UStepper Robot Arm 4: 5 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Bu mening Robotik qo'limning 4 -chi takrorlanishi, men uStepper stepper boshqaruv paneli uchun ilova sifatida ishlab chiqdim. Robotda 3 pog'onali dvigatel va ishga tushirish uchun servo (asosiy konfiguratsiyada) bo'lgani uchun uStepper bilan chegaralanib qolmaydi, lekin uni istalgan qadamli haydovchi platasi bilan ishlatish mumkin.

Dizayn sanoat palletizator robotiga asoslangan va nisbatan sodda. Shu bilan birga, men son -sanoqsiz soatlarni dizaynni ishlab chiqishga sarfladim va uni yig'ish qulayligi uchun, shuningdek qismlarni chop etish qulayligi uchun optimallashtirdim.

Men dizaynni bosib chiqarish qulayligi va yig'ilishning soddaligi bilan qildim. Bu ikkita parametrni yaxshilashning iloji yo'q, lekin menimcha, men uzoq yo'lni bosib o'tdim. Bundan tashqari, men sanoat robototexnika bilan shug'ullanishni istagan darajaga tushirmoqchiman, chunki buni oddiy usulda bajarish mumkinligini ko'rsatib, uni boshqarishning matematikasi!

Ikkala dizayn haqida ham konstruktiv fikr -mulohazalar bilan izoh qoldiring, lekin eng muhimi, men uni hamma uchun (ayniqsa, matematikaga) qanday qulay qilish haqida.

1 -qadam: Kerakli qismlar, 3D bosib chiqarish va yig'ish

Siz bilishingiz kerak bo'lgan hamma narsa montaj qo'llanmasida. Ham sotib olingan, ham bosilgan qismlar va yig'ish bo'yicha batafsil ko'rsatma bilan batafsil BOM mavjud.

3D bosib chiqarish 0,2 mm qatlam balandligi va 30 % to'ldiruvchi o'rtacha sifatli 3D printerda (FDM) amalga oshiriladi. Siz bu erda qismlar va ko'rsatmalarni eng so'nggi iteratsiyasini topishingiz mumkin:

2 -qadam: Kinematika

Qo'lni oldinga siljitish uchun siz matematikani bajarishingiz kerak: OI bu turdagi robotlarga tegishli kinematikaning nisbatan sodda ta'rifi uchun ko'p joylarni ko'rib chiqdim, lekin men ishonganini topmadim. ko'pchilik odamlar tushunadigan darajada edi. Men kinematikaning o'z versiyasini faqat trigonometriyaga asoslangan holda qildim, lekin matritsali o'zgarishlarni emas, agar siz ilgari bu narsalar bilan hech qachon ishlamagan bo'lsangiz, juda qo'rqinchli bo'lib tuyulishi mumkin - ammo, bu robot uchun ular juda oddiy, chunki bu atigi 3 DOF.

Menimcha, ilova qilingan hujjatdagi yondashuvim tushunarli darajada sodda tarzda yozilgan. Lekin ko'rib chiqing va bu sizga mantiqiymi yoki yo'qligini bilib oling!

3 -qadam: Kinematikani kodlash

Kinematikani men ilgari bergan hisoblar bilan ham tushunish qiyin bo'lishi mumkin. Bu erda, birinchi navbatda, Oktavni amalga oshirish - Oktava - Matlabda topilgan bir xil xususiyatlarga ega bo'lgan bepul vosita.

L1o = 40; Zo = -70; L_2 = 73.0; Au = 188.0; Al = 182.0; Lo = 47.0; UPPERARMLEN = Au; LOWERARMLEN = Al; XOFFSET = Mana; ZOFFSET = L_2; AZOFFSET = Zo; AXOFFSET = L1o; disp ('Kodni amalga oshirish') disp ('Kirish burchaklari:') rot = deg2rad (30); o'ng = deg2rad (142.5); chap = deg2rad (50); rad2deg (rot) rad2deg (o'ngda) rad2deg (chapda) T1 = rot; #base T2 = o'ng; #yelka T3 = chap;) z = ZOFFSET + sin (o'ngda)*LOWERARMLEN - cos (chapda - (pi/2 - o'ngda))*UPPERARMLEN + AZOFFSET k1 = sin (chapda - (pi/2 - o'ngda))*UPPERARMLEN + cos (o'ngda)* LOWERARMLEN + XOFFSET + AXOFFSET; x = cos (rot)*k1 y = sin (rot)*k1 ## teskari kinematika XYZ dan burchak olish uchun: rot = atan2 (y, x); x = x - cos (rot)*AXOFFSET; y = y - sin (rot)*AXOFFSET; z = z - AZOFFSET -ZOFFSET; L1 = sqrt (x*x + y*y) - XOFFSET; L2 = sqrt ((L1)*(L1) + (z)*(z)); a = (z)/L2; b = (L2*L2 + LOWERARMLEN*LOWERARMLEN - UPPERARMLEN*UPPERARMLEN)/(2*L2*LOWERARMLEN); c = (LOWERARMLEN*LOWERARMLEN + UPPERARMLEN*UPPERARMLEN - L2*L2)/(2*LOWERARMLEN*UPPERARMLEN); o'ng = (atan2 (a, sqrt (1-a*a)) + atan2 (sqrt (1-b*b), b)); chap = atan2 (sqrt (1-c*c), c); ## chiqish hisoblangan burchaklar disp ('Chiqish burchaklari:') rot = rad2deg (rot) o'ng = rad2deg (o'ng) chap = rad2deg (chap)

Yuqoridagi skript yordamida siz asosan oldinga va orqaga kinematikaning tayyor kodiga ega bo'lasiz.

Oldinga siljish kinematikasi yordamida siz ma'lum burchak burchaklar to'plami qaerda bo'lishini hisoblashingiz mumkin. Keyin teskari kinematika (teskari yo'nalishda) kerakli x, y, z pozitsiyasida qanday dvigatel burchagiga ega bo'lish kerakligini hisoblab chiqadi. Dvigatel harakatiga cheklovlar kiritilishi kerak, masalan. aylanma tayanch faqat 0 dan 359 darajagacha bo'lishi mumkin. Shunday qilib, siz mumkin bo'lmagan lavozimlarga bormasligingizga ishonch hosil qilasiz.

4 -qadam: Vazifani bajarish

Biz kinematika kutubxonasini joriy qilishda unchalik yaxshi emasmiz, shuning uchun men hozircha ta'minlay olmayman. Lekin men sizga qanday ishlashini ko'rsatadigan videoni ko'rsatishim mumkin. UStepper S taxtalarida joylashgan disklarning oqilona sifatidan tashqari, rulman va kamar haydovchisidan foydalanish tufayli u ancha barqaror va silliq.

5 -qadam: Qo'shimcha oxirgi effektorlar

Men 3 ta qo'shimcha effekt yaratdim. Ulardan biri gorizontal ushlagich, ikkinchisi oddiy Evropa pivosi yoki sodali suv idishiga mos keladi, va nihoyat, siz vakuum stakaniga, nasosga va valfga o'rnatishingiz mumkin bo'lgan vakuumli ushlagich bilan jihozlangan.

Hammasi bu erda bo'ladi yoki mavjud (3D STL fayllari va ko'rsatmalari):