Пятница, 13 апреля 2018 10:08

Мягкий захват для манипулятора или робота

Оцените материал
(5 голосов)

Существует множество различных видов захватов манипуляторов (конечные эффекторы). Наиболее распространенной варианты при разработке робота является попытка репликации человеческой руки. Однако в 2010 году исследователи из Университета Корнелла и Чикагского университета разработали уникальный подход. Они создали аморфный захват, который смог подстроиться под объект, который он хотел подобрать. Этот захват намного более универсален.

В этом проекте я покажу вам, как сделать свой собственный универсальный захват DIY для ваших роботов.

 

Шаг 1: Предыстория: как это работает

operating principle 1

operating principle 2

operating principle 3

operating principle 5

operating principle 4

 

Этот захват работает из-за процесса, который называется «зажимание». Когда гранулированный материал, такой как кофе, сжимается, он становится очень жестким. По мере увеличения давления увеличивается количество трения между отдельными зернами. Это эффективно блокирует зерна на месте.

 

Возможно, Вы наблюдали это явление при работе с мешками с кофе. Упакованный в вакууме мешок кофейной гущи твердый как камень, пока упаковка остается неповрежденной. Но как только её вскрыть, кофе станет мягким и податливым и может быть высыпан как порошок. Этот процесс происходит со многими зернистыми материалами, такими как рис, кускус и даже песок.

Мы используем этот процесс для создания аморфного захвата манипулятора или робота. Шар заполнен кофейной гущей и прикреплен к воздушному шлангу. Когда воздушный шар слегка под давлением, плотность маленькая и легко подается деформации. Прижимая воздушный шар к объекту, материал будет обволакивать объект принимая его форму. Но когда воздух высасывается из воздушного шара, материал сжимается и захватывает объект. Резиновая поверхность шара также помогает удерживать объект.

Вот видео из Корнельского университета, в котором объясняется процесс:

 

Шаг 2: Материалы

ballon

funnel

coffe

duct tape

air hose

thin cloth

small plastic tube

 

Вот инструменты и материалы, которые Вам понадобятся для этого проекта:

Материалы:

Надувной шар

Пластиковая воронка

Кофейная гуща

Скотч

Воздушный шланг / труба

Тонкая ткань

Маленькая пластиковая трубка (Опционально)

 

Инструмент:

Воздушный насос для перекачки воздуха в воздушный шар и из него (возможно использовать пластиковый шприц при использовании маленького воздушного шара)

Нож

 

Шаг 3: Заполните воздушный шар кофе

add coffe ballon 1

add coffe ballon

add coffe ballon 2FWLGSQ0HTTMZZPR.LARGE

FFOCPMRHTTMZZPU.LARGE

ballon coffe

Первое, что Вам нужно сделать, это заполнить воздушный шар кофейной гущей. Для этого прикрепите баллон на конец короткой трубки. Затем вставьте воронку в другой конец. Столовой ложкой пересыпайте кофе в основание в воронки, и она будет ссыпаться в воздушный шар. Затем удалите воронку и подуйте в трубку, чтобы частично надуть шарик. Это позволит кофе равномерно упасть на дно воздушного шара. По мере того как вы медленно будите сдувать воздух,  материал будут оставаться на дне воздушного шара. Затем вставьте воронку обратно в трубку и повторите процесс.

Продолжайте добавлять кофе. Периодически примеряя шар внутри воронки, чтобы проверить его размер. Необходимо, чтобы воздушный шар торчал около 2,5 см за краем воронки. Как только у вас будет достаточно кофейной гущи в воздушном шаре, Вы можете снять шар с трубки.

 

Шаг 4: Подготовка пластиковой воронки

cut funnel

cut funnel 2

Теперь нам нужно поместить шар с кофе в воронку и вставить горловину воздушного шара через узкое отверстие воронки. К сожалению, большинство кухонных воронок имеют узкую секцию длиной в несколько сантиметров. Это затрудняет процесс.

