Summary
Bu protokol, kertenkeleden ilham alan yumuşak bir robotun üretim, kontrol ve tırmanma performansının değerlendirilmesi için gerçekleştirilecek adımların ayrıntılı bir listesini sağlar.
Abstract
Bu protokol, eğimli düz yüzeylere 84°'ye kadar çıkabilen yumuşak bir robotun üretimi, kontrolü ve performansının değerlendirilmesi için bir yöntem sunar. Üretim yöntemi genel olarak hızlı pnöt bükme aktüatörler için geçerlidir ve bu nedenle, aktüatör üretim alanına yeni gelenler için ilginç olabilir. Robotun kontrolü, keyfi basınç lar sağlayabilen ve sadece satın alınan bileşenler, lazer kesici ve lehim demiri kullanılarak inşa edilebilen bir pnömatik kontrol kutusu ile sağlanır. Robotun yürüme performansı için basınç açısı kalibrasyonu çok önemli bir rol oynar. Bu nedenle, basınç açısı kalibrasyonu için yarı otomatik bir yöntem sunulmaktadır. Yüksek eğimlerde (> 70°), robot artık yürüyen uçağa kendini güvenilir bir şekilde tamir edemez. Bu nedenle, yürüyüş deseni, ayakların yürüyen düzlemde sabitlenebilmesini sağlamak için değiştirilir.
Introduction
İnsanlar ve makineler arasındaki etkileşim sürekli olarak yaklaşıyor. Şirketlerde ve hanelerde artan robot yoğunluğu robot teknolojisi için yeni zorluklar teşkil etmektedir. Sık sık, tehlikeler ayırma yöntemleri tarafından dışlanır, ancak birçok alanda, özellikle evlerde, bu tatmin edici bir çözüm değildir. Yumuşak robotik canlı organizmalar gibi görünen makinelerin yeni türleri geliştirmek için yumuşak malzeme ve yapıların özelliklerini kullanarak bu sorunu çözer1, bu yüzden yumuşak robotlar genellikle biyolojikmodeller2 esinlenmiştir . En yumuşak robotlar iki farklı türde sınıflandırılabilir: mobil robotlar ve robotlar kavrama ve manipülasyon için tasarlanmış3. Yumuşak mobil robotlar için, tipik hareket prensipleri emekleme, yürüme, koşma, atlama, uçan ve yüzme4. Yumuşak robotlar için uygulama başka ilginç alan tırmanma - hareket ve yapışma5bir arada . Yumuşak makineler çok sağlamdır ve yumuşaklıkları nedeniyle çevrelerine zarar veremezler. Bu karakteristik tırmanış için bu robot sınıfı predestines, onlar kolayca bir düşüş hayatta gibi. Sonuç olarak, literatürde6,7,,8tırmanma yeteneğine sahip yumuşak robotlar çeşitli örnekler sunmaktadır.
Bu protokolün amacı, bir kertenkele ilham, tırmanma yumuşak robot9performansını üretmek, kontrol etmek ve değerlendirmek için bir yöntem sağlamaktır. Tasarımı hızlı pnöt yumuşak bükme aktüatörleri10 elastomer yapılmış kullanımına dayanmaktadır. Ancak, başka bir yumuşak aktüatör tasarımı ve / veya malzeme de kullanılabilir. Literatür yumuşak aktüatörler11 ve uygun malzemeler12farklı tasarımları geniş bir yelpazede sunuyor. Sunulan üretim yöntemi mevcut yöntemlere benzer13 ama artan tekrarlanabilirlik ve sağlamlık, en azından yumuşak tırmanma robotu9 durumunda neden bazı değişiklikler içerir. Yöntem genel olarak hızlı pnöt bükme aktüatörler için geçerlidir ve bu nedenle, aktüatör üretim alanına yeni gelenler için ilginç olabilir.
Pnömatik aktüer yumuşak robotları kontrol etmek için literatür farklı çözümler sunmaktadır. Bu düşük maliyetli ve kolay çoğaltmak kontrol panoları13 güçlü ama daha karmaşık panoları14arasında değişir , hangi özel araçlar olmadan yeniden inşa edilemez. Burada, sadece bir lazer kesici ve lehim demiri kullanılarak bir pnömatik kontrol kutusu oluşturmak için kısa bir açıklama sağlanmaktadır. Kontrol kutusu herhangi bir basınç teminini sağlar ve özellikle robotik uygulamalar için önemli olan gerçek zamanlı duyusal geribildirim sunar. Ancak, diğer birçok uygulama için de kullanılabilir.
Protocol
1. Kalıpların basımı
- Kalıplar için *.stl verilerini Ek Veri 1 "CAD/Kalıplar/" adresinden indirin.
