Tensegrity же Double 5R Parallel Robot, 5 Axis (DOF) Арзан, Катуу, Кыймылды башкаруу: 3 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

DrewrtArtInventing.com тарабынан Автордун көбүрөөк маалыматын караңыз:

Жөнүндө: Акыркы он жылдын ичинде мен планетанын жакынкы келечекте жашоого жөндөмдүү бойдон калуусунан абдан тынчсыздандым. Мен сүрөтчү, дизайнер, ойлоп табуучумун, ал туруктуулук маселелерине багытталган. Мен көңүл бурдум … Дрюрт жөнүндө көбүрөөк »

Менимче, бул сиздин күнүңүздүн эң чоң идеясы деп ойлойсуз! Бул 2019 -жылдын 2 -декабрында жабылуучу Instructables Robotics конкурсуна кирүү

Долбоор калыстардын акыркы туруна өттү, мен каалаган жаңыртууларды жасоого үлгүргөн жокмун! Мен байланышкан тангенттен баш тарттым, бирок түздөн -түз эмес. Улантуу үчүн мени ээрчиңиз! жана комментарий бериңиз, мен интроверт көргөзмөчүмүн, ошондуктан сиздин оюңузду көргөндү жакшы көрөм

Ошондой эле, мен долбоорумдун 5R байланыш версиясынын электроникасы боюнча кандайдыр бир жардам күтөм, менде Pi жана Arduino жана айдоочу калканы бар, бирок программалоо менден бир аз алыс. Бул мунун аягында.

Мен буга эч кандай убакыт короткон эмесмин, бирок мен басып чыгарган бирдигин колунда иштөөгө убактысы бар адамга алууну каалайм. Кааласаңыз, комментарий калтырыңыз жана жеткирүүнү төлөөгө даяр болуңуз. Ал орнотулган тактай менен кошо болжол менен 2,5 кг. Мен ардуино менен мотор калканчын берем, ал 5 сервону орнотулган. Ким кааласа, Нелсон б.з.ч. жеткирүүнү төлөшү керек болот.

Эгерде сизди BIG роботтор, FAST роботтор жана жаңы идеялар кызыктырса, окуңуз

Бул менин оюмча, 5 огунун роботун, колун, бутун же сегментин Tensegrity же Delta+Bipod 5R кинематикасынын версиясы катары жасоонун жаңы жолдору

Boston Dynamics Big Dogда колдонулгандай, 3 огу буту, бутту 3D мейкиндигине коюуга мүмкүндүк берет, бирок бутунун бетине карата бурчун башкара албайт, андыктан буттар дайыма тегерек, жана сиз оңой кыла албайсыз. казуу же турукташтыруу үчүн манжалары, же тырмактары бар. Дене алдыга жылганда тегерек бут табигый түрдө тоголонуп кетүү татаал болушу мүмкүн

5 огу мүчө "бутун" каалаган бурчка жайгаштыра жана сактай алат, анткени дене кыймылдайт, анын иштөө диапазонунун каалаган чекитинде, ошондуктан 5 огунда көбүрөөк тартуу бар, жана дагы бут же инструменттерди жайгаштыруу параметрлери менен көтөрүлүп же маневр жасай алат

Бул идеялар 3 октук мейкиндикте 5 огунун "бутун" кантип түзүүнү жана маневр кылууну көрүүгө мүмкүнчүлүк берет деп үмүттөнөбүз (эгер ал абдан чоң болсо дагы), буттун өзү кыймылдаткычтардын салмагын көтөрбөйт. Бут, биз ойлогондой түзүлүшкө ээ болбогон, эч кандай топсосу жок, муундары жок, жөн гана кубаттуу лебедкалар

Жеңил "шыйракты" өтө тез жана жылмакай жылдырууга болот, инерциялуу реакциянын төмөнкү күчтөрү оор бутка караганда башкарылат жана анын моторлору ага тиркелген

Ишке келтирүү күчтөрү кеңири таралган, ошондуктан мүчө өтө жеңил, катуу болушу мүмкүн жана ашыкча жүктөө шарттарында ийкемдүү болушу мүмкүн, ошондой эле анын монтаждык структурасына чоң чекиттүү жүктөрдү жүктөбөйт. Үч бурчтуу структура (параллелдүү, кыймылдуу топсолордун бир түрү), системанын бардык күчтөрүн кыймылдаткычтар менен трассанга келтирет, бул 5 октун абдан катуу жана жеңил системасына жол ачат

Бул идеяны чыгаруунун кийинки этабында, бул жерден көрсөтмө берүүчү же 2, мен 3 огунун таманын кошуунун кээ бир жолдорун көрсөтөм. "Томук" солго жана оңго бурула алат, бутун же тырмакты өйдө -ылдый кыйшайтып, бутун же 3 чекиттик тырмакты ачып -жаба алат. (8 огу же DOF)

