„Tensegrity“arba dvigubas 5R lygiagretus robotas, 5 ašys (DOF) nebrangus, tvirtas, judesio valdymas: 3 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Sekite daugiau autoriaus:

Apie: Maždaug pastarąjį dešimtmetį man buvo labai neramu dėl to, kad artimoje ateityje planeta išliks tinkama gyventi. Esu menininkas, dizaineris, išradėjas, daug dėmesio skiriantis tvarumo problemoms. Aš sutelkiau dėmesį … Daugiau apie Drewrtą »

Tikiuosi, kad manote, kad tai yra DIDELĖ jūsų dienos idėja! Tai įrašas konkurse „Instructables Robotics“, kuris baigsis 2019 m. Gruodžio 2 d

Projektas pateko į paskutinį teisėjų raundą, ir aš neturėjau laiko atlikti norimų atnaujinimų! Aš išjungiau liestinę, kuri yra susijusi, bet ne tiesiogiai, dar daugiau. Norėdami neatsilikti, sekite mane! ir prašau pakomentuoti, aš esu intravertas ekshibicionistas, todėl man patinka matyti jūsų mintis

Be to, tikiuosi šiek tiek pagalbos dėl savo projekto 5R jungties versijos elektronikos, turiu ir „Pi“, ir „Arduino“, ir tam skirtą tvarkyklės skydą, tačiau programavimas yra šiek tiek už manęs ribų. Tai šito pabaigoje.

Aš tam neskyriau laiko, bet norėčiau, kad išspausdintą vienetą gaučiau kam nors, kas turi laiko padirbėti. Jei norite, palikite komentarą ir būkite pasirengę sumokėti už siuntimą. Įskaitant sumontuotą lentą, ji sveria apie 2,5 kg. Aš tiekiu arduino ir variklio skydą, ir jis turi 5 servo. Kiekvienas norintis turės sumokėti už siuntimą iš Nelsono pr.

Jei jus domina dideli robotai, greiti robotai ir naujos idėjos, skaitykite toliau

Tai apibūdina keletą, mano manymu, naujų būdų, kaip 5 ašių roboto galūnę, ranką, koją ar segmentą padaryti kaip „Tensegrity“arba „Delta+Bipod“5R kinematikos versiją

3 ašių galūnės, kaip ir „Boston Dynamics Big Dog“, leidžia pėdą pastatyti į 3D erdvę, tačiau negali kontroliuoti pėdos kampo paviršiaus atžvilgiu, todėl pėdos visada yra apvalios ir jūs negalite lengvai turi kojų pirštus ar nagus kasti ar stabilizuoti. Laipiojimas gali būti sudėtingas, nes apvali pėda natūraliai rieda, kai kūnas juda į priekį

Penkių ašių galūnė gali pastatyti ir išlaikyti „pėdą“bet kokiu norimu kampu, nes kūnas juda bet kuriame darbinio diapazono taške, todėl 5 ašys turi didesnę trauką ir gali pakilti ar manevruoti, turėdami daugiau pėdų ar įrankių išdėstymo galimybių

Tikimės, kad šios idėjos leis jums pamatyti, kaip sukurti ir manevruoti 5 ašių „koją“3 ašių erdvėje (net jei ji yra labai didelė), o pati koja nešios pavaros. Koja kaip tam tikra jėgos įtampa, kuri gali neturėti tokios struktūros, kaip mes paprastai galvojame, be vyrių, jokių sąnarių, tik varomos gervės

Lengvą „koją“galima perkelti labai greitai ir sklandžiai, su mažesnėmis inercijos reakcijos jėgomis nei sunkioji kojelė ir visi jos vyriai, prie jos pritvirtinti pavaros varikliai

Pavaros jėgos yra plačiai paskirstytos, todėl galūnė gali būti labai lengva, standi ir atspari perkrovos situacijoms, taip pat nesudaryti didelių taškų apkrovų jo tvirtinimo konstrukcijai. Trikampė struktūra (lygiagretūs, varomi vyriai) visas sistemos jėgas suderina su pavaromis, todėl galima sukurti labai standžią ir lengvą 5 ašių sistemą

Kitame šios idėjos išleidimo etape, pamokomas arba 2 iš čia, parodysiu keletą būdų, kaip pridėti 3 ašių kulkšnies varomą kulną, o pridėtos ašies galia ir masė taip pat yra ant kūno, o ne galūnės. „Kulkšnis“galės pasukti į kairę ir į dešinę, pakreipti pėdą ar nagą aukštyn ir žemyn, atidaryti ir uždaryti pėdą arba 3 taškų nagą. (8 ašys arba DOF)

