Robot paralel Tensegrity ose Double 5R, 5 Bosht (DOF) i lirë, i ashpër, kontroll i lëvizjes: 3 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Nga DrewrtArtInventing.com Ndiqni më shumë nga autori:

Rreth: Për dekadën e fundit apo më shumë unë kam qenë shumë i shqetësuar për planetin që mbetet i banueshëm në të ardhmen e parashikueshme. Unë jam një artist, stilist, shpikës, i cili është i fokusuar në çështjet e qëndrueshmërisë. Unë jam përqendruar… Më shumë rreth Drewrt »

Shpresoj se do të mendoni se kjo është ideja e madhe për ditën tuaj! Ky është një hyrje në konkursin Instructables Robotics që mbyllet më 2 Dhjetor 2019

Projekti ka arritur në raundin e fundit të gjykimit, dhe unë nuk kam pasur kohë për të bërë përditësimet që doja! Kam shkuar në një tangente që lidhet, por jo drejtpërdrejt, më shumë për të ardhur. Për të vazhduar më ndiqni! dhe ju lutem komentoni, unë jam një ekspozicionist introvert kështu që më pëlqen të shoh mendimet tuaja

Gjithashtu, unë shpresoj për ndonjë ndihmë në elektronikën e versionit 5R të lidhjes së projektit tim, kam Pi dhe Arduino dhe një mburojë shoferi për të, por programimi është pak përtej meje. Atshtë në fund të kësaj.

Unë nuk kam shpenzuar kohë për këtë, por do të doja të merrja njësinë që kam shtypur tek dikush që ka kohë për të punuar në duart e tij. Nëse e dëshironi, lini një koment dhe jini gati të paguani transportin. Duke përfshirë bordin është montuar gjithashtu, është rreth 2.5 kg. Unë do të furnizoj një arduino dhe një mburojë motorike, dhe është instaluar 5 servo. Kushdo që e dëshiron atë do të duhet të paguajë transportin nga Nelson BC.

Nëse jeni të interesuar për robotët e mëdhenj, robotët e shpejtë dhe idetë e reja, lexoni !

Kjo përshkruan disa nga ato që unë mendoj se janë mënyra të reja për të bërë një gjymtyrë, krah, këmbë ose segment të robotit me 5 boshte si një Tensegrity ose si një version Delta+Bipod i kinematikës 5R

Gjymtyrët me 3 boshte, si të përdorura në Boston Dynamics Big Dog, lejojnë që një këmbë të vendoset në hapësirën 3D, por nuk mund të kontrollojë këndin e këmbës në raport me sipërfaqen, kështu që këmbët janë gjithmonë të rrumbullakëta, dhe ju nuk mundeni lehtë kanë gishtërinj, ose kthetra për të gërmuar ose stabilizuar. Ngjitja mund të jetë e ndërlikuar pasi këmba e rrumbullakët rrotullohet natyrshëm kur trupi lëviz përpara

Një gjymtyrë me 5 boshte mund të vendosë dhe mbajë "këmbën" e tij në çdo kënd të dëshiruar, ndërsa trupi i tij lëviz, në çdo pikë brenda intervalit të tij të punës, kështu që 5 akset kanë më shumë tërheqje dhe mund të ngjiten ose manovrojnë me më shumë mundësi për vendosjen e këmbëve ose mjeteve

Këto ide me shpresë do t'ju lejojnë të shihni se si të krijoni dhe manovroni një "këmbë" me 5 boshte në hapësirën me 3 boshte (edhe nëse është shumë e madhe), pa pasur që këmba të mbajë vetë peshën e aktivizuesve. Një këmbë si një lloj tendosshmërie e fuqizuar, e cila mund të mos ketë strukturë siç e mendojmë në përgjithësi, pa varen, pa nyje, vetëm çikrikë me energji

"Këmba" e lehtë mund të lëvizet shumë shpejt dhe pa probleme, me forca reagimi inerciale më të ulëta për të menaxhuar sesa një këmbë e rëndë dhe të gjitha varet, me motorët lëvizës të bashkangjitur në të

Forcat e aktivizimit janë të shpërndara gjerësisht, kështu që gjymtyrët mund të jenë shumë të lehta, të ngurta dhe të jenë elastike në situata të mbingarkesës, si dhe të mos imponojnë ngarkesa të mëdha pike në strukturën e saj të montimit. Struktura trekëndëshe (një lloj mentele paralele, e mundësuar), sjell të gjitha forcat në sistem në një linjë me aktivizuesit, duke lejuar një sistem shumë të ngurtë dhe të lehtë me 5 boshte

Në fazën tjetër të lëshimit të kësaj ideje, një udhëzuese ose 2 nga këtu, unë do të tregoj disa mënyra për të shtuar një kyçin e këmbës me 3 boshte, me fuqinë dhe masën e boshtit të shtuar gjithashtu në trup, jo në gjymtyrë. "Kyçi i këmbës" do të jetë në gjendje të rrotullohet majtas dhe djathtas, të anojë një këmbë ose të kthetrojë lart e poshtë, dhe të hapë dhe të mbyllë këmbën ose kthetrën me 3 pikë. (8 Bosht ose DOF)

