6-axis Arm - manipulator sześcioosiowy

Awatar użytkownika
Psor
Posty: 47
Rejestracja: 13 lip 2016 09:53
Rok urodzenia: 1999

6-axis Arm - manipulator sześcioosiowy

Post autor: Psor »

Jakiś czas po tym jak na światło dziennie wystawiłem z warsztatu moje poprzednie ramię zdałem sobie sprawę, że w rzeczywistości jest niezbyt praktyczne. Moment, w którym po długich miesiącach zastanawiania się nad modelem i idealizowania go w głowie dochodzimy do wniosku, że to nad czym pracowaliśmy jest zwyczajnie "ograniczone" bywa rozczarowujący... Każdy kto choć raz doświadczył tego uczucia zapewne wie o co chodzi. Tak czy inaczej mając do wyboru zwinąć się w kulkę i gorzko zapłakać a stworzyć kolejny, inny, a być może nawet lepszy pod wieloma względami model nie zastanawiamy się długo. Przynajmniej ja. I taka właśnie jest geneza powstania tego co widzicie - sześcioosiowego ramienia z PF tworzonego na wzór fabrycznych robotów produkcyjnych.

Obrazek

Pisząc ograniczone w powyższym paragrafie miałem na myśli w szczególności zakres ruchów mojego poprzedniego robota. Był bardzo ograniczony, głównie ze względu na to, że w pierwszej kolejności skupiłem się na budowie dłoni, przedramienia i nadgarstka pozostawiając największe partie (tylną część ramienia i podstawę) bez "interwencji automatyka". Miało to oczywiście swoje plusy, nie musiałem przecież tworzyć mocno obciążonych dodatkowych osi obrotu w okolicach barku, co i tak pewnie dla wielu wydałoby się niemożliwe.

Ciekawszym rozwiązaniem później wydało mi się wówczas stworzenie mniej humanoidalnej a bardziej robotycznej ręki, na której można by było odtworzyć znacznie szerszy wachlarz sztuczek typu: zabawa z jabłkami i przenoszenie technicowych kół. Takim idealnym wzorcem są oczywiście, pewnie większości znane manipulatory wieloosiowe. Są to maszyny najczęściej wykorzystywane jako roboty produkcyjne do pracy w fabrykach ze względu na swoją uniwersalność. W ogóle Technica odziwo spotkałem się z dosyć małą liczbą tego typu konstrukcji, a te, które widziałem najczęściej nie budziły we mnie większego wow. Ale ponieważ w wielu przypadkach wyjątek potwierdza regułę, tak i w tej dziedzinie na uwagę niewątpliwie zasługuje robot azjatyckiego konstruktora akiyuky:

https://www.youtube.com/watch?v=7zobzqcsjIQ&t

Trzeba przyznać, że mimo surowego wyglądu działa to bardzo zwinnie i może posłużyć za wzór jeszcze wielu innym fanom klockowej mechatroniki, zważywszy w szczególności na to, że niemal wszystkie ważniejsze elementy są na tym filmie widoczne. Bardziej wykwintni koneserzy mogą obecnie już tylko zadowolić się rzeczywistymi manipulatorami od firm KUKA, ABB czy Mitsubishi.

Obrazek

Nie szukając dalej, zacząłem budować. Początkowo segment umiejscowiony bezpośrednio za chwytakiem, który niejako mieścił w sobie 3 pomocnicze osie, a później przyszły zamówione obrotnice i zabrałem się za całą resztę. O ile na początku było łatwo, później, w szczególności wtedy gdy do gry weszły większe obciążenia zabawa się skończyła a zaczęła agonia zmieniania ogólnej struktury i metod poruszania poszczególnymi sekcjami. Początkowo chciałem do tego wykorzystać jedynie silniki z solidnie przyłączoną przekładnią ślimakową, ale naprężenia stały się tak duże, że nawet ku mojemu zdziwieniu ślimak z zębatką 24z zamknięty w jednoczęściowej obudowie nie pomógł... A wszędzie tam gdzie fizyka nie pozwala, trzeba po prostu zmienić plany. I tak ostatecznie zdecydowałem się na użycie siłowników śrubowych. Wspominałem już, że nawet wtedy w wyniku przeciążenia uszkodził mi się jeden z silników XL?

