Pinça robòtica suau: 9 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

El camp de la robòtica tova (robots fabricats amb materials intrínsecament tous, com ara silici i cautxú) ha anat creixent ràpidament en els darrers anys. Els robots suaus poden ser avantatjosos en comparació amb els seus homòlegs durs perquè són flexibles, s’adapten a nous entorns i afavoreixen una interacció més segura entre l’home i el robot. Les pinzas robòtiques suaus, en particular, poden ser útils per manipular objectes delicats sense causar danys.

Aquest manual instructiu serveix de guia detallada sobre com construir "dits" robòtics suaus que es puguin accionar fàcilment amb una simple bomba de mà. Els fitxers STL per al motlle de 3 peces es poden trobar a la part inferior de la pàgina, a més del fitxer STL per a un centre central que us permetrà crear una pinça robòtica suau de 4 dits que funcioni completament. Aquest projecte és ideal tant per als entusiastes dels robots suaus com per les aules, amb relativament pocs subministraments necessaris i temps de fabricació ràpids.

El robot tou d’aquest Instructable s’ha inspirat en el grup de recerca de Whiteside a Harvard i el seu treball amb la creació de xarxes pneumàtiques: https://gmwgroup.harvard.edu/soft-robotics. La inspiració també es va treure dels extensos recursos de Soft Robotic Toolkit.

Subministraments

• Impressora 3D (he utilitzat una LulzBot Taz 5, però qualsevol impressora hauria de funcionar)
• Filament PLA (ABS o qualsevol altre tipus de filament també hauria de funcionar, només cal que us assegureu que sigui compatible amb Ecoflex 00-50)
• Kit de prova de mida Ecoflex 00-50. També podeu utilitzar Ecoflex 00-30, però el 00-50 és més durador i preferible si és possible
• Pal de paletes o agitador de cafè
• Recipient amb marques de volum per mesurar Ecoflex. També podeu utilitzar una balança si teniu accés. Només necessiteu alguna manera de mesurar les parts A i B de l’Ecoflex en una proporció 1: 1 per massa o per volum.
• Teixit de cotó (aproximadament 1 peu quadrat farà diversos robots)
• Tisores
• Clip de paper
• Bomba de bola

Materials addicionals opcionals (necessaris per a una arpa completa de 4 dits)

• Bomba aquari
• Tubs de plàstic (diàmetre exterior de 1/8 de polzada): n'hi haurà uns 2 peus

Pas 1: imprimiu el motlle

El primer pas és imprimir el motlle. Hi ha 3 peces, 2 que encaixen per formar la meitat superior i una per a la part inferior. He utilitzat PLA, però podeu utilitzar ABS o qualsevol altre filament. Només cal que comproveu que el vostre material serà compatible amb Ecoflex 00-50. Assegureu-vos d’orientar les peces perquè no necessiteu generar material de suport.

Pas 2: barregeu el vostre Ecoflex 00-50

El següent pas és barrejar Ecoflex 00-50. També podeu utilitzar Ecoflex 00-30, però el 00-50 sembla una mica més fort i més ideal si és possible. Tingueu en compte que la vida útil de l'olla (el temps amb què Ecoflex és prou fluix per treballar) és de només 18 minuts, de manera que pot ser una bona idea preparar la tela i els motlles (consulteu el següent pas) abans de començar a barrejar. Ecoflex 00-50 es presenta en 2 parts (A i B) i es barreja en una proporció 1: 1 en pes o en volum. Assegureu-vos de sacsejar les ampolles abans d’abocar. Necessiteu aproximadament 8-10 grams d'A i B (16-20 grams en total) per omplir un motlle, superior i inferior. Un cop aboqueu A i B junts, barregeu-ho amb un pal de paletes durant 2-3 minuts. Barregeu bé, però intenteu evitar la barreja massa vigorosa (això crearà bombolles no desitjades que podrien perjudicar la integritat estructural del robot).

Pas 3: Aboqueu els motlles

Talleu un tros de tela (o paper d’impressora si no hi teniu accés) que sigui lleugerament més petit que la meitat inferior del motlle. Col·loqueu les dues peces del motlle superior juntes (Nota: un costat de la part superior del motlle té un forat una mica més gran. Aquest costat passa per sobre de la zona buida de la part inferior del motlle superior. Això formarà la cambra d’entrada que no s’inflarà, però proporcionarà integritat estructural). Aboqueu lentament l'Ecoflex al motlle inferior fins que estigui aproximadament 1/2. A continuació, col·loqueu la tela / el paper al motlle inferior i ompliu-lo la resta del camí. A continuació, ompliu el motlle superior. Assegureu-vos que cada cambra aparegui completament plena. Col·loqueu-lo sobre una superfície plana i espereu 3 hores fins que l'Ecoflex es curi.