Unë arrita në të gjitha këto duke mësuar dhe menduar për Tensegrity kështu që do të kaloj një moment duke e përshkruar atë më poshtë

Tensegrity është një mënyrë tjetër për të parë strukturën

Nga Wikipedia "Tensgrititeti, integriteti i tensionit ose kompresimi lundrues është një parim strukturor i bazuar në përdorimin e përbërësve të izoluar në ngjeshje brenda një rrjeti të tensionit të vazhdueshëm, në mënyrë të tillë që anëtarët e ngjeshur (zakonisht shufra ose shirita) të mos prekin njëri -tjetrin dhe anëtarët e tendosur paraprakisht (zakonisht kabllot ose tendinat) e përshkruajnë sistemin në mënyrë hapësinore. [1]"

Tensegrity mund të jetë sistemi themelor strukturor për anatominë tonë të evoluar, nga qelizat në rruaza, parimet e tendosshmërisë duket se janë të përfshira, veçanërisht në sistemet ku bëhet fjalë për lëvizjen. Tensegrity është bërë studimi i kirurgëve, robotikëve të biomekanizistëve dhe NASA -s, duke kërkuar të kuptojnë se si ne punojmë, dhe se si makinat mund të marrin një pjesë të elasticitetit, efikasitetit dhe strukturës së thyer të peshës së lehtë.

Një nga modelet e hershme të shtyllës kurrizore të Tom Flemon

Unë jam me fat që kam jetuar në Salt Spring Island me një nga burimet më të mëdha të botës për Tensegrity, Studiues dhe shpikës Tom Flemons.

Tom kaloi pothuajse saktësisht një vit më parë, dhe uebfaqja e tij ruhet ende për nder të tij. Shtë një burim i madh për Tensegrity në përgjithësi, dhe veçanërisht për Tensegrity dhe Anatomi.

intensiondesigns.ca

Tom më ndihmoi të kuptoja se kishte vend për më shumë njerëz që të punonin se si të zbatonin ashpërsinë në jetën tonë, dhe duke përdorur parimet e tij të zvogëlimit të strukturës në përbërësit e tij minimalë, ne mund të kishim sisteme më të lehta, më elastike dhe fleksibël.

Në vitin 2005, duke folur me Tomin, më erdhi një ide për një gjymtyrë robotike të kontrollueshme të bazuar në tendencitetin. Isha i zënë me gjëra të tjera, por shkrova një përmbledhje të shkurtër mbi të, kryesisht për shënimet e mia. Unë nuk e qarkullova atë shumë gjerësisht, dhe është kryesisht e përshkuar që atëherë me mua duke folur herë pas here me njerëzit.

Kam vendosur që pasi një pjesë e problemit tim në zhvillimin e mëtejshëm është se nuk jam shumë programues, dhe që të jetë e dobishme, duhet të programohet. Kështu që unë kam vendosur ta publikoj atë publikisht, me shpresën se të tjerët do të hipin në bord dhe do ta përdorin atë.

Në vitin 2015 u përpoqa të ndërtoja një sistem tendosje të kontrolluar nga Arduino, por të dy aftësitë e mia të programimit nuk ishin në përputhje me të, sistemi mekanik që përdorja ishte i pafuqishëm, ndër të tjera çështje. Një çështje e madhe që gjeta është se në një version të tensionuar me kabllo, sistemi duhet të ruajë tensionin, kështu që servo -të vazhdimisht ngarkojnë njëri -tjetrin dhe duhet të jenë shumë të saktë. Nuk ishte e mundur me sistemin që provova, pjesërisht sepse pasaktësia e servo -ve të RC e bën të vështirë të kesh 6 vazhdimisht në marrëveshje. Kështu që e lash mënjanë për disa vjet…. Atëherë

Janarin e kaluar ndërsa po punoja në përmirësimin e aftësive të hartimit të Autodesk 360 Fusion dhe duke kërkuar projekte për të ndërtuar me printerin tim 3D, fillova të mendoj përsëri për të, më seriozisht. Unë kisha lexuar për aktivizimin robotik të drejtuar nga kabllo dhe programimi i tyre ende dukej si diçka më komplekse sesa mund ta përballoja. Dhe PASTAJ këtë verë, pasi shikova shumë robotë delta dhe sisteme lëvizjeje paralele 5R, kuptova se ato mund të kombinoheshin, dhe do të ishte një mënyrë tjetër, jo e tensionuar, për të realizuar lëvizjen e boshtit 5+ që do të kisha imagjinuar në robotin tim të tensionuar. Me Gjithashtu do të ishte e realizueshme me servo të RC pasi asnjë nga shërbimet e servo në kundërshtim me një tjetër, kështu që pasaktësia e pozicionit nuk do ta mbyllte atë.

Në këtë udhëzues do të flas për të dy sistemet. Paralelishtja tensegrale dhe binjake 5R. Në fund, kur të përfundojë konkursi, do të kem të gjitha skedarët e printueshëm për gjymtyrët binjake 5R ART, të përfshira këtu.

Unë gjithashtu do të përfshijë pjesët e printueshme 3D për versionin Tensegral të imituesit tim robotik të gjymtyrëve ART. Do të më pëlqente të dëgjoja nga njerëzit që mendojnë se mund të përpunojnë çikrikët dhe kontrollet për të bërë një njësi të fuqizuar. Në këtë fazë, ato mund të jenë përtej meje, por sistemet e bazuara në kabllo, të bazuara në Tensegrity ka të ngjarë të jenë më të lehta, më të shpejta dhe të kenë numërime më të ulëta të pjesëve, si dhe të jenë më elastikë gjatë mbingarkesave dhe përplasjeve. Unë mendoj se ata do të kërkojnë strategji shumë më dinamike të kontrollit, me sistemin që ka të ngjarë të funksionojë më së miri si me pozicionin ashtu edhe me reagimet e ngarkesës.

Alternativa, gjymtyrë ART si një paralele e shtresuar ose binjake 5R, që unë përshkruaj në fund këtu nuk kërkon që ndonjë aktivizues të punojë kundër një tjetri, kështu që do të jetë më tolerant ndaj gabimit të pozicionit dhe zvogëlon numrin minimal të aktivizuesve nga 6- 8 deri në 5. Përfundimisht do të ndërtoj versione të shumta të të dyjave dhe do t'i përdor për të ndërtuar Mekën time, por kjo është për më vonë…. Për tani…..

Hapi 1: Një Robot Tensegrity nga një Çift i Reflektuar i Tetrahedronit?

Pse Tensegrity?

Cilat janë avantazhet e të paturit të një këmbe të pezulluar në një rrjet tensioni të çikrikëve me shpejtësi të lartë?

SHPEJT, EFIKAS, KOSTO E UL,

Në dizajn kur ju duhet të lëvizni diçka nga A në B, ju shpesh keni zgjedhjen, shtyni objektin ose tërhiqni objektin. Diçka që projektuesit si Buckminster Fuller kanë treguar është se ka disa përfitime të mëdha për të tërhequr mbi shtytjen. Megjithëse Bucky është i njohur për kupolat e tij, ndërtesat e tij të mëvonshme rezistente ndaj tërmeteve ishin më së shpeshti kulla me beton, me dyshemetë të rregulluara që të vareshin nga një kërpudhë si maja.

Elementet e tensionit tërheqin, si një kabllo ose zinxhir, ata shpëtojnë nga nevoja për të mbajtur ngarkesat e shtrëngimit me të cilat përballen elementët shtytës (ose ngjeshës) dhe për shkak të kësaj ato mund të jenë shumë më të lehta. Një cilindër dhe aparat hidraulik për të ngritur një ashensor mund të peshojë 50 ton, ku një sistem kabllor mund të peshojë vetëm 1.

Pra, një këmbë ose gjymtyrë Tensegral mund të jetë e shpejtë, e lehtë dhe e ngurtë, dhe ende të jetë elastike ndaj mbingarkesës në të gjithë boshtin.

Hapi 2:

Cila është gjeometria ideale? Pse trekëndëshat e mbivendosur? Sa kabllo?

Me këtë gjeometri të tensionit të mbivendosur, mund të krijohet një gamë më e gjerë lëvizjesh. Në këtë shembull me ngjyrë portokalli unë kam përdorur piramidat e pasqyruara (4 vija kontrolli në fund) si strukturë, në vend të tetraedrave të reflektuar që kam përdorur në shembullin me ngjyrë rozë, 8 kabllo në vend të 6. Rritja në katër pika ankorimi për secilin fund (në pozicionet 12, 3, 6, 9) japin një zonë më të madhe të lëvizjes. Në gjeometrinë rozë me 3 pika ankorimi, ka më shumë veçori të mundshme ku bumi mund të "dalë" jashtë zonës së kontrolluar. Rritja e numrit të pikave të ankorimit gjithashtu mund të krijojë tepricë.

Hapi 3: Delta Plus Bipod = 5 Këmbë Aksi

Një Çift Robotësh Paralel 5R + Një më shumë = 5 lëvizje boshtore

Ajo që kam parë është se për kontrollin e një "këmbë" me 5 boshte, një mekanizëm i thjeshtë është përdorimi i një palë lidhjesh të pavarura 5R, si dhe një lidhje e vetme e 5 -të për të anuar me kontroll çiftin e lidhjeve 5R.

Unë kam një bandë më shumë për të shtuar, por doja ta nxirrja atë atje në mënyrë që të mund të merrja disa komente për të.

Nënkampion në Konkursin e Robotikës