Bộ gắp robot mềm: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Lĩnh vực rô bốt mềm (rô bốt được làm từ các vật liệu bản chất là mềm như silicon và cao su) đang phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Robot mềm có thể có lợi thế hơn so với các robot cứng vì chúng linh hoạt, thích nghi với môi trường mới và chúng thúc đẩy sự tương tác giữa người và robot an toàn hơn. Đặc biệt, bộ gắp robot mềm có thể hữu ích để cầm nắm các đồ vật mỏng manh mà không gây hư hỏng.

Tài liệu hướng dẫn này đóng vai trò là hướng dẫn chi tiết về cách cấu tạo các "ngón tay" rô bốt mềm có thể dễ dàng vận hành bằng một máy bơm tay đơn giản. Bạn có thể tìm thấy tệp STL cho khuôn 3 mảnh ở cuối trang, ngoài tệp STL cho khuôn trung tâm sẽ cho phép bạn tạo một bộ kẹp rô-bốt mềm 4 ngón hoạt động đầy đủ. Dự án này lý tưởng cho những người đam mê rô bốt mềm cũng như các lớp học, với lượng vật tư cần thiết tương đối ít và thời gian chế tạo nhanh.

Robot mềm trong Có thể hướng dẫn này được lấy cảm hứng từ nhóm nghiên cứu của Whiteside tại Harvard và công việc của họ trong việc tạo ra các mạng khí nén: https://gmwgroup.harvard.edu/soft-robotics. Cảm hứng cũng được rút ra từ các nguồn tài nguyên phong phú tại Bộ công cụ Robot mềm.

Quân nhu

• Máy in 3D (Tôi đã sử dụng LulzBot Taz 5, nhưng bất kỳ máy in nào cũng hoạt động)
• Dây tóc PLA (ABS hoặc bất kỳ loại dây tóc nào khác cũng nên hoạt động, chỉ cần đảm bảo rằng nó tương thích với Ecoflex 00-50)
• Bộ kích thước dùng thử của Ecoflex 00-50. Bạn cũng có thể sử dụng Ecoflex 00-30, nhưng 00-50 bền hơn và được ưu tiên hơn nếu có thể
• Que khuấy hoặc que khuấy cà phê
• Hộp đựng có vạch thể tích để đo Ecoflex. Cũng có thể sử dụng một quy mô nếu bạn có quyền truy cập. Bạn chỉ cần một số cách để đo các phần A và B của Ecoflex thành tỷ lệ 1: 1 theo khối lượng hoặc theo thể tích.
• Vải cotton (khoảng 1 foot vuông sẽ làm được vài con rô bốt)
• Cây kéo
• Cái kẹp giấy
• Bơm bóng

Vật liệu bổ sung tùy chọn (cần thiết cho bộ móng 4 ngón đầy đủ)

• Máy bơm hồ cá
• Ống nhựa (Đường kính ngoài 1/8 inch) - khoảng 2 feet sẽ là rất nhiều

Bước 1: In khuôn của bạn

Bước đầu tiên là in khuôn của bạn. Có 3 miếng, 2 miếng vừa khít với nhau để tạo thành nửa trên và một miếng cho phía dưới. Tôi đã sử dụng PLA, nhưng bạn có thể sử dụng ABS hoặc bất kỳ dây tóc nào khác. Chỉ cần kiểm tra xem vật liệu của bạn có tương thích với Ecoflex 00-50 hay không. Đảm bảo định hướng các bộ phận để bạn không cần tạo tài liệu hỗ trợ.

Bước 2: Trộn Ecoflex 00-50 của bạn

Bước tiếp theo là trộn Ecoflex 00-50. Bạn cũng có thể sử dụng Ecoflex 00-30, nhưng 00-50 có vẻ mạnh hơn một chút và lý tưởng hơn nếu có thể. Lưu ý, tuổi thọ của nồi (thời gian Ecoflex đủ chảy để hoạt động) chỉ là 18 phút, vì vậy bạn nên chuẩn bị vải và khuôn (tham khảo bước tiếp theo) trước khi bắt đầu trộn. Ecoflex 00-50 có 2 phần (A và B) và được trộn theo tỷ lệ 1: 1 theo trọng lượng hoặc theo thể tích. Đảm bảo lắc chai trước khi rót. Bạn sẽ cần khoảng 8-10 gam A và B (tổng 16-20 gam) để lấp đầy một khuôn, trên và dưới. Sau khi đổ A và B vào với nhau, trộn bằng que kem trong 2-3 phút. Trộn đều, nhưng cố gắng tránh trộn quá mạnh (điều này sẽ tạo ra các bong bóng không mong muốn có thể gây hại đến tính toàn vẹn cấu trúc của rô bốt).

Bước 3: Đổ khuôn

Cắt một mảnh vải (hoặc giấy máy in nếu bạn không có vải) nhỏ hơn một chút so với nửa dưới của khuôn. Đặt 2 miếng khuôn trên lại với nhau (Lưu ý: một mặt của phần trên cùng của khuôn có lỗ lớn hơn một chút. Mặt này đi qua vùng trống của phần dưới cùng của khuôn trên. Điều này sẽ tạo thành khoang chứa sẽ không thổi phồng, nhưng sẽ cung cấp tính toàn vẹn của cấu trúc). Từ từ đổ Ecoflex vào khuôn dưới cùng cho đến khi đầy khoảng 1/2. Sau đó đặt vải / giấy của bạn vào khuôn dưới cùng và lấp đầy phần còn lại của khuôn. Tiếp theo, bạn đổ đầy khuôn trên cùng. Đảm bảo rằng mỗi khoang có vẻ đầy hoàn toàn. Đặt trên bề mặt phẳng và đợi 3 giờ để Ecoflex đóng rắn.

