Настольная робо-рука манипулятор из оргстекла на сервоприводах своими руками или реверс-инжиниринг uArm / Хабр

Настольная робо-рука манипулятор из оргстекла на сервоприводах своими руками или реверс-инжиниринг uArm / Хабр Квадрокоптеры

В масштабе. чертежи, 3d модели, проекты – манипулятор

Рейтинг: 150

Софт: Компас-3D 9

Состав: Патентный поиск, БЖД, Технологический процесс ремонта радиаторов, Ведомость, Генплан, Компановка главного производственного корпуса, Медницкий участок технологическая планировка, Захват – манипулятор для ремонта радиаторов (СБ), Спецификация, Технологическая карта, Экономика, Технико-экономическое обоснование, ПЗ

  53   218

В масштабе. чертежи, 3d модели, проекты – робот

Рейтинг: 500

Софт: AutoCAD 2022

Состав: 10 чертежей (Исследования, ПЗ, Иллюстратор, Компоновка, Спецификации, Алгоритм, Граф, Схема пневматическая, Математическое моделирование, Натурное моделирование, Робот промышленный покрасочный (СБ, Деталировка), Шкаф) , Диплом

  4   232

Видео работы

И, наконец, само видео работы манипулятора. На нем показано управление мышью, резисторами и по заранее записанной программе.

Механика

Для сборки необходимо вырезать детали из оргстекла толщиной 5мм:

… и 3мм:

С меня за резку всех этих деталей взяли около $10.

Основание монтируется на большом подшипнике:

Особенно трудно было продумать основание с точки зрения процесса сборки, но я подглядывал за инженерами из uArm. Качалки сидят на штифте диаметром 6мм. Надо отметить, что тяга локтя у меня держится на П-образном держателе, а у uFactory на Г-образном.

Захват собирается отдельно. Он может поворачиваться вокруг своей оси. Сама клешня сидит прямо на валу двигателя:

Особенности манипулятора

До появления uArm, настольные манипуляторы подобного класса выглядели достаточно уныло. У них либо не было электроники вообще, либо было какое-нибудь управление с резисторами, либо было свое проприетарное ПО. Во-вторых, они как правило не имели системы параллельных шарниров и сам захват менял свое положение в процессе работы. Если собрать все достоинства моего манипулятора, то получается достаточно длинный список:

  1. Система тяг, позволяющих разместить мощные я тяжелые двигатели в основании манипулятора, а также удерживающие захват параллельно или перпендикулярно основанию
  2. Простой набор комплектующих, которые легко купить или вырезать из оргстекла
  3. Подшипники почти во всех узлах манипулятора
  4. Простота сборки. Это оказалось действительно сложной задачей. Особенно трудно было продумать процесс сборки основания
  5. Положение захвата можно менять на 90 градусов
  6. Открытые исходники и документация. Все подготовлено в доступных форматах. Я дам ссылки для скачивания на 3D-модели, файлы для резки, список материалов, электронику и софт
  7. Arduino-совместимость. Есть много противников Arduino, но я считаю, что это возможность расширения аудитории. Профессионалы вполне могут написать свой софт на C — это же обычный контроллер от Atmel!
Смотрите про коптеры:  f11 sjrc на АлиЭкспресс — купить онлайн по выгодной цене

Пробы и ошибки

Начиная работать над чертежами, я хотел не просто повторить uArm, а улучшить его. Мне казалось, что в моих условиях вполне можно обойтись без подшипников. Так же мне не нравилось то, что электроника вращается вместе со всем манипулятором и хотелось упростить конструкцию нижней части шарнира. Плюс я начал рисовать его сразу немного меньше.

С такими входными параметрами я нарисовал первую версию. К сожалению, у меня не сохранилось фотографий той версии манипулятора (который был выполнен в желтом цвете). Ошибки в ней были просто эпичнейшие. Во-первых, ее было почти невозможно собрать. Как правило, механика которую я рисовал до манипулятора, была достаточно простая, и мне не приходилось задумываться о процессе сборки.

Но все-таки я его собрал и попробовал запустить, И рука почти не двигалась! Все детли крутились вокруг винтов и, сли я затягивал их так, чтобы было меньше люфтов, она не могла двигаться. Если ослаблял так, чтобы она могла двигаться, появлялись невероятные люфты. В итоге концепт не прожил и трех дней. И приступил к работе над второй версией манипулятора.

Красный был уже вполне пригоден к работе. Он нормально собирался и со смазкой мог двигаться. На нем я смог протестировать софт, но все-таки отсутствие подшипников и большие потери на разных тягах делали его очень слабым.

Затем я забросил работу над проектом на какое-то время, но вскоре принял решении довести его до ума. Я решил использовать более мощные и популярные сервоприводы, увеличить размер и добавить подшипники. Причем я решил, что не буду пытаться сделать сразу все идеально.

Я набросал чертежи на скорую руки, не вычерчивая красивых сопряжений и заказал резку из прозрачного оргстекла. На получившемся манипуляторе я смог отладить процесс сборки, выявил места, нуждающиеся в дополнительном укреплении, и научился использовать подшипники.

