Krahu Robot UStepper 4: 5 Hapa

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

Ky është përsëritja e katërt e krahut tim Robotik, të cilin e kam zhvilluar si një aplikacion për bordin tonë të kontrollit të stepper -it uStepper. Meqenëse roboti ka 3 motorë stepper dhe një servo për aktivizim (në konfigurimin e tij bazë) ai nuk është i kufizuar në uStepper, por mund të përdoret me çdo bord drejtues stepper.

Dizajni bazohet në një robot industrial paletizues - dhe është relativisht i thjeshtë. Me sa thashë, kam kaluar orë të panumërta duke dalë me modelin dhe duke e optimizuar atë si për lehtësinë e montimit, por edhe lehtësinë e printimit të pjesëve.

Unë e bëra dizajnin me lehtësinë e printimit dhe thjeshtësinë e montimit në mendje. Jo se nuk ka asnjë mënyrë për të përmirësuar këto dy parametra, por mendoj se kam bërë një rrugë të gjatë. Për më tepër, unë do të doja ta ulja robotikën industriale në një nivel ku hobiisti mund ta ndjekë atë duke treguar se mund të bëhet relativisht i thjeshtë - gjithashtu matematika për ta kontrolluar atë!

Ndjehuni të lirë të lini një koment me reagime konstruktive si për modelin, por mbi të gjitha se si bëj për ta bërë atë të arritshëm për të gjithë (veçanërisht matematikën).

Hapi 1: Pjesët e kërkuara, Printimi 3D dhe Montimi

Në thelb gjithçka që duhet të dini është në manualin e montimit. Ekziston një BOM i detajuar me pjesë të blera dhe të shtypura dhe një udhëzim të detajuar të montimit.

Shtypja 3D bëhet në një printer 3D me cilësi të arsyeshme (FDM) me lartësi shtrese prej 0.2 mm dhe mbushje 30 %. Mund të gjeni përsëritjen më të fundit të pjesëve dhe udhëzimeve këtu:

Hapi 2: Kinematika

Për ta bërë krahun të lëvizë në një mënyrë të parashikueshme ju duhet të bëni matematikë: OI kanë kërkuar shumë vende për një përshkrim relativisht të thjeshtë të kinematikës që lidhet me këtë lloj roboti, por nuk kam gjetur një që besoj se ishte në një nivel ku shumica e njerëzve mund ta kuptonin. Unë kam bërë versionin tim të kinematikës bazuar vetëm në trigonometri dhe jo shndërrimet e matricës që mund të duken mjaft të frikshme nëse nuk keni punuar kurrë më parë në ato gjëra - megjithatë, ato janë mjaft të thjeshta për këtë robot të veçantë pasi është vetëm 3 DOF.

Sidoqoftë, unë mendoj se qasja ime në dokumentin e bashkangjitur është e shkruar në një mënyrë relativisht të lehtë për t'u kuptuar. Por hidhini një sy dhe shihni nëse ka kuptim për ju!

Hapi 3: Kodimi i Kinematikës

Kinematika mund të jetë e vështirë të kuptohet edhe me llogaritjet që kam dhënë në të parën. Pra, këtu është para së gjithash një zbatim i Octave - Octave është një mjet falas me shumë nga të njëjtat karakteristika që gjenden në Matlab.

L1o = 40; Zo = -70; L_2 = 73.0; Au = 188.0; Al = 182.0; Lo = 47.0; UPERARMLEN = Au; LOWERARMLEN = Al; XOFFSET = Lo; ZOFFSET = L_2; AZOFFSET = Zo; AXOFFSET = L1o; disp ('Zbatimi i kodit') disp ('Këndet e hyrjes:') kalbja = deg2rad (30); djathtas = deg2rad (142.5); majtas = deg2rad (50); rad2deg (kalbje) rad2deg (djathtas) rad2deg (majtas) T1 = kalb; #baza T2 = djathtas;#shpatull T3 = majtas;#kinema #bowl #FW për të marrë XYZ nga këndet: disp ('Llogaritur X, Y, Z:') z = ZOFFSET + mëkat (djathtas)*LOWERARMLEN - cos (majtas - (pi/2 - djathtas))*UPERARMLEN + AZOFFSET k1 = mëkat (majtas - (pi/2 - djathtas))*UPPERARMLEN + cos (djathtas)* LOWERARMLEN + XOFFSET + AXOFFSET; x = cos (kalbje)*k1 y = sin (kalbje)*k1 ## kinematikë inversi për të marrë kënde nga XYZ: kalbje = atan2 (y, x); x = x - cos (kalb)*AXOFFSET; y = y - mëkat (kalb)*AXOFFSET; z = z - AZOFFSET -ZOFFSET; L1 = sqrt (x*x + y*y) - XOFFSET; L2 = sqrt ((L1)*(L1) + (z)*(z)); a = (z)/L2; b = (L2*L2 + TOW POSHTMARR *N*TOW POSHTMARRN - TP PPRFUNDSHMRIN**UPPARARMLEN)/(2*L2*TOW POSHTMARR); c = (TOW POSHTMARR *N*TOW POSHTMARRN + UPPARARMLEN**UPPARARMLEN - L2*L2)/(2*TOW POSHTM T ARDHSHM*TP PPRFUNDSHME); djathtas = (atan2 (a, sqrt (1-a*a)) + atan2 (sqrt (1-b*b), b)); majtas = atan2 (sqrt (1-c*c), c); ## këndet e llogaritura të prodhimit disp ('Këndet e daljes:') kalb = rad2deg (kalb) djathtas = rad2deg (djathtas) majtas = rad2deg (majtas)

Me shkrimin e mësipërm ju në thelb keni kodin e gatshëm për zbatim për kinematikën përpara dhe prapa.

Kinematika përpara që përdorni për llogaritjen se ku do të përfundoni me një grup të caktuar të këndeve motorike. Kinematika e kundërt atëherë (do të bëjë të kundërtën) do të llogarisë se cilat kënde motorike ju nevojiten për të përfunduar në pozicionin e dëshiruar x, y, z. Kufizimet në lëvizjen motorike atëherë duhet të futen, si p.sh. baza rrotulluese mund të shkojë vetëm nga 0 në 359 gradë. Në këtë mënyrë ju siguroheni që nuk do të shkoni në pozicione që nuk janë të realizueshme.

Hapi 4: Drejtimi i Gjërave

Ne nuk jemi plotësisht atje me zbatimin e bibliotekës kinematike, kështu që unë nuk mund ta siguroj akoma. Por unë mund t'ju tregoj një video se si funksionon. Quiteshtë mjaft e qëndrueshme dhe e qetë për shkak të përdorimit të kushinetave dhe rripit, përveç cilësisë së arsyeshme të disqeve që është këtu bordet uStepper S.

Hapi 5: Efektet përfundimtare shtesë

Unë kam krijuar 3 efektorë shtesë përfundimtarë. Njëra është thjesht një kapëse horizontale, një tjetër i përshtatet një kanaçe të zakonshme birre ose sode dhe së fundi ekziston një sistem gripper vakum që ju mundëson të përshtateni në një filxhan vakumi, pompë dhe valvulë.

Të gjitha do të jenë ose janë në dispozicion këtu (skedarë dhe udhëzime 3D STL):