Como fazer um pequeno robô delta: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Um "robô delta", também conhecido como "manipulador paralelo", é um robô que usa vários braços para mover um atuador. Pode-se conhecê-los tanto pelas máquinas pick-and-place quanto pelas impressoras 3D do tipo delta.

A vantagem de um robô paralelo delta é que os motores de acionamento pesados geralmente estão em uma base, diminuindo o peso do material que se move, tornando esse tipo de robô muito rápido. Alguns podem escolher e colocar 300 peças por minuto! Uma propriedade da versão específica "paralela" é que ela usa paralelogramas para manter a plataforma móvel sempre na mesma orientação.

Decidi fazer um robô delta pequeno, até minúsculo. As motivações que me motivam são divertir-me na arte de consertar, mostrar tecnologia e criatividade aos meus filhos e fazer minha esposa balançar a cabeça. E só porque posso (ou acho que posso). Realmente não há uso para este robô, pelo que eu posso dizer.

Quando digo 'minúsculo', quero dizer que as partes móveis serão minúsculas: o alcance máximo é cerca de 30 mm. Os motores que acionam os braços e o atuador serão relativamente grandes:-)

Divirta-se lendo e possivelmente fazendo-o - ou ainda menor!

E se você tem uma boa ideia sobre um aplicativo comercial, vamos falar de negócios;-)

Etapa 1: Etapa 1: Confecção dos braços

Cada braço de um robô delta / paralelo geralmente consiste em um único "braço" e um duplo "braço". As duas partes do antebraço formam um paralelograma. Três desses conjuntos prendem a plataforma à base. Quando os motores giram qualquer braço, os paralelogramas se movem, garantindo que a plataforma mantenha a mesma orientação. É necessário que as articulações sejam “articulações esféricas” para que possam se mover em todas as direções.

Deixe-nos fazer as armas.

As pequenas juntas esféricas não podem ser obtidas em tamanhos minúsculos, então vamos fazê-las. Eu os criei usando os chamados "conectores de contas" da caixa de suprimento de joias da minha esposa. Usei conectores feitos de cobre, de forma que a soldagem é fácil. Solde dois juntos como na foto para fazer um link.

Use uma haste de metal de 2 mm para fazer os braços. Comece com uma peça de cerca de 60 mm. Dobre uma extremidade de cerca de 10 mm a 90 graus. Moa a ponta da parte longa de forma que pareça uma chave de fenda de cabeça chata - essa ponta vai para o servo. Faça um orifício de 1 mm na extremidade de 10 mm (veja as orientações na imagem) e empurre uma haste de metal de ~ 10 mm x 1 mm - fixe com cola. Agora cole uma conta em cada extremidade da haste de 1 mm.

Na próxima etapa, você pode dobrar os conectores do talão sobre o talão, et voilà (como se costuma dizer na Holanda): uma pequena junta esférica!

Agora faça três braços, então você precisará dobrar três hastes de metal, e com 12 conectores de talão você pode fazer as 6 partes para os braços.

Etapa 2: Etapa 2: Faça a plataforma

A plataforma - a parte que se moverá - tem três conjuntos de juntas esféricas.

Primeiro dobre uma peça em um ângulo de 120 graus. Solde uma segunda peça nele de forma que você obtenha uma estrela de três pontas.

Faça furos nele para as hastes de metal mais finas que formarão as outras juntas esféricas. Certifique-se de que as contas estão na mesma separação das contas na etapa anterior! A precisão é essencial; ser descuidado nesta fase terá como resultado que o deslocamento será difícil de calcular:-)

No lado 'inferior' da plataforma, montei um parafuso M3 com o qual mais tarde fiz a pinça.

Etapa 3: Etapa 3: fazer a base

A base pode ser uma simples placa de madeira - o MDF é fácil de trabalhar. Um triângulo (cantos de 60 graus) é bonito aos olhos. Fiz um orifício triangular para poder olhar de cima, mas não é necessário.

Faça três blocos de madeira ou plástico de cerca de 15x15x15 mm - a altura deve ser tal que haja espaço para fazer um furo na altura do centro do servo quando ele for montado na base - a imagem diz mais.

Faça furos para encaixar perfeitamente os braços bagunçados de 2 mm (eles devem ser capazes de girar, com um pouco de fricção) e cole os blocos na placa de base. Posicione os blocos e os braços conforme ilustrado na figura: quando o braço estiver plano, o ponto central entre as bolas deve estar no centro do robô.

Quase pronto!

Etapa 4: Etapa 4: Montagem dos braços e plataforma

Agora fixe os conectores do talão sobre os talões de base e os talões da plataforma. Agora você já pode mover a plataforma com as mãos e ver como os eixos dos braços giram. Você também pode girar os braços com as mãos para ver como a plataforma responde.

Posicione os três servos (usei 'mini servos') na base. Pressione as 'cabeças de chave de fenda' dos braços na abertura da extremidade de negócios dos servos.

Usei pequenos grampos de cola com os lados longos para cima para fixar os servos: fácil reposicionamento na montagem, e eles fornecem as pernas do robô quando você vira o robô de modo que o atuador fique voltado para baixo. Mova os servos até que a plataforma se mova bem e cada servo tenha o mesmo efeito na plataforma.

Observe também o alcance de cada servo / braço: você não pode ir 'até o fim'.

A parte mecânica delta / paralela do robô está pronta!

Etapa 5: Etapa 5: Controle

Agora você pode usar seu microcontrolador favorito para controlar os servos. Um arduino, uma hélice paralaxe, qualquer coisa que funcione melhor para você. Eu escrevi um programa de demonstração em Spin para a hélice, pelo único motivo de que eu tinha um disponível e meus arduino estavam 'ocupados':-).

O vídeo mostra esta demonstração: alguns movimentos lentos de cada servo individual, e o movimento circular mais rápido demonstrando o poder potencial deste tipo de robôs (se você encontrar um aplicativo para um deste tamanho …:-))

Em anexo estão os arquivos spin contendo a demonstração.

Etapa 6: Etapa 6: um manipulador

Um braço robótico que apenas se move, como um marido perto dos provadores, é inútil. Vamos anexar um manipulador: uma pinça, para pegar objetos. Fiz uma pinça simples e leve, separando o servo de controle e a plataforma.

A pinça é feita dobrando um pedaço de plástico fino em forma de U. Faça um furo no centro de forma que você possa montá-lo em cima do parafuso que prendemos à plataforma. Fixe com dois parafusos.

Para usar o servo remotamente em vez de na plataforma, eu uso um fio em um tubo como os freios de uma bicicleta. Pegue um tubo fino (por exemplo, da fiação elétrica) e empurre um fio rígido através dele. Faça dois orifícios minúsculos na pinça e empurre o arame, dando um nó do outro lado. Se você puxar o fio agora, a pinça se fechará.

Em algum lugar da placa de base monte outro servo e fixe o tubo na vizinhança. Faça com que o servo possa puxar o fio enquanto o tubo permanece parado.

Feito!

Etapa 7: Etapa 7: demonstração completa

Agora testemunhe o poder deste robô delta totalmente armado e operacional.

Atribuí ao meu novo lacaio a importante missão de pegar uma noz M2, girá-la e colocá-la de volta exatamente no mesmo lugar. Como mencionei antes, estou aberto a ofertas comerciais.

Espero que goste do instrutível e se sinta inspirado a fazer um robô delta ainda mais minúsculo.

Alguém tem ideia de como fazer juntas esféricas menores? Alguma ideia de uso? Talvez com um atuador diferente? Uma agulha, uma broca, uma caneta?