После того, как я вдоволь наигрался с прозрачным манипулятором, я засел за чертежи финальной белой версии. Итак, сейчас вся механика полностью отлажена, устраивает меня и готов заявить, что больше ничего не хочу менять в этой конструкции:

Меня удручает то, что я не смог привнести ничего принципиально нового в проект uArm. К тому времени, как я начал рисовать финальную версию, они уже выкатили 3D-модели на GrabCad. В итоге я только немного упростил клешню, подготовил файлы в удобном формате и применил очень простые и стандартные комплектующие.

Смотрите про коптеры:  Как спасатели ищут пропавших людей с помощью беспилотников?

Программирование

Самое интересное, это управление манипулятором с компьютера. У uArm есть удобное приложение для управления манипулятором и протокол для работы с ним. Компьютер отправляет в COM-порт 11 байт. Первый из них всегда 0xFF, второй 0xAA и некоторые из оставшихся — сигналы для сервоприводов.

Терминальная программа от uArm позволяет изменять пять параметров при управлении мышью. При движении мыши по поверхности изменяется положение манипулятора в плоскости XY. Вращение колесика — изменение высоты. ЛКМ/ПКМ — сжать/разжать клешню. ПКМ колесико — поворот захвата.

Проектирование промышленного робота манипулятора

Карагандинский государственный технический университет
Кафедра ТМ
Курсовой проект по дисциплине “Основы автоматики и автоматизации производственных процессов”
На тему: ” Проектирование промышленного робота манипулятора”
Караганда 2022

Исходные данные: деталь корпус – 3,7 кг, фрезерный станок, подвесной робот
В данной работе рассматривается подвесной робот манипулятор для фрезерных станков , с захватом руки для деталей массой не более 10 кг.

В течение длительного времени в различных отраслях производства сосуществовали, почти не смешиваясь и не влияя друг на друга, два разнородных вида производства.
Первый вид — это высокоавтоматизированное и высокоэффективное массовое производство, которое базируется на высокопроизводительных поточных и автоматических линиях, многопозиционном и многоинструментальным технологическом оборудовании. Широкомасштабная автоматизация автомобильной, тракторной, подшипниковой, часовой промышленности и других отраслей, начатая еще в 50-е годы, привела повсеместно к созданию «безлюдных» производств в масштабах участков и даже цехов. Однако такие производства до недавнего времени базировались в основном на специальном оборудовании, которое не обладало «гибкостью», способностью переналаживаться на выпуск разнообразной продукции. В результате при смене объектов производства подавляющая часть технологического оборудования, оснастка и инструменты списывались независимо от физического состояния.
Второй вид—это неавтоматизированное серийное и индивидуальное производство, которое всегда базировалось на универсальном технологическом оборудовании с ручным управлением, ручной или механизированной сборке, контроле, транспортировке и складировании изделий. Такое производство обладает высокой «гибкостью» с точки зрения выпуска разнообразнейшей продукции, однако малопроизводительно, требует непосредственного участия человека во всех элементах производственного процесса преимущественно на уровне ручного труда.

Состав: Робот манипулятор, захват руки, общий вид в цехе, спецификация, пояснительная записка. Язык документа

Смотрите про коптеры:  Топ-10 советских роботов — Robotoved

Софт: КОМПАС-3D 16

Робот-манипулятор. конструируем | робототехника королев ардуино мытищи щелково пущино серпухов

Добрались, наконец, до первого серьёзного (без кавычек) проекта в группе Ардуино (продолжающие). Делаем роборуку или робота-манипулятора

Поставили себе с учениками задачу – конструируем робота. Робот должен уметь хватать объекты-мишени на плоскости. Зона обслуживания – сектор в 180 градусов.

Определять координаты мишени можно будет сначала прямым указанием (создадим программу на компьютере в среде Processing, где мышкой можно будет указать точку в рабочей зоне), ну а следующий шаг – подключим веб-камеру и будем обрабатывать изображение с помощью цветового фильтра, который позволит выделить мишень характерного цвета для определения её координат.

Начнем с кинематической схемы и конструкции робота

Нарисовали схему с тремя степенями свободы — с ней проще будет рассчитать кинематику движения в дальнейшем (обойдемся теоремой косинусов) — собственно, есть звенья плеча и предплечья, а также схват. Ну и поворачивается вся эта конструкция на пятке

Нижнюю опору с пяткой решили сделать с настоящим металлическим подшипником (будет служить дополнительной опорой и не даст нагрузке срезать валик на нижнем серводвигателе), все остальные детали будем печатать на 3D-принтере

Электроника

Чтобы заставить руку работать достаточно всего навсего подключить пять сервоприводов к Arduino и подать на них питание с хорошего источника. У uArm использованы какие-то двигатели с обратной связью. Я поставил три обычных двигателя MG995 и два маленьких двигателя с металлическим редуктором для управления захватом.

Тут мое повествование тесно сплетается с предыдущими проектами. С некоторых пор я начал преподавать программирование Arduino и для этих целей даже подготовил свою Arduino-совместимую плату. С другой стороны как-то раз мне подвернулась возможность дешево изготовить платы (о чем я тоже писал).

Этот шилд на самом деле очень простой. На нем четыре переменных резистора, две кнопки, пять разъемов для сервопривода и разъем питания. Это очень удобно с точки зрения отладки. Можно загрузить тестовый скетч и записать какой-нибудь макрос для управления или что-нибудь вроде того.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector