Zachte robotgrijper - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Het veld van zachte robotica (robots gemaakt van intrinsiek zachte materialen zoals siliconen en rubbers) is de afgelopen jaren snel gegroeid. Zachte robots kunnen voordelig zijn in vergelijking met hun harde tegenhangers, omdat ze flexibel zijn, aanpasbaar aan nieuwe omgevingen en veiliger interactie tussen mens en robot bevorderen. Vooral zachte robotgrijpers kunnen handig zijn om delicate objecten te hanteren zonder schade aan te richten.

Deze Instructable dient als een gedetailleerde gids voor het bouwen van zachte robotachtige "vingers" die gemakkelijk kunnen worden bediend met een eenvoudige handpomp. De STL-bestanden voor de 3-delige mal vindt u onderaan de pagina, naast de STL-bestanden voor een centrale hub waarmee u een volledig functionerende 4-vingerige zachte robotgrijper kunt maken. Dit project is ideaal voor zowel liefhebbers van zachte robots als klaslokalen, met relatief weinig benodigdheden en snelle fabricagetijden.

De zachte robot in deze Instructable is geïnspireerd op de onderzoeksgroep van Whiteside aan Harvard en hun werk met het maken van pneumatische netwerken: https://gmwgroup.harvard.edu/soft-robotics. Ook werd inspiratie gehaald uit de uitgebreide bronnen bij Soft Robotic Toolkit.

Benodigdheden

• 3D-printer (ik gebruikte een LulzBot Taz 5, maar elke printer zou moeten werken)
• PLA-filament (ABS of een ander filamenttype zou ook moeten werken, zorg er alleen voor dat het compatibel is met Ecoflex 00-50)
• Proefmaat kit van Ecoflex 00-50. Je kunt ook Ecoflex 00-30 gebruiken, maar de 00-50 is duurzamer en heeft indien mogelijk de voorkeur
• Ijslollystokje of koffieroerder
• Container met volumemarkeringen om Ecoflex te meten. Kan ook een weegschaal gebruiken als je toegang hebt. Je hebt alleen een manier nodig om delen A en B van de Ecoflex te meten in een massa- of volumeverhouding van 1:1.
• Katoenen stof (ongeveer 1 vierkante voet zal meerdere robots maken)
• Schaar
• Paperclip
• Ballenpomp

Optionele extra materialen (nodig voor volledige 4-vingerige klauw)

• Aquariumpomp
• Kunststof buizen (1/8 inch buitendiameter) - ongeveer 2 voet is genoeg

Stap 1: druk uw mal af

De eerste stap is het printen van uw mal. Er zijn 3 stukken, 2 die in elkaar passen om de bovenste helft te maken en een voor de onderkant. Ik heb PLA gebruikt, maar je kunt ABS of een ander filament gebruiken. Controleer gewoon of uw materiaal compatibel is met Ecoflex 00-50. Zorg ervoor dat u de onderdelen oriënteert, zodat u geen ondersteuningsmateriaal hoeft te genereren.

Stap 2: Meng uw Ecoflex 00-50

De volgende stap is het mengen van de Ecoflex 00-50. Je zou ook Ecoflex 00-30 kunnen gebruiken, maar de 00-50 lijkt een beetje sterker en meer ideaal indien mogelijk. Houd er rekening mee dat de verwerkingstijd (tijd dat de Ecoflex vloeibaar genoeg is om mee te werken) slechts 18 minuten is, dus het kan een goed idee zijn om de stof en mallen voor te bereiden (zie de volgende stap) voordat u begint met mengen. Ecoflex 00-50 wordt geleverd in 2 delen (A en B) en wordt gemengd in een gewichts- of volumeverhouding van 1:1. Zorg ervoor dat u de flessen schudt voordat u ze schenkt. Je hebt ongeveer 8-10 gram A en B (16-20 gram in totaal) nodig om één vorm, boven- en onderkant te vullen. Zodra je A en B bij elkaar hebt gegoten, meng je 2-3 minuten met een ijslollystokje. Meng goed, maar probeer niet te krachtig te mengen (dit zal ongewenste luchtbellen veroorzaken die de structurele integriteit van de robot kunnen schaden).

Stap 3: Giet de mallen

Knip een stuk stof (of printerpapier als je geen toegang hebt tot stof) dat iets kleiner is dan de onderste helft van de mal. Plaats de 2 stukken van de bovenste mal op elkaar (Let op: een kant van het bovenste deel van de mal heeft een iets groter gat. Deze kant gaat over het lege gebied van het onderste deel van de bovenste mal. Dit zal de ingangskamer vormen die wordt niet opgeblazen, maar zorgt voor structurele integriteit). Giet de Ecoflex langzaam in de bodemvorm tot deze ongeveer 1/2 vol is. Plaats vervolgens uw stof/papier in de onderste mal en vul deze voor de rest. Vul vervolgens de bovenste mal. Zorg ervoor dat elke kamer volledig vol lijkt. Plaats op een vlakke ondergrond en wacht 3 uur tot de Ecoflex is uitgehard.