Поэтому, чтобы это стало проще, я разрезал узкую секцию воронки. Вы можете сделать это с помощью любого острого ножа. После разрезания воронки попробуйте сгладить любые шероховатые края.

 

Шаг 5: Прикрепите воздушный шар к воронке

attach the balloon 1

attach the balloon 2

attach the balloon 3

attach the balloon 4

attach the balloon 5

attach the balloon 6attach the balloon 7

Вставьте горловину воздушного шара через воронку и оберните ее вокруг отверстия на другой стороне. Чтобы зафиксировать шар, я применил небольшие полоски клейкой ленты.

 

Шаг 6: Прикрепите ткань к отверстию воздушного шара

attach fabric 1

attach fabric 2

attach fabric 3

Мы хотим, чтобы кофейная гуща оставалась внутри воздушного шара. Чтобы они не высыпались, я приложил к отверстию небольшой кусок ткани. Это будет действовать как грубый фильтр. Вы должны использовать ткань, которая легко дышит, чтобы воздушный насос мог быстро всасывать и высасывать воздух из воздушного шара.

Плотно оберните ткань вокруг отверстия воронки. Затем закрепите его на месте небольшими полосками клейкой ленты.

 

Шаг 7: Присоедините воздушный шланг к воронке

FQKA2HNHTTN0060.LARGE

FQMT653HTTN006A.LARGE

FDHC2LSHTTN0067.LARGE

FHNFW66HTTN006H.LARGE

FZQJEAOHTTN006O.LARGE

Теперь Вам нужно прикрепить воздушный шланг к воронке. Самый простой способ сделать это - прижать воронку к воздушному шлангу и прикрепить их вместе с несколькими слоями клейкой ленты. Вы должны сделать герметичное уплотнение. Поэтому не стесняйтесь использовать столько ленты, сколько хотите.

 

Шаг 8: Используйте универсальный захват для захвата предметов

grepper test 1 1

gripper test 1 2

gripper test 2 1

gripper test 2 2

FOU6PILHTTN00A3.LARGE

gripper test 4 1

gripper test 4 2.jpg

gripper test 4 3.jpg

gripper test 4 4.jpg

Источник

Теперь Вы готовы использовать универсальный захват для сбора предметов.

Начните с частичного надувания воздушного шара. Это сделает частицы свободными, чтобы они свободно перемещались по объекту. Затем мягко прислоните воздушный шар к объекту. Далее выкачайте воздух из воздушного шара. Продолжайте нажимать на объект, когда шар выкачивается. Воздушный шар будет сжиматься, и фиксироваться вокруг объекта.

Когда весь воздух будет убран из воздушного шара, Вы можете поднять предмет. Пока поддерживается вакуум, захват будет продолжать надежно удерживать объект. Чтобы освободить объект, просто верните воздух в воздушный шар. Затем объект упадет из захвата. Если вы быстро вдуете воздух обратно в воздушный шар, захват будет вытолкнет объект. Вы можете использовать это, чтобы стрелять по маленьким предметам по всей комнате.

Этот захват идеально подходит для роботов с пневматическим приводом. Все, что вам нужно сделать, это подключиться к воздушной линии робота, и вы сможете легко манипулировать множеством объектов.

 

Author

Bender

Я поделюсь с тобой всеми знаниями, которые доступны мне.

Комментарии (0)

There are no comments posted here yet

Оставьте свой комментарий

  1. Posting comment as a guest. Sign up or login to your account.
Вложения (0 / 3)
Share Your Location

О нас

Основой деятельностью портала является показ и объяснение что представляет собой выражени "Робот", "Робототехника", "Законы робототехники", "Мехатроника", "Искусственный интеллект(ИИ)". 

 Если у Вас есть интересная информация по тематике сайта и Вы готовы ей поделиться, - обращайтесь на емайл через форму обратной связи. И мы опубликуем Вашу статью