- 3B modelleri yazdırma işine dönüştürmek için yazıcıya özgü dilimleme yazılımını kullanın.
- Kalıpları 3B yazıcı kullanarak yazdırın.
- Bir ultrasonik banyoda 15 dakika koyarak baskılı kalıpları temizleyin.
- Bir UV odasında en az 3 saat için kalıpları koyun.
2. Elastomerin hazırlanması
- Bu adımı başlatmadan önce aşağıdakileri toplayın: elastomer (bölüm A ve bölüm B), spatula, plastik bardak, kalıp, ağırlık ölçeği, plastik şırınga, vida kelepçeleri (veya benzeri), iki ilgili delikli akrilik cam plaka, kesici bıçak.
- Bir fincan 1:9 oranında elastomer parçası A ve bölüm B karıştırın. Bardağı bir tartım makinesine yerleştirin. İlk olarak, bölüm B (koyu kırmızı) 5 g ekleyin. Daha sonra, bir spatula kullanarak, parça A (beyaz ve viskoz) 45 g ekleyin.
NOT: Tartım doğruluğunun 1 g. 50 g olduğundan emin olun, bir aktüatör için yeterlidir. Bölüm A bölümü için en iyi yolu bir spatula almak ve drenaj izin vermektir. Kullanılan spatula ile drenaj işlemi başına yaklaşık 6 g mümkündür. - Bardağın kenarında daha fazla beyaz veya kırmızı alan görünene kadar karıştırmaya devam edin.
- Karıştırma işlemi nedeniyle elastomer içinde sıkışıp hava kaldırmak için bir vakum odasına 15 dakika için fincan koyun.
- Karışık elastomeri plastik bir şırıngaya doldurun. Bu, elastomerin çok daha hassas bir şekilde konumlandırılmasını sağlar.
NOT: Ek Şekil 1 bu bölümde açıklanan işleme adımlarını göstermektedir.
3. Üst kısmın imalatı (baz parçası)
- Kalıp üzerine karşılık gelen iki delik ile bir akrilik cam plaka kelepçe. Şırıngayı alt deliğe yerleştirin ve elastomeri kalıba bastırın.
- Karışık elastomer üst delikten çıkana kadar pistonu iterek şırıngaya kuvvet uygulayın.
- Vida kelepçelerini gevşetin ve akrilik cam plakayı yana doğru çekin.
NOT: Yukarı değil, yana doğru çekmek önemlidir. Aksi takdirde, elastomer kalıp dışarı çekilir. - Yükselen hava kabarcıklarını keskin bir aletle delin. Bu mevcut olanları kaldırmak yerine yeni hava kabarcıkları yaratacak gibi çok derin delinmeyin. Bu daha sonra önemli ölçüde aktüatör işlevselliğini etkileyecek gibi büyük kabarcıklar delmek için özellikle önemlidir.
NOT: İsteğe bağlı olarak, vakum odasında ki dolu kalıbı boşaltın ve hala sıkışmış havayı çıkarın. Bunu yaparken, ancak, yükselen hava kabarcıkları yüzeye giderken kalıp sıkışmış ve işlevsel olarak ilgili alanlarda döküm delikler oluşturmak olabilir. Ek Şekil 2 bu olguya göstermektedir. - Kalıbı 65 °C'de 30 dk fırında bekletin.
- Elastomer düzeyi önemli ölçüde düşmüş olup olmadığını 10 dakika sonra kontrol edin. Bu kalıp tamamen sıkı değilse veya sık kullanım nedeniyle hafifçe bükülmüş ise olur. Seviye 1 mm'den fazla düşmüşse, elastomeri yeniden doldurun. Sonra, tedavi devam edin.
- Fırında toplam 30 dakika sonra, kalıp çıkarmak ve bir kesici bıçak ile ekstrüzyon elastomer kesti.
- Bir tornavida ile ayrı levering tarafından kalıp açın. Döküm için ilgili yüzeylere zarar vermemeye dikkat edin.
- Bir önceki adımda sıkışmış olan kalıbın parçasından neredeyse tamamlanmış aktüatörçıkarın.
NOT: Döküm başarılı olup olmadığını görmek için burada ilk görsel kontrol yapılabilir. Onarılamaz kusurlar bulunursa (bkz. Ek Şekil 3),üretim süreci burada durdurulur. Küçük delikler daha sonra onarılabilir. Sızdırmazlık dudağının tüm çevresi boyunca mümkün olduğunca belirgin olması da önemlidir. - Çıkıntılı çapakları kesici bıçakla kesin. Bu bazen çok zahmetli, ama iyi bir sonuç için gerekli.