Obrazek

Całą konstrukcję natomiast udało mi się ustawić na łożysku zrobionym z żółtych ćwiartek zębatych od 42055. Zrobione było to tak, że dwa pierścienie zostały wyłożone 60 sztukami okrągłych kafelków 1x1, co w rezultacie daje bardzo dobrą redukcję tarcia i dzięki temu zabiegowi możliwe było obracanie całością z wykorzystaniem jednej PF L-ki. To genialne w swej prostocie rozwiązanie widziałem kiedyś na jednym z filmów Sariela.

Obrazek

Koniec końców, powstał model, który zaliczyłbym raczej do konstrukcji prezentacyjnych, ale nadal mniej praktycznych na co wpływa m.in. uszkodzenie silnika podczas budowy - w jego wyniku musiałem się zdecydować napędzać funkcję ręcznie co trochę trwa. Podobna sytuacja wynikła też z kompresorem do chwytaka - po paru próbach zdecydowałem się na osobną pompkę z zewnętrznym zaworem. Ciekawych doświadczeń przysporzyło też modelowanie robota. A ponieważ w dużej mierze mechanika modelu mimo faktu wystąpienia wszystkich sześciu osi i chwytaka kasku nie urywa, postanowiłem, że robot będzie przynajmniej wyglądać dobrze, w końcu model jak zakładam, będzie mi służył głównie do celów prezentacyjnych. I tak trafiamy na panele #13 i #14, które w żółci występują jedynie w 3 zestawach po 2 szt. w każdym, a ich ceny na BL zaczynają się od 28 zł za sztukę... Na szczęście nie musiałem tyle bulić :)

https://www.youtube.com/watch?v=LEbUUOfdNLM
Awatar użytkownika
dzidek1983
Stowarzyszenie Zbudujmy.to
Posty: 5469
Rejestracja: 21 sie 2015 08:38
Rok urodzenia: 1983
Lokalizacja: Mielec
Kontakt:

Re: 6-axis Arm - manipulator sześcioosiowy

Post autor: dzidek1983 »

Howard coś takiego zrobił? Te same intencje??
Something, something, something, dark side... Something, something, something, complete...
Awatar użytkownika
jetboy
Stowarzyszenie Zbudujmy.to
Posty: 15905
Rejestracja: 09 lip 2013 17:03
Rok urodzenia: 1973
Lokalizacja: Warszawa koło Otwocka
Kontakt:

Re: 6-axis Arm - manipulator sześcioosiowy

Post autor: jetboy »

Ciekawa konstrukcja, ale robiła by wielększe wrażenie gdybyś ją dopieścił i jednak opracował mechaniczne sterowanie do ramienia i pompki, tak żeby wszystkim dało się sterować z jednego panelu kontrolnego. Sterowanie mindstormem to w ogóle było by coś!

Ale i tak podziwiam, bo prezentuje się ładnie i w sumie sprawnie działa. Mam jeszcze pytanie jak podstawa jest przyczepiona do ramienia i jakim cudem się to nie przewraca? ;)
_____________________________________________
To KLOCKI LEGO, można z nich zbudować WSZYSTKO!
Neo
Posty: 9
Rejestracja: 31 mar 2015 19:00
Rok urodzenia: 1970

Re: 6-axis Arm - manipulator sześcioosiowy

Post autor: Neo »

Brawo za trud podjęty dla zrealizowania projektu.
Sam buduje już drugi manipulator i natrafiłem na podobne problemy, z których podstawowym jest masa manipulatora. Dlatego (jeżeli nie jest to manipulator przygotowany do konkretnego zadania, a jedynie jako pokazowy model) należy zacząć od zredukowania masy, czyli skrócenia maksymalnie długości ramion roboczych. Oczywiście rodzi to inny problem - jak upakować mechanizmy :) Co do obciążenia przekładni to do sterowania przechyłem pierwszego ramienia jest chyba tylko jedno rozwiązanie - 2x ślimak z dużą obrotnicą. W pierwszym manipulatorze pracuje już 3 lata i nie było jeszcze potrzeby wymiany przełożenia mimo, że po pełnym wyprostowaniu obu ramion ma zasięg ponad pół metra. Padło pytanie, jakim cudem się nie przewraca ? Podejrzewam, że jak w moim pierwszym projekcie obciążyłeś podstawę ołowiem :)
Faktycznie Mindstorms daje ogromne możliwości sterowania i automatyki :)

http://youtu.be/gxPnCpvyzX4
ODPOWIEDZ