Bước 4: Giảm giá cả hai hiệp

Sau 3 giờ, đã đến lúc hạ màn! Bạn có thể dùng nhíp để vạch các cạnh của khuôn để dễ lấy ra hơn. Ecoflex có tính co giãn nên đừng ngại kéo khuôn, nhưng hãy cẩn thận để không làm rách bất kỳ vùng mỏng nào. Đối với khuôn trên cùng, dùng những chiếc giữ hình chữ nhật nhỏ để cạy các cạnh ra.

Bước 5: Gắn kết các nửa lại với nhau

Bây giờ là lúc để niêm phong các nửa lại với nhau! Làm một mẻ Ecoflex mới (đây có thể là một mẻ rất nhỏ) và trải một lớp THIN trên miếng dưới cùng. Ít hơn là nhiều hơn ở đây, bạn muốn chắc chắn để tránh tắc nghẽn kênh dẫn khí! Sau đó, đặt nửa trên lên mảnh dưới cùng và dùng que kem để sơn xung quanh mép nơi hai mảnh gặp nhau. Làm điều này trên giấy da hoặc giấy thiếc (không phải khăn giấy vì Ecoflex sẽ đóng rắn vào khăn giấy). Trong khi thực hiện bước này, bạn nên đặt thêm một ít Ecoflex giữa khoang thứ nhất rắn và khoang thứ hai. Điều này sẽ củng cố khu vực này để đảm bảo nó không bị xé toạc khi bạn đặt nguồn không khí vào. Nếu một số Ecoflex thừa bám xung quanh robot, đừng lo lắng- bạn có thể cắt bỏ phần này bằng kéo sau này. Chờ 3 giờ sau đó tháo robot và cắt bỏ phần Ecoflex thừa.

Bước 6: Thủng kênh dẫn khí

Lấy phần cuối của một chiếc kẹp giấy và dùng nó để chọc thủng ống dẫn khí. Đặt nó ở trung tâm, ngay trên nơi mảnh dưới cùng gặp mảnh trên cùng. Đảm bảo rằng bạn chọc thủng khoang lớn không có túi khí (không phải phía bên kia có túi khí!). Kênh không khí bắt đầu ở trung tâm của khoang lớn đầu tiên, vì vậy bạn không cần phải ấn kẹp giấy quá xa. Hãy cẩn thận để không ấn nó quá xa nếu không bạn có thể vô tình xé toạc rô bốt.

Bước 7: Kiểm tra! Bịt kín mọi chỗ rò rỉ nếu cần thiết

Bây giờ, tháo kẹp giấy và đặt kim bơm của bạn vào lỗ bạn vừa tạo với kẹp giấy. Bơm và xem robot của bạn phồng lên!

Xử lý sự cố:

• Nếu bạn gặp lực cản khi cố gắng thổi phồng, bạn vẫn chưa tìm thấy đường dẫn khí, hãy thử đặt lại vị trí kim trong rô-bốt.
• Nếu bạn nghe thấy không khí tràn ra ngoài, robot của bạn có thể bị thủng. Bạn có thể đổ đầy nước vào cốc và bơm không khí vào rô-bốt để xác định vị trí rò rỉ (bạn sẽ thấy bong bóng chảy ra từ lỗ). Bạn có thể đánh dấu lỗ bằng bút mài và làm một đợt Ecoflex khác để bịt lỗ.
• Nếu một số khoang nhất định không mở rộng, kênh dẫn khí của bạn bị tắc. Bạn có thể cố gắng sử dụng kẹp giấy để mở nó, nhưng rất có thể bạn phải làm lại robot. Tuy nhiên, không cần phải lo sợ - khuôn hoàn toàn có thể tái sử dụng và bạn nên còn lại nhiều Ecoflex!

Bước 8: Bước bổ sung tùy chọn: Tạo một móng vuốt robot mềm hoàn toàn

Trong phần tệp, có một STL cho một trung tâm. Đây có thể được in 3D (nó yêu cầu hỗ trợ, vì vậy hãy chú ý đến loại hỗ trợ bạn sử dụng để đảm bảo nó sẽ bung ra mà không làm vỡ các ống mỏng) bằng cách sử dụng PLA hoặc bất kỳ dây tóc nào khác. Bộ phận trung tâm có thể được nối với ống (đường kính ngoài 1/8 inch) và sau đó với bất kỳ máy bơm không khí nào (tôi đã sử dụng máy bơm hồ cá). Khi bạn đã in xong trung tâm, hãy tạo 4 ngón tay rô bốt mềm và gắn chúng vào 4 ống bên ngoài. Gắn ống vào ống lớn trên đầu của trung tâm, gắn máy bơm vào đầu kia của ống, bật máy bơm của bạn và quan sát móng vuốt của bạn phồng lên!

Bước 9: Tệp. STL

Đây là các tệp. STL cho trung tâm và khuôn 3 mảnh!