Einen kleinen Delta-Roboter bauen – wikiHow

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Ein "Delta-Roboter", auch bekannt als "Parallel-Manipulator", ist ein Roboter, der mehrere Arme verwendet, um einen Aktuator zu bewegen. Man kennt sie vielleicht von Pick-and-Place-Maschinen ebenso wie von den Delta-3D-Druckern.

Der Vorteil eines Delta-Parallelroboters besteht darin, dass sich die schweren Antriebsmotoren normalerweise an einer Basis befinden, was das Gewicht des sich bewegenden Materials verringert, was diesen Robotertyp sehr schnell macht. Einige können 300 Teile pro Minute aufnehmen und platzieren! Eine Eigenschaft der speziellen "Parallel"-Version besteht darin, dass sie Parallelogramme verwendet, um die bewegte Plattform immer in der gleichen Ausrichtung zu halten.

Ich beschloss, einen kleinen, sogar winzigen Delta-Roboter zu bauen. Meine Motivation ist, Spaß an der Kunst des Bastelns zu haben, meinen Kindern Technik und Kreativität zu zeigen und meine Frau zum Kopfschütteln zu bringen. Und nur weil ich es kann (oder denke, dass ich es kann). Soweit ich das beurteilen kann, gibt es für diesen Roboter wirklich keine Verwendung.

Wenn ich „klein“sage, meine ich, dass die beweglichen Teile winzig sein werden: Die maximale Reichweite beträgt etwa 30 mm. Die Motoren, die die Arme und den Aktuator antreiben, werden relativ groß sein:-)

Viel Spaß beim Lesen und evtl. Nachmachen - oder noch kleiner!

Und wenn Sie eine gute Idee für eine kommerzielle Anwendung haben, reden wir übers Geschäft;-)

Schritt 1: Schritt 1: Herstellung der Arme

Jeder Arm eines Delta-/Parallelroboters besteht normalerweise aus einem einzelnen „Oberarm“und einem doppelten „Unterarm“. Die beiden Teile des Unterarms bilden ein Parallelogramm. Drei dieser Sets befestigen die Plattform an der Basis. Wenn die Motoren einen Arm drehen, bewegen sich die Parallelogramme mit und stellen sicher, dass die Plattform dieselbe Ausrichtung behält. Es ist erforderlich, dass die Gelenke „Kugelgelenke“sind, damit sie sich in alle Richtungen bewegen können.

Lassen Sie uns die Arme machen.

Die kleinen Kugelgelenke können nicht in winzigen Größen bezogen werden, also machen wir sie. Ich habe sie mit sogenannten "Perlenverbindern" aus der Schmuckschachtel meiner Frau erstellt. Ich habe Stecker aus Kupfer verwendet, damit das Löten einfach ist. Löten Sie zwei wie auf dem Bild zusammen, um eine Verbindung herzustellen.

Verwenden Sie 2 mm Metallstab, um die Oberarme zu machen. Beginnen Sie mit einem Stück von ca. 60 mm. Biegen Sie ein Ende von etwa 10 mm auf 90 Grad. Schleifen Sie das Ende des langen Teils so, dass es wie ein Flachkopfschraubendreher aussieht - dieses Ende geht in das Servo. Bohren Sie ein 1mm Loch durch das 10mm Ende (siehe Bild für Orientierung) und schieben Sie einen ~10mm x 1mm Metallstab durch - mit Kleber fixieren. Kleben Sie nun auf jedes Ende des 1mm Stabes eine Perle.

Im nächsten Schritt können Sie die Wulstverbinder über die Wulst falten, et voilà (wie man in den Niederlanden sagt): ein winziges Kugelgelenk!

Machen Sie nun drei Arme, so dass Sie drei Metallstäbe biegen müssen, und aus 12 Perlenverbindern können Sie die 6 Teile für die Unterarme herstellen.

Schritt 2: Schritt 2: Machen Sie die Plattform

Die Plattform - das Teil, das sich bewegen wird - hat drei Sätze von Kugelgelenken.

Biegen Sie zuerst ein Stück in einem 120-Grad-Winkel. Löten Sie ein zweites Stück darauf, so dass Sie einen dreizackigen Stern erhalten.

Bohren Sie Löcher für die dünneren Metallstangen, die die anderen Kugelgelenke bilden. Stellen Sie sicher, dass die Perlen den gleichen Abstand wie die Perlen im vorherigen Schritt haben! Genauigkeit ist wichtig; in dieser Phase schlampig zu sein hat zur Folge, dass die Verschiebung schwer zu berechnen ist:-)

Auf der 'unteren' Seite der Plattform habe ich eine M3-Schraube montiert, mit der ich später den Greifer gemacht habe.

Schritt 3: Schritt 3: Machen Sie die Basis

Die Basis kann eine einfache Holzplatte sein - MDF lässt sich gut verarbeiten. Ein Dreieck (60-Grad-Ecken) ist schön für das Auge. Ich habe ein dreieckiges Loch hineingemacht, um von oben sehen zu können, aber das ist nicht notwendig.