Мен мунун баарына Tensegrity жөнүндө үйрөнүү жана ойлонуу аркылуу келдим, андыктан төмөндө бир аз убакыт өткөрөм

Tensegrity - бул структурага башкача көз караш

Википедиядан "Tensegrity, ондук бүтүндүк же калкып чыгуучу кысуу - бул үзгүлтүксүз чыңалуу торунун ичинде изоляцияланган компоненттерди колдонууга негизделген структуралык принцип, кысылган элементтер (көбүнчө штангалар же тирөөчтөр) бири -бирине тийбеши үчүн алдын ала чыңалган мүчөлөр (көбүнчө кабелдер же тарамыштар) системаны мейкиндикте бөлүп көрсөтүшөт. [1]"

Tensegrity биздин эволюцияланган анатомиябыздын негизги структуралык системасы болушу мүмкүн, клеткалардан омурткасына чейин, tensegrity принциптери, айрыкча кыймылга тиешелүү системаларда, тартылган окшойт. Tensegrity хирургдардын, биомеханизаторлордун жана НАСАнын роботологдорунун изилдөөсү болуп калды, алар кантип иштээрибизди жана машиналар биздин ийкемдүүлүгүбүздү, эффективдүүлүгүбүздү жана жеңил салмактуу бышык структурабызды кантип ала аларын түшүнүүгө аракет кылышты.

Том Флемондун алгачкы омуртка моделдеринин бири

Мен Солт -Спринг аралында Tensegrity, изилдөөчү жана ойлоп табуучу Том Флемонс жөнүндө дүйнөдөгү эң сонун ресурстар менен жашаганыма бактылуумун.

Том дээрлик бир жыл мурун өтүп кеткен жана анын веб -сайты дагы деле анын урматына сакталып турат. Бул жалпы Tensegrity үчүн, айрыкча Tensegrity жана Anatomy үчүн эң сонун булак.

intensiondesigns.ca

Том мага көп адамдар үчүн чыңалууну жашообузга кантип колдонууга болорун түшүнүүгө жардам берди жана структураны минималдуу компоненттерине чейин кыскартуу менен бизде жеңилирээк, ийкемдүү жана ийкемдүү системалар болушу мүмкүн.

2005 -жылы Том менен сүйлөшүп жатып, мен контролдонуучу чыңалууга негизделген роботтук мүчөнүн идеясын ойлоп таптым. Мен башка нерселер менен алек болчумун, бирок кыскача жаздым, негизинен менин жазууларым үчүн. Мен аны анчалык кеңири таркаткан жокмун, ошондон бери ал мага кээде адамдар менен сүйлөшүп жүргөн.

Мен аны өнүктүрүүдөгү көйгөйүмдүн бир бөлүгү менин программист эмес экенимден жана бул пайдалуу болушу үчүн аны программалаш керек деп чечтим. Андыктан башкалар муну колдонуп кетет деген үмүттө жалпыга жарыялоону чечтим.

2015 -жылы мен Arduino башкаруучу winched tensegrity тутумун түзүүгө аракет кылдым, бирок менин программалоо жөндөмүм экөө тең ага туура келген жок, мен колдонгон механикалык система башка маселелердин арасында начар иштеди. Мен тапкан бир чоң маселе, кабелдик чыңалуу версиясында система чыңалууну сактап турушу керек, андыктан серволор бири -бирин дайыма жүктөп турат жана абдан так болушу керек. Мен аракет кылган система менен мүмкүн эмес болчу, анткени жарым -жартылай RC сервосунун так эместиги 6 ырааттуу түрдө макулдашууну кыйындатат. Ошентип, мен аны бир нече жылга калтырдым …. Анан

Өткөн жылдын январь айында мен Autodesk 360 Fusion жазуу көндүмдөрүн өркүндөтүүнүн үстүндө иштеп жатканда жана 3D принтерим менен куруу үчүн долбоорлорду издеп жатып, мен бул жөнүндө дагы олуттуу түрдө ойлоно баштадым. Мен кабелдик роботту иштетүүнү окуп чыктым жана аларды программалоо дагы деле мен башкара албагандан татаал нерседей сезилди. Анан бул жайда, көптөгөн дельта роботторун жана 5R параллелдүү кыймыл системаларын карап чыккандан кийин, мен аларды бириктирүүгө болорун түшүндүм, жана бул менин tensegrity роботумда ойлогон 5+ огунун кыймылын ишке ашыруунун дагы бир жолу.. Бул RC сервосу менен да болмок, анткени сервонун башка эч нерсеге карама -каршы келбейт, андыктан позициянын так эместиги аны өчүрбөйт.

