Tensegrity or Double 5R Parallel Robot, 5 Axis (DOF) Murah, Sukar, Kawalan Gerak: 3 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Oleh DrewrtArtInventing.com Ikuti Lagi oleh pengarang:

Tentang: Selama sedekad yang lalu saya sangat prihatin dengan planet ini yang masih boleh dihuni di masa hadapan. Saya seorang seniman, pereka, pencipta, yang memfokuskan diri pada isu kelestarian. Saya telah menumpukan… Lebih Lanjut Mengenai Drewrt »

Saya harap anda akan berfikir bahawa ini adalah idea BESAR untuk hari anda! Ini adalah penyertaan dalam pertandingan Instructables Robotics yang ditutup pada 2 Disember 2019

Projek ini telah berjaya ke peringkat akhir penilaian, dan saya tidak sempat melakukan kemas kini yang saya mahukan! Saya telah bersinggungan dengan tangen yang berkaitan tetapi tidak secara langsung, lebih banyak lagi mengenai perkara itu. Ikuti saya! dan sila komen, saya adalah seorang pameran yang introvert sehingga saya suka melihat pemikiran anda

Juga, saya mengharapkan sedikit bantuan pada elektronik versi penghubung 5R projek saya, saya mempunyai kedua-dua Pi dan Arduino dan perisai pemandu untuknya, tetapi pengaturcaraannya agak melampaui saya. Ini di akhir ini.

Saya tidak meluangkan masa untuk ini, tetapi saya ingin mendapatkan unit yang saya cetak kepada seseorang yang mempunyai masa untuk mengusahakannya. Sekiranya anda menginginkannya, tinggalkan komen dan bersedia untuk membayar penghantaran. Termasuk papan yang dipasang juga, beratnya sekitar 2.5 kg. Saya akan menyediakan pelindung arduino dan motor, dan ia dilengkapi 5 servo. Sesiapa yang menginginkannya perlu membayar penghantaran dari Nelson BC.

Sekiranya anda berminat dengan Robot BIG, Robot CEPAT, dan Idea Baru, Baca

Ini menerangkan beberapa perkara yang saya rasa adalah cara baru untuk menjadikan robot, paksi, lengan, kaki, atau segmen robot 5 paksi sebagai Tensegrity atau sebagai versi Delta + Bipod kinematik 5R

Kaki 3 paksi, seperti yang digunakan pada Boston Dynamics Big Dog, membolehkan kaki diletakkan di ruang 3D, tetapi tidak dapat mengawal sudut kaki berbanding permukaan, jadi kaki sentiasa bulat, dan anda tidak boleh dengan mudah mempunyai jari kaki, atau cakar untuk menggali atau menstabilkan. Mendaki boleh menjadi sukar kerana kaki bulat secara semula jadi bergelombang ketika badan bergerak ke depan

Kaki 5 paksi boleh meletakkan dan menjaga "kaki" pada sudut yang dikehendaki, kerana badannya bergerak, pada titik mana pun dalam jarak kerjanya, jadi paksi 5 mempunyai daya tarikan yang lebih banyak, dan dapat memanjat atau bermanuver dengan lebih banyak pilihan penempatan kaki atau alat

Idea ini diharapkan dapat membolehkan anda melihat bagaimana membuat dan menggerakkan "kaki" 5 paksi di ruang 3 paksi (walaupun ia sangat besar), tanpa kaki itu sendiri membawa berat penggerak. Kaki sebagai sejenis ketegangan bertenaga, yang mungkin tidak mempunyai struktur seperti yang kita fikirkan secara umum, tidak ada engsel, tidak ada sendi, hanya derek berkuasa

"Kaki" ringan dapat digerakkan dengan sangat cepat dan lancar, dengan daya tindak balas inersia yang lebih rendah untuk dikendalikan daripada kaki yang berat dan semua bergantung, dengan motor penggeraknya terpasang padanya

Daya penggerak diedarkan secara meluas, sehingga anggota badan boleh menjadi sangat ringan, kaku, dan tahan dalam keadaan beban yang berlebihan serta tidak memaksakan beban titik besar pada struktur pemasangannya. Struktur segitiga (sejenis engsel bertenaga selari), menjadikan semua daya pada sistem sejajar dengan penggerak, memungkinkan sistem 5 paksi yang sangat kaku dan ringan

Pada peringkat seterusnya untuk mengeluarkan idea ini, yang dapat dipelajari atau 2 dari sini, saya akan menunjukkan beberapa cara untuk menambahkan pergelangan kaki 3 paksi yang dikuasakan, dengan kekuatan dan jisim paksi tambahan juga pada badan, bukan anggota badan. "Pergelangan kaki" akan dapat memutar kiri dan kanan, memiringkan kaki atau cakar ke atas dan ke bawah, dan membuka dan menutup kaki atau cakar 3 titik. (8 Paksi atau DOF)

