Robot paralel Tensegrity sau Double 5R, 5 axe (DOF) Ieftin, dur, control al mișcării: 3 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

De DrewrtArtInventing.com Urmăriți mai multe de la autor:

Despre: În ultimul deceniu sau cam așa am fost foarte îngrijorat de faptul că planeta rămâne locuibilă în viitorul previzibil. Sunt un artist, designer, inventator, care se concentrează pe probleme de durabilitate. M-am concentrat … Mai multe despre Drewrt »

Sper că veți crede că aceasta este ideea MARE pentru ziua voastră! Aceasta este o intrare în concursul Instructables Robotics care se încheie pe 2 decembrie 2019

Proiectul a ajuns la runda finală de jurizare și nu am avut timp să fac actualizările dorite! M-am confruntat cu o tangență care este legată, dar nu direct, și mai multe despre asta. Pentru a ține pasul Urmează-mă! și vă rog să comentați, sunt un expoziționist introvertit, așa că îmi place să văd gândurile

De asemenea, sper să mă ajut cu privire la electronica versiunii de legătură 5R a proiectului meu, am atât Pi, cât și Arduino, precum și un scut pentru driver, dar programarea este un pic dincolo de mine. Este la sfârșitul acestui lucru.

Nu am petrecut timp, dar mi-ar plăcea să primesc unitatea pe care am imprimat-o în cineva care are timp să lucreze la mâinile sale. Dacă doriți, lăsați un comentariu și fiți gata să plătiți transportul. Inclusiv placa este montată și are aproximativ 2,5 kg. Voi furniza un scut arduino și motor și are 5 servo montate. Oricine o dorește va trebui să plătească transportul de la Nelson BC.

Dacă sunteți interesat de roboți mari, roboți FAST și idei noi, citiți mai departe

Aceasta descrie câteva dintre ceea ce cred că sunt noi modalități de a face un robot, brațul, piciorul sau segmentul cu 5 axe ca Tensegrity sau ca versiune Delta + Bipod a cinematicii 5R

Membrele cu 3 axe, cum sunt folosite pe Boston Dynamics Big Dog, permit plasarea unui picior în spațiul 3D, dar nu poate controla unghiul piciorului față de suprafață, astfel încât picioarele sunt întotdeauna rotunde și nu puteți ușor au degetele de la picioare sau gheare pentru a sapa sau stabiliza. Urcarea poate fi dificilă, deoarece piciorul rotund se rostogolește în mod natural atunci când corpul se mișcă înainte

Un membru cu 5 axe poate plasa și menține „piciorul” în orice unghi dorit, pe măsură ce corpul se mișcă, în orice punct din raza sa de lucru, astfel încât axa 5 are mai multă tracțiune și poate urca sau manevra cu mai multe opțiuni de plasare a piciorului sau a sculei

Aceste idei vă vor permite, sperăm, să vedeți cum să creați și să manevrați un „picior” cu 5 axe în spațiu pe 3 axe (chiar dacă este foarte mare), fără ca piciorul însuși să poarte greutatea actuatorilor. Un picior ca un fel de tensegrity alimentat, care poate să nu aibă o structură așa cum ne gândim în general, fără balamale, fără articulații, doar trolii cu motor

„Piciorul” ușor poate fi deplasat foarte repede și lin, cu forțe de reacție inerțiale mai mici de gestionat decât un picior greu și toate balamalele, cu motoarele sale de acționare atașate la acesta

Forțele de acționare sunt distribuite pe scară largă, astfel încât membrul poate fi foarte ușor, rigid și poate fi rezistent în situații de supraîncărcare, precum și să nu impună sarcini punctuale mari asupra structurii sale de montare. Structura triunghiulară (un fel de balamale paralele, alimentate), aduce toate forțele sistemului în aliniament cu actuatoarele, permițând un sistem foarte rigid și ușor pe 5 axe

În următoarea etapă a lansării acestei idei, un instructiv sau 2 de aici, voi arăta câteva modalități de a adăuga o gleznă cu 3 axe, cu puterea și masa axei adăugate, de asemenea, pe corp, nu pe membru. „Glezna” va putea să se rotească la stânga și la dreapta, să încline un picior sau o gheară în sus și în jos și să deschidă și să închidă gheara piciorului sau cu 3 puncte. (8 axe sau DOF)

