Tensegrity yoki Double 5R parallel robot, 5 o'qi (DOF) arzon, qattiq, harakatni boshqarish: 3 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

DrewrtArtInventing.com tomonidan Muallifning boshqa maqolalarini kuzatib boring:

Haqida: So'nggi o'n yil mobaynida men sayyoramiz yaqin kelajakda yashab qolishi mumkinligidan juda xavotirdaman. Men rassom, dizayner, ixtirochi, barqarorlik masalalariga e'tibor qaratganman. Men diqqatimni jamladim … Drewrt haqida ko'proq ma'lumot »

Umid qilamanki, bu sizning kuningiz uchun eng zo'r g'oya deb o'ylaysiz! Bu 2 -dekabr, 2019 -yil yakunlanadigan Instructables Robotics tanloviga kirish

Loyiha hakamlarning oxirgi bosqichiga etib keldi va men xohlagan yangilanishlarni qilishga ulgurmadim! Men bu bilan bog'liq bo'lgan, lekin to'g'ridan -to'g'ri emas. Davom etish uchun Meni kuzatib boring! va sharh bering, men ko'rgazmali odamman, shuning uchun sizning fikrlaringizni ko'rishni yaxshi ko'raman

Bundan tashqari, men loyihamning 5R aloqasi versiyasining elektronikasida yordamga umid qilaman, menda Pi ham, Arduino ham, haydovchi qalqoni ham bor, lekin dasturlash mendan biroz tashqarida. Bu ish oxirida.

Men bunga hech qanday vaqt sarflamaganman, lekin men bosib chiqargan qurilmani o'z qo'li bilan ishlashga vaqti bo'lgan odamga olishni xohlardim. Agar xohlasangiz, sharh qoldiring va yukni to'lashga tayyor bo'ling. O'rnatilgan taxtani ham hisobga olganda, bu taxminan 2,5 kg. Men arduino va motor qalqoni bilan ta'minlayman, va u 5 ta servo o'rnatilgan. Kim xohlasa, etkazib berishni miloddan avvalgi Nelsondan to'lashi kerak bo'ladi.

Agar siz BIG robotlar, FAST robotlar va yangi g'oyalarga qiziqsangiz, o'qing !

Bu mening fikrimcha, 5 o'qli robot -oyoq, qo'l, oyoq yoki segmentni Tensegrity yoki Delta+Bipod 5R kinematikasini yaratishning yangi usullari

Boston Dynamics Big Dog -da bo'lgani kabi, 3 o'qli oyoq, oyoqni 3 o'lchamli bo'shliqqa qo'yishga imkon beradi, lekin oyoqning sirtga nisbatan burchagini boshqara olmaydi, shuning uchun oyoqlar har doim yumaloq bo'ladi va siz osonlikcha qila olmaysiz. qazish yoki barqarorlashtirish uchun oyoq barmoqlari yoki tirnoqlari bor. Tepaga chiqish juda qiyin bo'lishi mumkin, chunki dumaloq oyoq tanasi oldinga siljiganida tabiiy ravishda aylanadi

5 o'qli oyoq "oyog'ini" istalgan burchak ostida joylashtirishi va ushlab turishi mumkin, chunki uning tanasi harakat oralig'idagi istalgan nuqtada harakatlanadi, shuning uchun 5 o'qi ko'proq tortish kuchiga ega va ko'proq oyoq yoki asboblarni joylashtirish variantlari bilan ko'tarilishi yoki manevr qilishi mumkin

Umid qilamanki, bu fikrlar sizga 3 o'qli bo'shliqda (agar u juda katta bo'lsa ham) 5 o'qli "oyoq" ni qanday yasashni va manevr qilishni ko'rishga imkon beradi, agar oyog'ining o'zi aktuatorlar og'irligini ko'tarmasa. Oyoq - bu biz o'ylagandek tuzilishga ega bo'lmagan, hech qanday ilmoqlar, bo'g'inlar, faqat ishlaydigan vintlardek kuchlanuvchi zo'riqish turi

Engil "oyoq" ni juda tez va silliq siljitish mumkin, bunda og'ir oyog'iga va unga biriktirilgan haydovchi dvigatellariga qaraganda past inertial reaktsiya kuchlari boshqariladi

Harakatlantiruvchi kuchlar juda keng tarqalgan, shuning uchun oyoq -qo'l juda yengil, qattiq bo'lishi mumkin va haddan tashqari yuklanish holatlariga bardoshli bo'lishi mumkin, shuningdek, uning montaj tuzilishiga katta yuklamasligi mumkin. Uchburchak shaklidagi tuzilma (bir xil parallel, harakatlanuvchi menteşeler), tizimdagi barcha kuchlarni 5 o'qli juda qattiq va engil tizimni ishga tushirgichlar bilan birlashtirishga olib keladi

