) είναι ωραίο για το μάτι. Έκανα μια τριγωνική τρύπα για να μπορώ να κοιτάξω από ψηλά, αλλά αυτό δεν είναι απαραίτητο.

Φτιάξτε τρία τεμάχια από ξύλο ή πλαστικό περίπου 15x15x15 mm - το ύψος πρέπει να είναι τέτοιο ώστε να υπάρχει χώρος για να ανοίξετε μια τρύπα στο ύψος του κέντρου του σερβο, όταν είναι τοποθετημένο στη βάση - η εικόνα λέει τα περισσότερα.

Τρυπήστε τρύπες για να ταιριάζουν με τα πάνω μπράτσα 2 χιλιοστών (θα πρέπει να μπορούν να περιστρέφονται, με λίγη τριβή) και να κολλήσετε τα μπλοκ στην πλάκα βάσης. Τοποθετήστε τα μπλοκ και τους βραχίονες όπως απεικονίζονται στο σχήμα: όταν ο άνω βραχίονας είναι επίπεδος, το κεντρικό σημείο μεταξύ των σφαιρών θα πρέπει να βρίσκεται στο κέντρο του ρομπότ.

Σχεδόν τελείωσα!

Βήμα 4: Βήμα 4: Τοποθέτηση των όπλων και της πλατφόρμας

Τώρα στερεώστε τους συνδετήρες χαντρών πάνω από τις χάντρες βάσης και τις χάντρες πλατφόρμας. Μπορείτε τώρα να μετακινήσετε την πλατφόρμα με το χέρι και να δείτε πώς περιστρέφονται οι άξονες του άνω βραχίονα. Μπορείτε επίσης να περιστρέψετε τα πάνω χέρια με το χέρι για να δείτε πώς ανταποκρίνεται η πλατφόρμα.

Τοποθετήστε τα τρία servos (χρησιμοποίησα «μίνι servos») στη βάση. Πιέστε τις «κεφαλές κατσαβιδιών» του άνω βραχίονα στο άνοιγμα του επιχειρηματικού τέλους του σερβο.

Χρησιμοποίησα μικρούς σφιγκτήρες κόλλας με τις μακριές πλευρές προς τα πάνω για να στερεώσω τα servos: εύκολη επανατοποθέτηση κατά τη ρύθμιση και παρέχουν τα πόδια του ρομπότ όταν γυρίζετε το ρομπότ έτσι ώστε ο ενεργοποιητής να κοιτάζει προς τα κάτω. Μετακινήστε το σερβιτόρο έως ότου η πλατφόρμα κινηθεί καλά και κάθε σερβο έχει το ίδιο αποτέλεσμα στην πλατφόρμα.

Κοιτάξτε επίσης την εμβέλεια κάθε σερβο / άνω βραχίονα: δεν μπορείτε να πάτε «μέχρι το τέλος».

Το μηχανικό δέλτα / παράλληλο τμήμα του ρομπότ έχει ολοκληρωθεί!

Βήμα 5: Βήμα 5: Έλεγχος

Τώρα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το αγαπημένο σας μικροελεγκτή για να ελέγξετε το σερβο. Ένα arduino, μια προπέλα παράλλαξης, οτιδήποτε λειτουργεί καλύτερα για εσάς. Έγραψα ένα πρόγραμμα επίδειξης στο Spin για την προπέλα, για τον μόνο λόγο που είχα διαθέσιμο και τα arduino μου ήταν «απασχολημένα»:-).

Το βίντεο δείχνει αυτό το demo: μερικές αργές κινήσεις των μεμονωμένων servo και η ταχύτερη κυκλική κίνηση που καταδεικνύει την πιθανή δύναμη αυτού του τύπου ρομπότ (αν μπορείτε να βρείτε μια εφαρμογή για αυτό το μέγεθος …:-))

Επισυνάπτονται τα αρχεία περιστροφής που περιέχουν την επίδειξη.

Βήμα 6: Βήμα 6: Χειριστής

Ένα ρομποτικό χέρι που κινείται μόνο, όπως ένας σύζυγος κοντά στα εξοπλισμένα δωμάτια, είναι άχρηστο. Ας επισυνάψουμε έναν χειριστή: μια λαβή, για να παραλάβουμε αντικείμενα. Έφτιαξα μια απλή ελαφριά λαβή χωρίζοντας το σερβο ελέγχου και την πλατφόρμα.

Η λαβή είναι διπλωμένη σε ένα κομμάτι λεπτού πλαστικού σε σχήμα U. Τρυπήστε μια τρύπα στο κέντρο έτσι ώστε να μπορείτε να την τοποθετήσετε πάνω από τη βίδα που συνδέσαμε στην πλατφόρμα. Διορθώστε το με δύο βίδες.

Για να χρησιμοποιήσω το σερβο από απόσταση και όχι στην πλατφόρμα, χρησιμοποιώ ένα σύρμα σε ένα σωλήνα όπως φρένα σε ένα ποδήλατο. Πάρτε ένα λεπτό σωλήνα (π.χ. από ηλεκτρική καλωδίωση) και σπρώξτε ένα σκληρό καλώδιο μέσα από αυτό. Κάντε δύο μικροσκοπικές τρύπες στη λαβή και σπρώξτε το σύρμα και κάντε έναν κόμπο στην άλλη πλευρά. Εάν τραβήξετε τώρα το σύρμα, η λαβή θα κλείσει.

Κάπου στην πλάκα βάσης τοποθετήστε άλλο σερβο και στερεώστε το σωλήνα στη γειτονιά. Κάντε το τέτοιο ώστε το σερβο να τραβάει το σύρμα ενώ ο σωλήνας παραμένει ακίνητος.

Εγινε!

Βήμα 7: Βήμα 7: Πλήρης επίδειξη

Δείτε τώρα τη δύναμη αυτού του πλήρως οπλισμένου και λειτουργικού ρομπότ δέλτα.

Έχω αναθέσει στο νέο μου minion τη σημαντική αποστολή να μαζέψω ένα παξιμάδι M2, να το γυρίσω και να το ξαναβάλω στο ίδιο ακριβώς σημείο. Όπως προαναφέρθηκε, είμαι ανοιχτός σε επιχειρηματικές προσφορές.

Ελπίζω να σας αρέσει το διδακτικό και θα εμπνευστείτε να φτιάξετε ένα ακόμη πιο μικροσκοπικό ρομπότ δέλτα.

Έχετε ιδέες για το πώς να φτιάξετε μικρότερες αρθρώσεις μπάλας; Έχετε ιδέες για χρήση; Perhapsσως με διαφορετικό ενεργοποιητή; Μια βελόνα, ένα τρυπάνι, ένα στυλό;