Pas 4: Demoldreu les dues meitats

Després de 3 hores, és hora de desemmotllar-se. Podeu utilitzar pinces per traçar les vores dels motlles que facilitaran la seva extracció. L’Ecoflex és elàstic, així que no tingueu por de tirar del motlle, però tingueu cura de no esquinçar cap de les zones primes. Per al motlle superior, utilitzeu els petits agafadors rectangulars per separar els costats.

Pas 5: segellar les meitats juntes

Ara toca segellar les meitats! Feu un lot nou d’Ecoflex (pot ser un lot molt petit) i esteneu una capa PRIMA a la peça inferior. Aquí hi ha menys, voleu estar segur d’evitar l’obstrucció del canal d’aire. A continuació, col·loqueu la meitat superior a la peça inferior i utilitzeu el pal de palets per pintar al voltant de la vora on es troben les dues peces. Feu-ho amb paper sulfuritzat o amb fulla de llauna (no amb tovalloles de paper, ja que Ecoflex es curarà fins a la tovallola de paper). És una bona idea fer aquest pas per posar una mica d'Ecoflex addicional entre la primera càmera sòlida i la segona cambra. Això reforçarà aquesta àrea per assegurar-se que no s'esquinça quan poseu la font d'aire. Si hi ha Ecoflex addicional al voltant del robot, no us preocupeu; podeu tallar-ho amb unes tisores més endavant. Espereu 3 hores i, a continuació, traieu el robot i talleu l'excés d'Ecoflex.

Pas 6: punxeu el canal d'aire

Agafeu l'extrem d'un clip de paper i utilitzeu-lo per punxar el canal d'aire. Col·loqueu-lo al centre, just a sobre del lloc on la peça inferior es troba amb la peça superior. Assegureu-vos que punxeu la cambra gran sense butxaca d’aire (no l’altre costat que té butxaca d’aire!). El canal d’aire comença al centre de la primera cambra gran, de manera que no cal prémer massa el clip. Aneu amb compte de no prémer-lo massa o pot arrencar accidentalment el robot.

Pas 7: proveu! Segellar les fuites si cal

Ara traieu el clip i col·loqueu l’agulla de la bomba al forat que acabeu de crear amb el clip. Bombeu i observeu com el vostre robot s’infla!

Resolució de problemes:

• Si experimenteu resistència quan intenteu inflar-vos, no heu trobat el canal d’aire, proveu de reposicionar l’agulla al robot.
• Si sentiu que surt l’aire, el robot pot tenir un forat. Podeu omplir una tassa amb aigua i bombejar aire al robot per identificar on hi ha la fuita (veureu que surten bombolles del forat). Podeu marcar el forat amb un punxegut i fer un altre lot d’Ecoflex per segellar el forat.
• Si certes cambres no s’expandeixen, el canal d’aire queda obstruït. Podeu provar d’utilitzar el clip de paper per desobstruir-lo, però és probable que hagueu de refer el robot. Tot i que no us fa por, ja que el motlle és totalment reutilitzable i us ha de sobrar Ecoflex.

Pas 8: Pas addicional opcional: creeu una arpa robòtica suau i completa

A la secció de fitxers, hi ha un STL per a un centre central. Es pot imprimir en 3D (requereix suport, per tant, fixeu-vos en el tipus de suport que utilitzeu per assegurar-vos que es desprengui sense trencar els tubs prims) mitjançant PLA o qualsevol altre filament. El hub central es pot connectar a tubs (diàmetre exterior de 1/8 de polzada) i després a qualsevol bomba d’aire (he utilitzat una bomba d’aquari). Quan hàgiu imprès el cub central, feu 4 dits de robot suaus i fixeu-los als 4 tubs exteriors. Col·loqueu el tub al tub gran situat a la part superior del hub central, poseu la bomba a l’altre extrem del tub, engegueu la bomba i observeu com s’infla la vostra urpa.

Pas 9: fitxers. STL

Aquí teniu els fitxers. STL del concentrador central i del motlle de 3 peces.