Бул көрсөтмөдө мен эки система жөнүндө сүйлөшөм. Tensegral, жана эгиз 5R параллель. Акыр -аягы, конкурс аяктаганга чейин, мен бул жерде камтылган эгиз 5R ART мүчөсү үчүн бардык басып чыгарылуучу файлдарга ээ болом.

Мен ошондой эле ART лимб робот тренажерумдун Tensegral версиясы үчүн 3D басып чыгаруучу бөлүктөрдү камтыйм. Мен кубаттуу агрегатты жасоо үчүн лебедкаларды жана башкаруу элементтерин иштеп чыгам деп ойлогон адамдардан уккум келет. Бул этапта алар менден тышкары болушу мүмкүн, бирок Tensegrityге негизделген кабель системалары жеңилирээк, ылдамыраак жана бөлүктөрүнүн саны аз, ошондой эле ашыкча жүктөөлөрдө жана кыйроолордо ийкемдүү болушат. Менин оюмча, алар алда канча динамикалуу башкаруу стратегиясын талап кылат, системасы позициясы жана жүктөмү боюнча кайтарым байланыш менен эң жакшы иштейт.

Альтернатива, ART мүчөсү катмарлуу же эгиз 5R параллелдүү, мен аягында сүрөттөп берем, эч кандай аткаруучу башкага каршы иштөөнү талап кылбайт, андыктан позициянын катасына чыдамдуу болот жана 6- дан баштап аткаруучулардын минималдуу санын азайтат. 8ден 5. Акыры мен экөөнүн тең бир нече версиясын түзөм жана аларды өзүмдүн жеке Мечамды куруу үчүн колдоном, бирок бул кийинчерээк…. Азырынча ….

1 -кадам: Тетраэдрдин чагылган жупунан Tensegrity роботу?

Эмне үчүн Tensegrity?

Жогорку ылдамдыктагы лебедкалардын чыңалуу торуна илинген бутунун кандай артыкчылыктары бар?

ТЕЗ, Эффективдүү, ТӨМӨН баалар,

Дизайнда бир нерсени Адан Вга жылдыруу керек болгондо, көбүнчө тандоого, нерсени түртүүгө же нерсени тартууга туура келет. Бакминстер Фуллер сыяктуу дизайнерлер көрсөткөндөй, түртүүнүн артында чоң артыкчылыктар бар. Баки күмбөздөрү менен белгилүү болсо да, анын кийинки жер титирөөгө чыдамдуу имараттары көбүнчө бетондуу мунаралар болгон, полдору үстү жагындагы козу карынга илинип турган.

Чыңалуу элементтери кабель же чынжыр сыяктуу тартылып, элементтерди түрткөн (же кысуучу) жүктөрдү көтөрүүдөн качышат, ошондуктан алар кыйла жеңил болот. Гидравликалык цилиндр жана лифтти көтөрүүчү аппарат 50 тоннаны түзүшү мүмкүн, бул жерде кабелдик системанын салмагы 1 гана.

Ошентип, Tensegral буту же буту тез, жеңил жана каттуу болушу мүмкүн жана бардык огунда ашыкча жүктөөгө туруштук бере алат.

2-кадам:

Идеалдуу геометрия деген эмне? Эмне үчүн бири -бирине дал келген үч бурчтуктар? Канча кабель?

Бул чыңалуу геометриясынын жардамы менен кеңири кыймыл диапазонун түзүүгө болот. Бул кызгылт сары түстүү мисалда мен структура катары чагылдырылган пирамидаларды (4 контролдук линия) колдонгом, кызгылт түстүү мисалда колдонгон чагылдырылган тетраэдрлердин ордуна, 6 кабелдин ордуна 8 кабель. (12, 3, 6, 9 позицияларда) чоңураак кыймыл аймагын берет. 3 токтоочу жердин кызгылт геометриясында, бумдун башкарылуучу аймактан "чыгып" кетиши мүмкүн болгон дагы өзгөчөлүктөр бар. Токтоочу жайлардын санын көбөйтүү дагы кыскартууну жаратышы мүмкүн.

3 -кадам: Delta Plus Bipod = 5 Axis Leg

Бир жуп 5R параллелдүү роботтор + Бир дагы = 5 огунун кыймылы

Мен көргөнүм, 5 огунун "бутун" көзөмөлдөө үчүн, жөнөкөй механизм - 5R шилтемелерин көзөмөлдөөчү түрдө ийилтүү үчүн көз карандысыз 5R шилтемелерди, ошондой эле 5чи жалгыз шилтемени колдонуу.

Менде дагы кошо турган көп нерселер бар, бирок мен бул боюнча пикирлерди алуу үчүн ошол жерден алууну кааладым.

Робототехника сынагында экинчи орунду ээледи