Am ajuns la toate acestea prin învățarea și gândirea la Tensegrity, așa că voi petrece un moment trecând în revistă mai jos

Tensegrity este un mod diferit de a privi structura

Din Wikipedia „Tensegrity, integritatea tensională sau compresia plutitoare este un principiu structural bazat pe utilizarea componentelor izolate în compresie într-o plasă de tensiune continuă, în așa fel încât elementele comprimate (de obicei bare sau bare) să nu se atingă și elementele tensionate pretensionate (de obicei cabluri sau tendoane) delimitează sistemul spațial. [1]"

Tensegritatea poate fi sistemul structural de bază pentru anatomia noastră evoluată, de la celule până la vertebre, principiile tensegrității par a fi implicate, în special în sistemele în care este vorba de mișcare. Tensegrity a devenit studiul chirurgilor, biomecanicianului și robotistului NASA, căutând să înțeleagă atât modul în care funcționăm, cât și modul în care mașinile pot obține o parte din rezistența, eficiența și structura robustă ușoară.

Unul dintre primele modele ale coloanei vertebrale ale lui Tom Flemon

Sunt norocos că am trăit pe Salt Spring Island cu una dintre resursele mari ale lumii despre Tensegrity, cercetătorul și inventatorul Tom Flemons.

Tom a trecut aproape exact acum un an, iar site-ul său web este încă menținut în onoarea sa. Este o resursă excelentă pentru Tensegrity în general și mai ales pentru Tensegrity și Anatomy.

intensiondesigns.ca

Tom m-a ajutat să văd că există loc pentru ca mai mulți oameni să lucreze la modul de aplicare a tensegrity în viața noastră și, folosind principiile sale de reducere a structurii la componentele sale minime, am putea avea sisteme mai ușoare, mai rezistente și mai flexibile.

În 2005, vorbind cu Tom, am venit cu o idee pentru un membru robotizat bazat pe tensegrity controlabil. Eram ocupat cu alte lucruri, dar am scris o scurtă scurtă descriere, în special pentru notele mele. Nu l-am vehiculat foarte mult și, de cele mai multe ori, este pur și simplu percolat de atunci, cu mine vorbind ocazional cu oamenii.

Am decis că, întrucât o parte a problemei mele în dezvoltarea acesteia este că nu prea sunt un programator și, pentru a fi util, trebuie să fie programat. Așa că am decis să îl lansez public, în speranța că alții vor urca la bord și îl vor folosi.

În 2015, am încercat să construiesc un sistem de tensegritate cu troliu controlat de Arduino, dar ambele abilități de programare nu erau la îndemână, sistemul mecanic pe care l-am folosit era insuficient, printre alte probleme. O mare problemă pe care am găsit-o este că, într-o versiune de cablu tensegrity, sistemul trebuie să mențină tensiunea, astfel încât servo-urile se încarcă constant reciproc și trebuie să fie foarte precise. Nu a fost posibil cu sistemul pe care l-am încercat, parțial pentru că inexactitatea servo-urilor RC face dificil să ai 6 în mod constant de acord. Așa că l-am lăsat deoparte câțiva ani …. Atunci

În ianuarie trecut, în timp ce lucram la modernizarea abilităților de redactare Autodesk 360 Fusion și căutam proiecte de construit cu imprimanta mea 3D, am început să mă gândesc din nou la asta, mai serios. Am citit despre acționarea robotică prin cablu și le-am programat păreau să fie ceva mai complex decât puteam să mă descurc. ȘI APOI vara aceasta, după ce m-am uitat la mulți roboți delta și sisteme de mișcare paralelă 5R, mi-am dat seama că ar putea fi combinate și ar fi un alt mod, non-tensegral, de a realiza mișcarea pe 5 axe pe care mi-o imaginasem în robotul meu tensegrity.. De asemenea, ar fi posibil cu servo-urile RC, deoarece niciunul dintre servere nu funcționează în opoziție cu altul, astfel încât inexactitatea poziției nu l-ar închide.