Bu fikrni chiqarishning keyingi bosqichida, bu erda ko'rsatma yoki 2, men 3 o'qli oyoq bilagini qo'shish usullarini ko'rsataman, bunda qo'shilgan o'qning kuchi va massasi oyoq -qo'l emas. "To'piq" chap va o'ngga aylana oladi, oyog'ini yoki panjasini yuqoriga va pastga egib, oyog'ini yoki 3 nuqtali panjasini ochadi va yopadi. (8 eksa yoki DOF)

Men bularning barchasiga Tensegrity -ni o'rganish va o'ylash orqali keldim, shuning uchun men bir lahzani pastda o'tkazaman

Tensegrity - bu tuzilishga boshqacha qarash

Vikipediyadan "Tensegrity, taranglik yaxlitligi yoki suzuvchi siqilish - bu siqilgan elementlar (odatda panjaralar yoki strutslar) bir -biriga tegmasligi uchun uzluksiz kuchlanish tarmog'ida siqishda izolyatsiya qilingan komponentlardan foydalanishga asoslangan tuzilish printsipi. Oldindan siqilgan kuchlanishli elementlar (odatda kabellar yoki tendonlar) tizimni fazoviy ravishda ajratib ko'rsatishadi. [1]"

Tensiongrity - bu bizning hujayralarimizdan umurtqalargacha bo'lgan anatomiyamizning asosiy tizimli tizimi bo'lishi mumkin, tensensiya printsiplari, ayniqsa, harakat bilan bog'liq bo'lgan tizimlarda ishtirok etgandek tuyuladi. Tensegrity jarrohlar, biomexanizistlar va NASA robotologlarining tadqiqotiga aylandi, ular bizning qanday ishlashimizni, shuningdek mashinalar qanday qilib bizning chidamlilik, samaradorlik va engil tuzilishga ega bo'lishini tushunishga intilishadi.

Tom Flemonning umurtqa pog'onasidagi dastlabki modellaridan biri

Men Salt Spring orolida Tensegrity, tadqiqotchi va ixtirochi Tom Flemons haqidagi dunyoning ajoyib manbalaridan biri bilan yashaganimdan baxtiyorman.

Tom deyarli bir yil oldin o'tdi va uning veb -sayti hali ham uning sharafiga saqlanib qolgan. Bu umuman Tensegrity uchun, ayniqsa Tensegrity va Anatomiya uchun ajoyib manba.

intensiondesigns.ca

Tom menga zo'ravonlikni hayotimizga qanday qo'llash kerakligi haqida ko'proq odam borligini ko'rishga yordam berdi va uning tuzilishini minimal tarkibiy qismlarga qisqartirish orqali bizda engilroq, bardoshli va egiluvchan tizimlar bo'lishi mumkin edi.

2005 yilda, Tom bilan gaplashayotganda, men nazorat qilinadigan zo'ravonlikka asoslangan robot -a'zolar haqida fikrga keldim. Men boshqa narsalar bilan band edim, lekin asosan yozishmalarim uchun bu haqda qisqacha ma'lumot yozdim. Men uni unchalik keng tarqatmaganman va u faqat o'sha paytdan beri men bilan vaqti -vaqti bilan odamlar bilan gaplashib yurgan.

Men qaror qildimki, muammoning bir qismi uni yanada rivojlantirishda, men dasturchi emasman va bu foydali bo'lishi uchun uni dasturlash kerak. Shunday qilib, men uni boshqalarga e'lon qilish uchun qaror qildim, umid qilamanki, boshqalar bortga tushib, undan foydalanishadi.

2015 yilda men Arduino tomonidan boshqariladigan zo'riqish tizimini yaratishga harakat qildim, lekin mening dasturlash ko'nikmalarim bunga mos kelmadi, men ishlatgan mexanik tizim, boshqa muammolar qatorida, kuchsiz edi. Men topgan bitta katta muammo shundaki, kabelning kuchlanishli versiyasida tizim keskinlikni saqlab turishi kerak, shuning uchun servo doimiy ravishda bir -birini yuklaydi va juda aniq bo'lishi kerak. Men sinab ko'rgan tizimda bu mumkin emas edi, qisman, chunki RC servolarining noto'g'ri ekanligi, kelishilgan holda 6 ta bo'lishni qiyinlashtiradi. Shunday qilib, men uni bir necha yilga chetga surdim … Keyin

O'tgan yilning yanvar oyida men Autodesk 360 Fusion -ni yozish ko'nikmalarini takomillashtirish ustida ishlayotganda va 3D -printerim yordamida loyihalar qurmoqchi bo'lganimda, men yana jiddiyroq o'ylay boshladim. Men kabel orqali boshqariladigan robotlarni o'qishni o'qigan edim va ularni dasturlash men hal qilishimdan ko'ra murakkabroq narsa bo'lib tuyuldi. Va keyin, bu yoz, ko'plab delta robotlari va 5R parallel harakatlanish tizimlarini ko'rib, men ularni birlashtirish mumkinligini angladim va bu mening tensegrity robotimda tasavvur qilgan 5+ o'qi harakatini amalga oshirishning boshqa, keskin bo'lmagan yo'nalishi.. Bu RC servo bilan ham amalga oshirilishi mumkin edi, chunki servoning hech bir ishi boshqasiga zid emas, shuning uchun pozitsiyaning noaniqligi uni yopmaydi.