Visa tai pasiekiau mokydamasi ir galvodama apie „Tensegrity“, todėl akimirkai praleisiu tai

Įtampa yra kitoks požiūris į struktūrą

Iš Vikipedijos „Įtempimas, įtempimo vientisumas arba plūduriuojantis suspaudimas yra struktūrinis principas, pagrįstas atskirų komponentų naudojimu suspaudžiant nuolatinės įtampos tinkle taip, kad suspaustos dalys (dažniausiai strypai ar statramsčiai) nesiliestų viena su kita ir iš anksto įtempti įtempti elementai (dažniausiai kabeliai ar sausgyslės) apibrėžia sistemą erdvėje. [1]"

Įtempimas gali būti pagrindinė mūsų išsivysčiusios anatomijos struktūrinė sistema, pradedant ląstelėmis ir baigiant slanksteliais, atrodo, kad įtempimo principai yra susiję, ypač tose sistemose, kuriose kalbama apie judesį. „Tensegrity“tapo chirurgų, biomechanikų ir NASA robotų tyrimu, kurio tikslas - suprasti, kaip mes dirbame, ir kaip mašinos gali įgyti tam tikros mūsų atsparumo, efektyvumo ir lengvos konstrukcijos.

Vienas iš ankstyvųjų Tomo Flemono stuburo modelių

Man pasisekė, kad gyvenau Salt Spring saloje su vienu iš didžiausių pasaulio šaltinių apie „Tensegrity“, tyrinėtoją ir išradėją Tomą Flemonsą.

Tomas praėjo beveik lygiai prieš metus, o jo svetainė vis dar prižiūrima jo garbei. Tai puikus šaltinis Tensegrity apskritai, ypač Tensegrity ir Anatomija.

intensiondesigns.ca

Tomas padėjo man pamatyti, kad yra daugiau žmonių, galinčių pritaikyti įtampą mūsų gyvenimui, ir panaudodami jos principus, kaip sumažinti struktūrą iki minimalių komponentų, galėtume turėti lengvesnes, atsparesnes ir lankstesnes sistemas.

2005 m., Kalbėdamas su Tomu, aš sugalvojau valdomos įtampos pagrindu sukurtą robotų galūnę. Buvau užsiėmusi kitais dalykais, bet parašiau trumpą trumpą apžvalgą, daugiausia mano užrašams. Aš jo labai platinau, ir nuo to laiko jis dažniausiai tiesiog peršasi, kai kartais apie tai kalbamės su žmonėmis.

Nusprendžiau, kad kadangi dalis mano problemos tolesnėje tobulinime yra ta, kad nesu didelis programuotojas ir kad tai būtų naudinga, ji turi būti užprogramuota. Taigi nusprendžiau jį paskelbti viešai, tikėdamasis, kad kiti į jį pateks ir tuo pasinaudos.

2015 m. Bandžiau sukurti „Arduino“valdomą gervės įtempimo sistemą, tačiau abu mano programavimo įgūdžiai neatitiko, be to, mechaninė sistema, kurią naudojau, buvo nepakankamai veiksminga. Viena didelė problema, kurią radau, yra ta, kad įtampos versijoje, veikiančioje kabeliu, sistema turi išlaikyti įtampą, todėl servo sistemos nuolat įkrauna viena kitą ir turi būti labai tikslios. Tai nebuvo įmanoma su sistema, kurią bandžiau, iš dalies dėl to, kad dėl RC servo netikslumų sunku nuolat suderinti 6. Taigi aš atidėjau jį keleriems metams … Tada

Praėjusį sausį, kai tobulinau savo „Autodesk 360 Fusion“projektavimo įgūdžius ir ieškojau projektų, kuriuos galėčiau kurti naudodami 3D spausdintuvą, vėl pradėjau rimčiau apie tai galvoti. Aš perskaičiau kabeliu valdomą robotų valdymą ir jų programavimas vis tiek atrodė kažkas sudėtingesnis, nei galėjau valdyti. Ir tada šią vasarą, pažvelgęs į daugelį delta robotų ir 5R lygiagrečių judesių sistemų, supratau, kad juos galima sujungti, ir tai būtų dar vienas, ne tensegralinis būdas realizuoti 5+ ašies judesį, kokį įsivaizdavau savo įtempimo robote. Tai taip pat būtų galima padaryti naudojant „RC servo“, nes nė vienas servo darbas nesipriešina kitam, todėl padėties netikslumas jo neišjungtų.

