UStepper Robot Arm 4: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

See on minu robotkäe neljas kordus, mille olen välja töötanud meie uStepper stepper juhtpaneeli rakenduseks. Kuna robotil on 3 samm -mootorit ja käivitamiseks mõeldud servo (põhikonfiguratsioonis), ei piirdu see uStepperiga, vaid seda saab kasutada mis tahes samm -draiveriplaadiga.

Disain põhineb tööstuslikul kaubaaluste robotil - ja on suhteliselt lihtne. Seda öeldes olen kulutanud lugematuid tunde disaini väljatöötamisele ja selle optimeerimisele nii kokkupaneku hõlbustamiseks kui ka osade printimise hõlbustamiseks.

Tegin disaini trükkimise lihtsust ja kokkupaneku lihtsust silmas pidades. Mitte et neid kahte parameetrit kuidagi parandada ei saaks, aga ma arvan, et olen jõudnud kaugele. Lisaks tahaksin tööstusrobootika viia tasemele, kus harrastaja saab seda järgida, näidates, et seda saab suhteliselt lihtsaks teha - ka selle juhtimise matemaatika!

Julgelt jätke kommentaar konstruktiivse tagasisidega nii disaini kui ka ennekõike selle kohta, kuidas ma teen selle kõigile kättesaadavaks (eriti matemaatika).

Samm: vajalikud osad, 3D -printimine ja kokkupanek

Põhimõtteliselt on kõik, mida peate teadma, monteerimisjuhendis. Seal on üksikasjalik BOM koos ostetud ja trükitud osadega ning üksikasjalik kokkupaneku juhis.

3D -printimine toimub mõistliku kvaliteediga 3D -printeriga (FDM), mille kihi kõrgus on 0,2 mm ja täidis 30 %. Osade ja juhiste uusima iteratsiooni leiate siit:

2. samm: kinemaatika

Et käsi ettenähtavalt ringi liikuda, peate tegema matemaatikat: OI olen otsinud seda tüüpi robotitega seotud kinemaatika suhteliselt lihtsa kirjelduse jaoks palju kohti, kuid ma pole leidnud seda, mis minu arvates oleks sisse lülitatud tase, millest enamik inimesi aru saaks. Olen teinud oma versiooni kinemaatikast, mis põhineb ainult trigonomeetril, mitte maatriksiteisendustel, mis võivad tunduda üsna hirmutavad, kui te pole selle asjaga varem tegelenud - need on aga selle roboti jaoks üsna lihtsad, kuna see on ainult 3 DOF.

Siiski arvan, et minu käsitlus lisatud dokumendis on kirjutatud suhteliselt kergesti mõistetaval viisil. Kuid vaadake ja vaadake, kas see on teie jaoks mõttekas!

Samm: kinemaatika kodeerimine

Kinemaatikat võib olla raske mõista isegi nende arvutuste korral, mille esitasin esimeses. Nii et siin on kõigepealt Octave'i rakendamine - Octave on tasuta tööriist, millel on palju samu funktsioone, mida leidub Matlabis.

L1o = 40; Zo = -70; L_2 = 73,0; Au = 188,0; Al = 182,0; Lo = 47,0; ÜLEMÄRGID = Au; LOWERARMLEN = Al; XOFFSET = Lo; ZOFFSET = L_2; AZOFFSET = Zo; AXOFFSET = L1o; disp ('Koodi rakendamine') disp ('Sisestusnurgad:') rot = deg2rad (30); paremal = deg2rad (142,5); vasakul = deg2rad (50); rad2deg (mädanemine) rad2deg (paremal) rad2deg (vasakul) T1 = mädanik; #baas T2 = parem;#õlg T3 = vasak; #laige #FW kinemaatika, et saada XYZ nurkadest: disp ('Arvutatud X, Y, Z:') z = ZOFFSET + patt (paremal)*LOWERARMLEN - cos (vasak - - (pi/2 - parem))*UPPERARMLEN + AZOFFSET k1 = patt (vasak - (pi/2 - parem))*UPPERARMLEN + cos (parem)* LOWERARMLEN + XOFFSET + AXOFFSET; x = cos (mädanik)*k1 y = sin (mädanik)*k1 ## pöördkinemaatika XYZ -st nurkade saamiseks: mäda = atan2 (y, x); x = x - cos (mäda)*AXOFFSET; y = y - sin (mäda)*AXOFFSET; z = z - AZOFFSET -ZOFFSET; L1 = sqrt (x*x + y*y) - XOFFSET; L2 = ruut ((L1)*(L1) + (z)*(z)); a = (z)/L2; b = (L2*L2 + LOWERARMLEN*LOWERARMLEN - UPPERARMLEN*UPPERARMLEN)/(2*L2*LOWERARMLEN); c = (LOWERARMLEN*LOWERARMLEN + UPPERARMLEN*UPPERARMLEN - L2*L2)/(2*LOWERARMLEN*UPPERARMLEN); paremal = (atan2 (a, sqrt (1-a*a)) + atan2 (sqrt (1-b*b), b)); vasak = atan2 (sqrt (1-c*c), c); ## väljundi arvutatud nurgad disp ('Väljundnurgad:') rot = rad2deg (mäda) paremale = rad2deg (paremal) vasakule = rad2deg (vasakul)

Ülaltoodud skriptiga on teil põhimõtteliselt rakendusvalmis kood edasiseks ja tagurpidi kinemaatikaks.

Edasine kinemaatika, mida kasutate arvutamiseks, kuhu jõuate antud mootorinurkade komplektiga. Pöördkineetika arvutab (tehke vastupidine), milliseid mootorinurki vajate soovitud x, y, z positsiooni. Seejärel tuleb lisada mootori liikumise piirangud, nt. pöörlev alus võib ulatuda ainult 0 kuni 359 kraadini. Nii tagate, et te ei lähe positsioonidele, mis pole teostatavad.

4. samm: jookske asja

Me ei ole kinemaatika raamatukogu rakendamisega päris seal, nii et ma ei saa veel pakkuda. Aga ma võin teile näidata videot, kuidas see töötab. See on laagrite ja rihmülekande kasutamise tõttu üsna stabiilne ja sujuv, lisaks mõistlikule ajamikvaliteedile, mis on siin uStepper S plaadid.

5. samm: täiendavad lõppefektorid

Olen projekteerinud 3 täiendavat lõppefekti. Üks on lihtsalt horisontaalne haarats, teine sobib tavalisele Euroopa õlle- või soodapurgile ja lõpuks on olemas vaakumhaarats, mis võimaldab teil vaakumtopsi, pumba ja ventiili peale panna.

Kõik on siin saadaval või saadaval (3D STL-failid ja juhised):