Machen Sie drei Blöcke aus Holz oder Kunststoff von ca. 15x15x15 mm - die Höhe muss so sein, dass in der Höhe der Servomitte Platz ist, um ein Loch zu bohren, wenn es auf dem Sockel montiert ist - das Bild sagt am meisten.

Bohren Sie Löcher, um die 2 mm großen Oberarme sauber zu befestigen (sie sollten sich mit etwas Reibung drehen können) und kleben Sie die Blöcke auf die Grundplatte. Positionieren Sie die Blöcke und Arme wie in der Abbildung dargestellt: Wenn der Oberarm flach ist, sollte sich der Mittelpunkt zwischen den Kugeln in der Mitte des Roboters befinden.

Fast fertig!

Schritt 4: Schritt 4: Montage der Arme und der Plattform

Befestigen Sie nun die Wulstverbinder über den Basissicken und den Plattformsicken. Sie können die Plattform jetzt schon von Hand bewegen und sehen, wie sich die Achsen der Oberarme drehen. Sie können die Oberarme auch von Hand drehen, um zu sehen, wie die Plattform reagiert.

Positionieren Sie die drei Servos (ich habe 'Mini-Servos') auf der Basis. Drücken Sie die 'Schraubendreherköpfe' der Oberarme in die Öffnung des Geschäftsendes des Servos.

Zur Fixierung der Servos habe ich kleine Klebeklammern mit den Längsseiten nach oben verwendet: einfaches Umpositionieren beim Aufstellen, und sie stellen die Beine des Roboters bereit, wenn Sie den Roboter so drehen, dass der Aktuator nach unten zeigt. Bewegen Sie die Servos, bis sich die Plattform gut bewegt und jedes Servo die gleiche Wirkung auf die Plattform hat.

Schauen Sie sich auch die Reichweite jedes Servos / Oberarms an: Sie können nicht "ganz" gehen.

Der mechanische Delta-/Parallelteil des Roboters ist fertig!

Schritt 5: Schritt 5: Steuerung

Sie können jetzt Ihren bevorzugten Mikrocontroller verwenden, um die Servos zu steuern. Ein Arduino, ein Parallax-Propeller, alles, was für Sie am besten funktioniert. Ich habe ein Demoprogramm in Spin für den Propeller geschrieben, nur weil ich eines zur Verfügung hatte und meine Arduinos "beschäftigt" waren:-).

Das Video zeigt diese Demo: einige langsame Bewegungen der einzelnen Servos und die schnellste kreisförmige Bewegung demonstrieren die potenzielle Leistung dieses Robotertyps (wenn Sie eine Anwendung für einen dieser Größe finden…:-))

Angehängt sind die Spin-Dateien, die die Demo enthalten.

Schritt 6: Schritt 6: ein Manipulator

Ein Roboterarm, der sich nur wie ein Ehemann in der Nähe der Umkleidekabinen bewegt, ist nutzlos. Lassen Sie uns einen Manipulator anbringen: einen Greifer, um Gegenstände aufzunehmen. Ich habe einen einfachen leichten Greifer hergestellt, indem ich das Steuerservo und die Plattform trennte.

Der Greifer wird hergestellt, indem ein Stück dünnes Plastik in eine U-Form gefaltet wird. Bohren Sie ein Loch in die Mitte, so dass Sie es oben auf der Schraube montieren können, die wir an der Plattform befestigt haben. Befestigen Sie es mit zwei Schrauben.

Um das Servo aus der Ferne statt auf der Plattform zu verwenden, verwende ich einen Draht in einem Rohr wie Bremsen an einem Fahrrad. Nehmen Sie einen dünnen Schlauch (zB aus einer elektrischen Verkabelung) und schieben Sie einen steifen Draht hindurch. Machen Sie zwei kleine Löcher in den Greifer und schieben Sie den Draht durch und machen Sie einen Knoten auf der anderen Seite. Wenn Sie nun am Draht ziehen, schließt sich der Greifer.

Irgendwo auf der Grundplatte ein weiteres Servo montieren und das Rohr in der Nähe fixieren. Stellen Sie es so ein, dass das Servo am Draht ziehen kann, während das Rohr still bleibt.

Fertig!

Schritt 7: Schritt 7: Vollständige Demo

Erleben Sie jetzt die Kraft dieses voll bewaffneten und einsatzbereiten Delta-Roboters.

Ich habe meinen neuen Diener mit der wichtigen Aufgabe beauftragt, eine M2-Nuss aufzuheben, sie herumzuschwingen und sie wieder an genau der gleichen Stelle zu platzieren. Wie bereits erwähnt, bin ich offen für geschäftliche Angebote.

Ich hoffe, Sie mögen das anweisbare und werden inspiriert, einen noch kleineren Delta-Roboter zu machen.

Hat jemand eine Idee, wie man kleinere Kugelgelenke herstellen kann? Irgendwelche Ideen für eine Verwendung? Vielleicht mit einem anderen Antrieb? Eine Nadel, ein Bohrer, ein Stift?