Šioje pamokoje kalbėsiu apie abi sistemas. Tensegral ir dvynių 5R paralelė. Pabaigoje, kai konkursas bus baigtas, čia turėsiu visus spausdinamus failus, skirtus dviems 5R ART galūnėms.

Taip pat įtraukiu 3D spausdinamas dalis, skirtas mano ART galūnių robotinio simuliatoriaus „Tensegral“versijai. Norėčiau išgirsti iš žmonių, kurie mano, kad gali sukurti gerves ir valdiklius, kad sukurtų variklį. Šiame etape jos gali būti man neįveikiamos, tačiau kabeliu valdomos „Tensegrity“sistemos greičiausiai bus lengvesnės, greitesnės ir mažesnių dalių skaičiaus, taip pat bus atsparesnės perkrovų ir avarijų metu. Manau, kad jiems reikės daug dinamiškesnių valdymo strategijų, o sistema tikriausiai geriausiai veiktų tiek su padėtimi, tiek su apkrova.

Alternatyva, ART galūnė kaip sluoksniuota arba dviguba 5R lygiagreti, kurią aprašysiu pabaigoje, nereikalauja, kad pavara veiktų prieš kitą, todėl bus tolerantiškesnė padėties klaidai ir sumažins minimalų pavarų skaičių nuo 6 Nuo 8 iki 5. Galų gale aš sukursiu kelias abiejų versijas ir panaudosiu jas savo vaikščiojančiai Mechai sukurti, bet tai vėliau. Dabar…..

1 žingsnis: „Tensegrity“robotas iš atspindėtos tetraedro poros?

Kodėl „Tensegrity“?

Kokie yra kojos pakabos įtempimo tinkle didelės spartos gervių pranašumai?

GREITAS, Efektyvus, mažos kainos,

Kurdami dizainą, kai turite ką nors perkelti iš A į B, dažnai turite pasirinkimą, stumiate objektą arba traukiate objektą. Kai kurie dizaineriai, tokie kaip Buckminsteris Fulleris, parodė, kad stūmimas yra labai naudingas. Nors Bucky yra žinomas dėl savo kupolų, vėliau jo žemės drebėjimui atsparūs pastatai dažniausiai buvo betoniniai šerdies bokštai, kurių grindys buvo pakabintos kaip grybas.

Įtempimo elementai, kaip kabelis ar grandinė, traukia, nes jie turi nešioti sulenkimo krūvių, su kuriomis susiduria stumiantys (arba suspaudžiami) elementai, ir todėl jie gali būti daug lengvesni. Hidraulinis cilindras ir lifto pakėlimo aparatas gali sverti 50 tonų, o kabelių sistema gali sverti tik 1.

Taigi „Tensegral“koja ar galūnė gali būti greita, lengva ir standi ir vis tiek būti atspari perkrovai visose ašyse.

2 žingsnis:

Kokia ideali geometrija? Kodėl trikampiai sutampa? Kiek kabelių?

Naudojant šią persidengiančią įtempio geometriją, galima sukurti platesnį judesio diapazoną. Šiame oranžinės spalvos pavyzdyje aš naudoju atspindėtas piramides (4 valdymo linijos kiekviename gale) kaip struktūrą, o ne atspindėtus tetraedrus, kuriuos naudoju rausvos spalvos pavyzdyje, 8 kabelius, o ne 6. (12, 3, 6, 9 padėtyse) suteikia didesnį judesio plotą. 3 švartavimo taškų rožinėje geometrijoje yra daugiau išskirtinumų, kai strėlė gali „iššokti“iš kontroliuojamos zonos. Padidinus švartavimo taškų skaičių, taip pat gali atsirasti atleidimų.

3 žingsnis: „Delta Plus Bipod“= 5 ašies kojos

Pora 5R lygiagrečių robotų + dar vienas = 5 ašių judėjimas

Aš pamačiau, kad norint valdyti 5 ašių „koją“, paprastas mechanizmas yra naudoti porą nepriklausomų 5R jungčių, taip pat 5 -ą vieną nuorodą, kad būtų galima kontroliuoti 5R jungčių porą.

Turiu dar daug ką pridėti, bet norėjau tai padaryti, kad galėčiau gauti atsiliepimų.

Antroji vieta robotikos konkurse