Stap 4: Ontvorm beide helften

Na 3 uur is het tijd om te ontvormen! U kunt een pincet gebruiken om de randen van de mallen te traceren, waardoor het gemakkelijker te verwijderen is. De Ecoflex is rekbaar, dus wees niet bang om aan de mal te trekken, maar pas op dat je geen van de dunne delen scheurt. Gebruik voor de bovenste mal de kleine rechthoekige grepen om de zijkanten uit elkaar te wrikken.

Stap 5: verzegel de helften samen

Nu is het tijd om de helften aan elkaar te verzegelen! Maak een nieuwe batch Ecoflex (dit kan een zeer kleine batch zijn) en smeer een DUNNE laag op het onderste stuk. Less is more hier wil je zeker weten dat je het luchtkanaal niet verstopt! Plaats vervolgens de bovenste helft op het onderste stuk en gebruik je ijslollystokje om langs de rand te schilderen waar de twee stukken samenkomen. Doe dit op perkamentpapier of aluminiumfolie (geen keukenpapier omdat de Ecoflex uithardt tot het keukenpapier). Het is een goed idee om tijdens deze stap wat extra Ecoflex tussen de vaste eerste kamer en de tweede kamer te plaatsen. Dit zal dit gebied versterken om ervoor te zorgen dat het niet scheurt wanneer u uw luchtbron erin steekt. Als er wat extra Ecoflex rond de robot komt, hoeft u zich geen zorgen te maken - u kunt dit later met een schaar afknippen. Wacht 3 uur en verwijder dan de robot en snij het overtollige Ecoflex af.

Stap 6: Prik het luchtkanaal door

Neem het uiteinde van een paperclip en gebruik deze om het luchtkanaal te doorboren. Plaats het in het midden, net boven waar het onderste stuk het bovenste stuk raakt. Zorg ervoor dat u de grote kamer doorboort zonder luchtzak (niet de andere kant die een luchtzak heeft!). Het luchtkanaal begint in het midden van de eerste grote kamer, dus je hoeft de paperclip niet te ver in te drukken. Pas op dat u de robot niet te ver indrukt, anders kunt u de robot per ongeluk scheuren.

Stap 7: Testen! Dicht eventuele lekken af indien nodig

Verwijder nu de paperclip en plaats de naald van uw pomp in het gat dat u zojuist met de paperclip hebt gemaakt. Pomp en kijk hoe je robot opblaast!

Probleemoplossen:

• Als u weerstand ervaart wanneer u probeert op te blazen, hebt u het luchtkanaal niet gevonden, probeer dan de naald in de robot te herpositioneren.
• Als je lucht naar buiten hoort stromen, kan je robot een gat hebben. Je kunt een kopje met water vullen en lucht in de robot pompen om te bepalen waar het lek zit (je ziet luchtbellen uit het gat komen). Je kunt het gat markeren met een stift en nog een batch Ecoflex maken om het gat af te dichten.
• Als bepaalde kamers niet uitzetten, is je luchtkanaal verstopt. Je kunt proberen de paperclip te gebruiken om hem te ontstoppen, maar de kans is groot dat je de robot opnieuw moet maken. U hoeft echter niet bang te zijn - de mal is volledig herbruikbaar en u zou voldoende Ecoflex over moeten hebben!

Stap 8: Optionele extra stap: maak een volledig zachte robotklauw

Onder de bestandssectie is er een STL voor een centrale hub. Dit kan 3D worden geprint (het vereist ondersteuning, dus let op welk type ondersteuning je gebruikt om ervoor te zorgen dat het loskomt zonder de dunne buizen te breken) met PLA of een ander filament. De centrale naaf kan worden aangesloten op slangen (1/8 inch buitendiameter) en vervolgens op een luchtpomp (ik gebruikte een aquariumpomp). Nadat je de centrale hub hebt geprint, maak je 4 zachte robotvingers en bevestig je deze aan de 4 buitenste buizen. Bevestig de slang aan de grote slang bovenop de centrale naaf, bevestig de pomp aan het andere uiteinde van je slang, zet je pomp aan en kijk hoe je klauw zich opblaast!

Stap 9:. STL-bestanden

Hier zijn de. STL-bestanden voor de centrale hub en de 3-delige mal!