În acest instructable voi vorbi despre ambele sisteme. Tensegralul și paralelul 5R gemeni. La sfârșit, până la finalizarea concursului, voi avea toate fișierele tipărite pentru membrele twin 5R ART, incluse aici.

Voi include, de asemenea, părțile printabile 3D pentru versiunea Tensegral a simulatorului meu robot ART membr. Mi-ar plăcea să aud de la oameni care cred că pot rezolva troliile și comenzile pentru a face o unitate electrică. În acest stadiu, s-ar putea să fie dincolo de mine, dar sistemele bazate pe cablu, bazate pe Tensegrity, vor fi mai ușoare, mai rapide și vor avea un număr mai mic de părți, precum și vor fi mai rezistente în timpul supraîncărcărilor și blocărilor. Cred că vor necesita strategii de control mult mai dinamice, sistemul funcționând probabil cel mai bine atât cu feedback de poziție, cât și de încărcare.

Alternativa, membrul ART ca o paralelă 5R stratificată sau dublă, pe care o descriu la sfârșit aici, nu necesită niciun actuator pentru a lucra împotriva altuia, așa că va fi mai tolerant la eroarea de poziție și reduce numărul minim de actuatori de la 6- 8 până la 5. În cele din urmă, voi construi mai multe versiuni ale ambelor și le voi folosi pentru a-mi construi propriul Mecha ambulant, dar asta pentru mai târziu … Deocamdata…..

Pasul 1: Un robot Tensegrity dintr-o pereche reflectată de tetraedru?

De ce Tensegrity?

Care sunt avantajele de a avea un picior suspendat într-o plasă de tensiune de trolii de mare viteză de precizie?

RAPID, EFICIENT, COST MIC,

În proiectare, atunci când trebuie să mutați ceva de la A la B, de multe ori aveți de ales, împingeți obiectul sau trageți obiectul. Ceva pe care designerii, cum ar fi Buckminster Fuller, l-au arătat, este că există câteva beneficii mari pentru a trage peste împingere. Deși Bucky este cunoscut pentru domurile sale, clădirile sale rezistente la cutremur au fost cel mai adesea turnuri de miez de beton, cu podelele aranjate pentru a fi agățate de o ciupercă ca vârful.

Elementele de tensiune trag, ca un cablu sau un lanț, acestea scapă de nevoia de a transporta încărcăturile de flambaj cu care se confruntă elementele de împingere (sau de compresie) și, din acest motiv, pot fi mult mai ușoare. Un cilindru hidraulic și un aparat pentru ridicarea unui lift ar putea cântări 50 de tone, în cazul în care un sistem de cabluri ar putea cântări doar 1.

Deci, un picior sau membru Tensegral poate fi rapid, ușor și rigid și poate fi în continuare rezistent la supraîncărcare pe toate axele.

Pasul 2:

Care este geometria ideală? De ce triunghiurile suprapuse? Câte cabluri?

Cu această geometrie tensegrity suprapusă se poate crea o gamă mai largă de mișcare. În acest exemplu de culoare portocalie am folosit piramide reflectate (4 linii de control pe capăt) ca structură, în loc de tetraedrele reflectate pe care le-am folosit în exemplul de culoare roz, 8 cabluri în loc de 6. Creșterea la patru puncte de ancorare pentru fiecare capăt (la pozițiile 12, 3, 6, 9) dau o zonă mai mare de mișcare. În geometria roz de 3 puncte de ancorare, există mai multe singularități posibile în care brațul poate „ieși” din zona controlată. Creșterea numărului de puncte de ancorare ar putea crea, de asemenea, redundanță.

Pasul 3: Delta Plus Bipod = 5 Axis Leg

O pereche de roboți paraleli 5R + încă o mișcare = 5 axe

Ceea ce am văzut este că, pentru controlul unui „picior” cu 5 axe, un mecanism simplu constă în utilizarea unei perechi de legături 5R independente, precum și a unei a cincea legături simple pentru a înclina controlabil perechea de legături 5R.

Mai am de adăugat o grămadă de lucruri, dar am vrut să fac asta pentru a putea primi feedback despre asta.

Locul doi în concursul de robotică