Bu ko'rsatmada men ikkala tizim haqida ham gaplashaman. Tensegral va egizak 5R parallel. Oxirida, musobaqa tugagach, menda egizak 5R ART a'zosi uchun barcha chop etiladigan fayllar bo'ladi.

Men ART limb robot simulyatorimning Tensegral versiyasi uchun 3D bosma qismlarini ham qo'shaman. Men qudratli blok yasash uchun vintlar va boshqaruv elementlarini ishlab chiqa olaman deb o'ylaydigan odamlardan eshitishni istardim. Bu bosqichda ular mendan tashqarida bo'lishi mumkin, lekin Tensegrity -ga asoslangan simi tizimlari engilroq, tezroq va pastki qismlar soniga ega bo'lishi mumkin, shuningdek, haddan tashqari yuklanishlar va avariyalarda chidamli bo'ladi. O'ylaymanki, ular yanada dinamik boshqaruv strategiyalarini talab qiladi, chunki tizim, ehtimol, pozitsiya va yuk bo'yicha teskari aloqa bilan eng yaxshi ishlaydi.

Shu bilan bir qatorda, men tasvirlab bergan qatlamli yoki egizak 5R parallel alternativa, har qanday aktuatorning boshqasi bilan ishlashini talab qilmaydi, shuning uchun pozitsiya xatosiga nisbatan ancha bardoshli bo'ladi va aktuatorlarning minimal sonini 6 dan kamaytiradi. 8 dan 5. Oxir -oqibat men ikkalasining ham bir nechta versiyasini quraman va ularni o'z yurish Mexamni yaratish uchun ishlataman, lekin bu keyinroq …. Hozirgacha…..

1 -qadam: Tetraedrning aks ettirilgan juftligidan taranglik roboti?

Nima uchun Tensegrity?

Oyog'ini yuqori aniqlikdagi vintlardek tortish tarmog'iga osib qo'yishning afzalliklari nimada?

Tez, samarali, past narx,

Dizaynda siz biror narsani Adan Bgacha ko'chirishingiz kerak bo'lganda, sizda ko'pincha tanlov bo'ladi, ob'ektni surish yoki tortish. Buckminster Fuller singari dizaynerlar shuni ko'rsatdiki, itarib yuborishning katta afzalliklari bor. Buki o'zining gumbazlari bilan tanilgan bo'lsa -da, keyinchalik uning zilzilaga bardoshli binolari ko'pincha betondan yasalgan minoralar bo'lib, pollari qo'ziqorindan tepaga osilgan edi.

Kuchlanish elementlari simi yoki zanjir kabi tortadi, ular yuk ko'taruvchi yuklarni ko'tarish majburiyatidan qutulib qoladi, shuning uchun ular yengilroq bo'lishi mumkin. Shlangi silindr va liftni ko'tarish apparati 50 tonnani tashkil qilishi mumkin, bu erda kabel tizimining og'irligi atigi 1.

Shunday qilib, Tensegral oyog'i yoki oyoq -qo'llari tez, engil va qattiq bo'lishi mumkin va hamma o'qda ortiqcha yuklashga bardoshli bo'lishi mumkin.

2 -qadam:

Ideal geometriya nima? Nega bir -biriga o'xshash uchburchaklar? Qancha kabel?

Bu bir -biriga zid keladigan geometriya yordamida kengroq harakat doirasini yaratish mumkin. Bu to'q sariq rangli misolda men pushti rangli misolda ishlatilgan aks ettirilgan tetraedrlar o'rniga aks ettirilgan piramidalarni (har bir uchida 4 ta nazorat chizig'ini) ishlatardim. Har bir uchi uchun to'rtta bog'lash nuqtasiga ko'tarilish. (12, 3, 6, 9 pozitsiyalarda) katta harakat maydonini beradi. Pushti geometriyaning 3 -burilish nuqtasida bum boshqariladigan maydondan "chiqib ketishi" mumkin bo'lgan ko'proq o'ziga xosliklar mavjud. Bog'lanish punktlari sonining ko'payishi ham ishdan bo'shatishga olib kelishi mumkin.

3 -qadam: Delta Plus Bipod = 5 o'qli oyoq

Bir juft 5R parallel robotlar + Yana bitta = 5 o'qli harakat

Ko'rib turganimdek, 5 o'qli "oyoq" ni boshqarish uchun oddiy mexanizm - bu 5R yo'nalishlarini nazorat qilib egish uchun 5R bitta mustaqil bog'lanishdan, shuningdek 5R yagona bog'lamdan foydalanish.

Menda yana ko'p narsa bor, lekin men bu haqda fikr -mulohaza olishim uchun u erdan olishni xohlardim.

Robototexnika musobaqasida ikkinchi o'rinni egalladi