Saya mencapai semua ini melalui belajar dan memikirkan Tensegrity, jadi saya akan meluangkan masa untuk membincangkan perkara di bawah

Tensegrity adalah cara yang berbeza untuk melihat struktur

Dari Wikipedia "Ketegangan, integriti dimensi atau pemampatan terapung adalah prinsip struktur berdasarkan penggunaan komponen terpencil dalam pemampatan di dalam jaring ketegangan berterusan, sedemikian rupa sehingga anggota yang dimampatkan (biasanya batang atau penyangga) tidak saling menyentuh dan anggota tegang prategasan (biasanya kabel atau tendon) menggambarkan sistem secara spasial. [1]"

Tensegrity mungkin merupakan sistem struktur asas untuk anatomi berkembang kita, dari sel hingga vertebra, prinsip-prinsip tensegrity sepertinya terlibat, terutama dalam sistem yang berkaitan dengan gerakan. Tensegrity telah menjadi kajian Pakar Bedah, pakar biomekanis dan robotik NASA, ingin memahami bagaimana kita bekerja, dan bagaimana mesin dapat memperoleh beberapa ketahanan, kecekapan, dan struktur kasar kita yang ringan.

Salah satu model tulang belakang awal Tom Flemon

Saya bernasib baik kerana pernah tinggal di Salt Spring Island dengan salah satu sumber hebat dunia mengenai Tensegrity, Penyelidik dan pencipta Tom Flemons.

Tom meninggal hampir setahun yang lalu, dan laman webnya masih dikekalkan untuk menghormatinya. Ia adalah sumber yang baik untuk Tensegrity secara umum, dan terutama untuk Tensegrity dan Anatomi.

intensiondesigns.ca

Tom menolong saya untuk melihat bahawa ada ruang untuk lebih banyak orang untuk bekerja bagaimana menerapkan ketegangan pada kehidupan kita, dan dengan menggunakan prinsip-prinsipnya untuk mengurangkan struktur kepada komponennya yang minimum, kita dapat memiliki sistem yang lebih ringan, lebih tangguh, dan fleksibel.

Pada tahun 2005, semasa bercakap dengan Tom, saya mengemukakan idea untuk anggota badan robot berdasarkan tegangan yang dapat dikawal. Saya sibuk dengan perkara-perkara lain, tetapi menulis ringkas mengenai perkara itu, kerana kebanyakan nota saya. Saya tidak menyebarkannya secara meluas, dan kebanyakannya hanya meresap sejak itu dengan saya kadang-kadang membincangkannya dengan orang.

Saya telah memutuskan bahawa kerana sebahagian daripada masalah saya dalam mengembangkannya lebih jauh adalah bahawa saya tidak banyak pengaturcara, dan agar bermanfaat, ia harus diprogramkan. Oleh itu, saya telah memutuskan untuk melancarkannya secara terbuka, dengan harapan orang lain dapat menggunakannya dan menggunakannya.

Pada tahun 2015, saya cuba membina sistem ketegangan winched yang dikawal oleh Arduino, tetapi kedua-dua kemahiran pengaturcaraan saya tidak sesuai, sistem mekanikal yang saya gunakan kurang berupaya, antara lain. Satu masalah besar yang saya dapati adalah bahawa dalam versi tensegrity yang didorong oleh kabel, sistem perlu mengekalkan ketegangan, jadi servo sentiasa memuat satu sama lain dan perlu sangat tepat. Tidak mungkin dengan sistem yang saya cuba, sebahagiannya kerana ketidaktepatan servo RC menjadikannya sukar untuk mempunyai 6 persetujuan secara konsisten. Oleh itu, saya mengetepikannya selama beberapa tahun…. Kemudian

Januari lalu semasa saya berusaha meningkatkan kemahiran membuat Autodesk 360 Fusion, dan mencari projek untuk dibina dengan pencetak 3D saya, saya mula memikirkannya lagi, dengan lebih serius. Saya telah membaca pengaktifan robotik kabel dan memprogramkannya masih kelihatan seperti sesuatu yang lebih kompleks daripada yang dapat saya atasi. Dan KEMUDIAN pada musim panas ini, setelah melihat banyak robot delta dan sistem gerakan selari 5R, saya menyedari bahawa ia boleh digabungkan, dan ia akan menjadi cara lain, bukan tensegral, untuk merealisasikan pergerakan paksi 5+ yang saya bayangkan dalam robot ketegangan saya. Ini juga dapat dilakukan dengan servo RC kerana tidak ada pekerjaan servo yang bertentangan dengan yang lain, jadi ketidaktepatan posisi tidak akan mematikannya.