NOT: Ek Şekil 4 bu bölümde açıklanan işleme adımlarını göstermektedir. Açıklanan adımlar dört bacağın dökümü için geçerlidir (kalıp Ek Dosya 1 "CAD/Kalıplar/small_leg_schwalbe*.stl") ve gövdenin iki temel parçası ("CAD/Kalıplar/small_belly*.stl") bulunabilir. Emme kaplarını (robotun ayakları, "CAD/Kalıplar/emmeKupası*.stl") veya gövdenin alt kısmında ("CAD/Kalıplar/small_torso_base1*.stl") atmak için, döküm için bu kalıplar şırınga için dahili bir bağlantı noktasına sahip olduğundan ve bu nedenle ek akrilik cam plaka gerektirmediği için 3.1 ve 3.3 basamakları hariç aynı işlem adımlarını uygulayın. Toplamda, bacak dört baz parçaları inşa, gövde iki baz parçaları, gövde bir alt parçası, ve dört emme bardak.
4. Alt parçaimalatı (alt kısım)
- Alt kısmının kalıbında bu amaç için sağlanan deliklerden silikon tüp itin, Bkz. Ek Şekil 5.
- Elastomer ile temel parçasının kalıbını doldurun ve köşelere kadar küçük spatula ile dağıtın.
NOT: Elastomer in seviyesi 5 mm'den daha yüksek ve 4 mm'den daha düşük olmamalı ve gömülü tüpü tamamen kapsaymalıdır. Bacakların alt kısmı için kalıp Ek Dosya 1 "CAD /Kalıplar/small_base_schwalbe.stl" bulunabilir. - Kür için 15-20 dk için fırına kalıp koyun. Aşağıdaki adımlar için, alt kısmın üst kısmı ile birleştirilmiş olan süre için kalıp kalır gereklidir.
5. Taban ve alt kısmın birleştirilmesi
- Alt kısmın kalıbını elastomerle doldurun, böylece seviye zaten sertleşmiş elastomerin 1-1,5 mm üzerinde olacak.
- Taban kısmına bir kelebek kanüli yerleştirin ve daha sonra daha kolay bulunabilmesi için delinme alanını işaretleyin. Bu adım, fırında genişleyen havanın kaçabilmesi için gereklidir.
- Alt kalıbın içine taban kısmını yerleştirin ve elastomer banyo içine hafifçe sadece kenarları basın.
- 10-15 dakika fırına aktüatör koyun ve daha sonra kalıp çıkarın.
NOT: Aktüatörün kalıptan çıkarılması kolay olmalıdır. Bunu yapamazsa, ya elastomer henüz tam olarak tedavi edilmez (bu durumda, 10 dakika daha kür süresini artırmak) veya alt kısmı kalıp sıkışmış (bu durumda, daha sert çekilmelidir). Ama genel olarak, aktüatör kolayca serbest bırakılamaz eğer kötü bir işarettir. - Adım 5.2'deki delinme bölgesini kullanarak bir basınç kaynağı bağlayın ve son sızıntı testini yapın, bkz.
NOT: Küçük sızıntılar varsa, bunlar onarılabilir. Küçük bir spatula ve fırında 10 dk ile küçük bir elastomer uygulama sızıntı yı düzeltmek gerekir. Tüm sızıntılar giderilirse, aktüatör hazırdır. Ek Şekil 6 bu bölümde açıklanan işleme adımlarını ve Ek Şekil 7 Bölüm 3-5'te açıklanan tüm süreci göstermektedir. Gövdenin taban ve alt kısmına katılmak için, kalıbı değil alt kısmı doğrudan doldurmadığınız adım 5.1 dışında aynı adımları gerçekleştirin.
6. Tüm uzuvların birleştirilmesi
- Tahta bir tahta üzerinde iğne iğnesi ile birleştirilecek parçaları düzeltin, böylece aşağıdaki işlem adımda bir arada tutulabilir.
- Tamamlayıcı Şekil 8A'dagösterildiği gibi birleştirme yüzeyini elastomer ile kapatın. Birleştirme yüzeyinin temiz ve yağsız olduğundan emin olun. Aksi takdirde, parçalar bu noktada delaminnate olacaktır.
- 10-15 dk boyunca montajı (Bkz. Ek Şekil 8B)fırına koyun.
7. Besleme borusu girişlerinin montajı
- Kelebek kanonunun ekleme noktasını 1 mm Allen tuşu kullanarak 5.2 adımdan daha fazla genişletin.
- Maksimum dış çapı 3 mm olan silikon bir tüpün ucunu deliğin üzerine yerleştirin ve Allen tuşu ile bastırın.
- Girişi küçük bir elastomerle kapatın. Bu aynı zamanda mekanik strese karşı korur.
- Fırına 10 dk için montaj koyun.
NOT: Ek Şekil 9 bu bölümde açıklanan işleme adımlarını göstermektedir.