Dalam arahan ini saya akan membincangkan kedua-dua sistem tersebut. Tensegral, dan selari 5R kembar. Pada akhirnya, pada saat peraduan selesai, saya akan mempunyai semua fail yang boleh dicetak untuk anggota kembar 5R ART, termasuk di sini.

Saya juga akan memasukkan bahagian yang boleh dicetak 3D untuk versi Tensegral simulator robot anggota badan ART saya. Saya ingin mendengar daripada orang-orang yang berfikir bahawa mereka boleh membuat win dan kawalan untuk membuat unit berkuasa. Pada tahap ini, mereka mungkin berada di luar jangkauan saya, tetapi didorong oleh kabel, sistem berdasarkan Tensegrity cenderung lebih ringan, lebih cepat dan mempunyai bahagian yang lebih rendah, serta lebih tahan semasa beban berlebihan dan kemalangan. Saya rasa mereka memerlukan strategi kawalan yang jauh lebih dinamik, dengan sistem mungkin berfungsi paling baik dengan maklum balas kedudukan dan beban.

Sebagai alternatif, anggota badan ART sebagai selari 5R berlapis atau berkembar, yang saya jelaskan di hujung sini tidak memerlukan penggerak untuk bekerja dengan yang lain sehingga akan lebih toleran terhadap kesalahan kedudukan, dan ia mengurangkan bilangan penggerak minimum dari 6- 8 hingga 5. Akhirnya saya akan membina beberapa versi kedua-duanya, dan menggunakannya untuk membina Mecha berjalan kaki saya sendiri, tetapi itu untuk kemudian…. Untuk sekarang…..

Langkah 1: Robot Ketegaran Dari Sepasang Tetrahedron yang Tercermin?

Mengapa Ketegangan?

Apa kelebihan kaki digantung dalam jaring ketegangan dengan winch berketepatan berkelajuan tinggi?

CEPAT, BERKESAN, KOS RENDAH,

Dalam reka bentuk ketika anda harus memindahkan sesuatu dari A ke B, anda sering mempunyai pilihan, mendorong objek, atau menarik objek. Sesuatu yang ditunjukkan oleh pereka seperti Buckminster Fuller adalah terdapat beberapa faedah besar untuk menarik diri. Walaupun Bucky terkenal dengan kubahnya, bangunannya yang tahan gempa kemudiannya adalah menara teras konkrit, dengan lantai diatur untuk digantung dari cendawan seperti atas.

Elemen ketegangan menarik, seperti kabel atau rantai, mereka melarikan diri daripada harus membawa beban geser yang mendorong (atau mampatan) elemen menghadap dan kerana itu mereka boleh menjadi lebih ringan. Silinder hidraulik dan alat untuk mengangkat lif mungkin beratnya 50 nada, di mana sistem kabel hanya seberat 1.

Oleh itu, kaki atau anggota badan Tensegral boleh cepat, ringan dan kaku, dan masih tahan terhadap beban berlebihan di semua paksi.

Langkah 2:

Apakah geometri yang ideal? Mengapa Segitiga Bertindih? Berapa Banyak Kabel?

Dengan geometri tensegrity bertindih ini, gerakan yang lebih luas dapat dibuat. Dalam contoh berwarna oren ini, saya menggunakan piramid pantulan (4 garis kawalan setiap hujung) sebagai struktur, bukannya tetrahedron yang dipantulkan yang saya gunakan dalam contoh berwarna merah jambu, 8 kabel dan bukannya 6. Peningkatan menjadi empat titik tambatan untuk setiap hujung (pada kedudukan 12, 3, 6, 9) memberikan kawasan gerakan yang lebih besar. Dalam geometri merah jambu 3 titik tambatan, terdapat lebih banyak keunikan apabila boom dapat "muncul" keluar dari kawasan terkawal. Menambah bilangan titik tambatan juga dapat membina kelebihan.

Langkah 3: Delta Plus Bipod = 5 Axis Leg

Sepasang Robot Selari 5R + Satu lagi = pergerakan 5 paksi

Apa yang saya lihat ialah untuk mengendalikan "kaki" paksi 5, mekanisme mudah adalah menggunakan sepasang jalinan 5R bebas, dan juga pautan tunggal ke-5 untuk memiringkan sepasang pautan 5R secara terkawal.

Saya mempunyai banyak lagi untuk ditambahkan, tetapi saya ingin mendapatkannya di luar sana supaya saya mendapat maklum balas mengenainya.

Naib Johan dalam Peraduan Robotik