8. Kontrol kutusunun oluşturulması
- Ek Veri 1 "CAD/ControlBox/" adresinden gövdenin ilgili *.dxf çizimlerini indirin ve lazer kesiciyle kesin.
- Ön panelde Ek Şekil 10A ve Ek Şekil 11'egöre "Kullanıcı Arabirimi Birimi"ni bir araya getirin.
- Ek Şekil 10B ve Ek Şekil 12'yegöre altı "Vana Ünitesi" oluşturun.
- Alt panelde yer alan altı adet "Vana Ünitesi" ve "Kullanıcı Arabirimi Birimi"ni Ek Şekil 10C, Ek Şekil 13 ve Ek Şekil 14'egöre monte edin. İki yan panelleri ve arka paneli birleştirin. Son olarak, üst paneli monte edin.
- Denetim kutusuna gömülü iki tek kartlı bilgisayarı Ek Dosya 1'e göre yapılandırın ve Ek Veri 2'de sağlanan "Kod" klasörünü (tüm alt klasörler dahil) her iki panoya yükleyin.
- Ek Veri 2'de sağlanan "Code/arduino_p_ctr.ino" komut dosyasını kontrol kutusuna gömülü altı mikro denetleyiciye yükleyin.
9. Gömülü ölçüm sistemi ile bir test tezgahı oluşturma
- Kamera tutucunun karşılık gelen *.dxf çizimini Ek Veriler 1 "CAD/TestBench/" adresinden indirin ve lazer kesiciyle kesin.
- Ek Veri 1 "CAD/TestBench" kelepçelerinin karşılık gelen *.stl dosyalarını indirin ve bunları bir 3D yazıcıya yazdırın.
- Kamera tutucuyu Ek Şekil 15'e göre DIN-A1 poster paneliüzerindeki kelepçelerle birleştirin ve kamerayı ve tek kartlı bilgisayarı istenilen yere monte edin.
- Ethernet arabirimini ve tek kartlı bilgisayarın SSH ayarlarını Ek Dosya 1'in Bölüm 4-5'ine göre yapılandırın ve "Kod"(Ek Veri 2)klasörünün tamamını tahtaya yükleyin.
10. Tüm sistemin kurulması
- Yerel bir ağ oluşturun ve "Code/main.py" komut dosyasından doğru IP adresini tüm tek kartlı bilgisayarlara ve izleme için kullanılan bilgisayara atayın veya komut dosyasını buna göre yeniden yazın.
- Ek Şekil 16'dagösterildiği gibi gövdenin her iki ucuna iğne iğnesi yerleştirin, böylece robot yürüyen düzleme sadece pimleri ve ayaklarıyla (emme kapları) temas eder.
- Ek Dosya 2'de verilen görsel işaretleyicileri15'i Bir DIN-A4 sayfasına yazdırın ve makasla kesin.
- İşaretleri Ek Şekil 17'yegöre iğne iğneleri kullanarak robota takın.
- Robotu kontrol kutusuna bağlayın.
NOT: Şekil 1 tüm sistemin kablolama gösterilmektedir.
11. Kontrol kutusunu çalıştırma
- Kontrol kutusunun ana anahtarında güç ve her şey önyükleme kadar bekleyin.
- SSH kullanarak ana tek tahtalı bilgisayara "root" olarak giriş yapın, "Kod" klasörüne göz atın ve kontrol kutusunu" root@beaglebone:~# python3 main.py" komutuyla başlatın. Aynı zamanda, "user@pc:~ python2 monitor.py" komutu ile kişisel bilgisayardaki monitörü başlatın.
NOT: Her iki program da aynı anda az ya da çok başlamalıdır. Denetim kutusunda tek kartlı bilgisayarda çalışan "main.py" programı, izleme için kullanılan kişisel bilgisayara bağlanmaya çalışır. Kişisel bilgisayarda dinleme bağlantı noktası yoksa ("monitor.py" komut dosyası tarafından tetiklenen), monitör başlamaz. "monitor.py" dışında, bu protokolde kullanılan tüm programlar/komut dosyaları python3 ile birlikte çalışacak şekilde tasarlanmıştır. - Bir basınç kaynağını kontrol kutusuna bağlayın (maksimum 1,2 bar).
- Bir vakum kaynağını kontrol kutusuna bağlayın.
12. Robotun kalibrasyonu
- Robotu test bankının yürüyen uçağına yerleştirin. Dik eğimler için, robotu yerinde tutmak için robotun ön kısmı ile yürüyen uçağın üst kısmı arasına bir dize takın.
- Kontrol kutusunda, Ek Şekil 18'degösterildiği gibi "mod 2" düğmesine basarak " desenreferans" modunu etkinleştirin.
- "clb" girişini bulana kadar yukarı ve aşağı düğmelerini kullanarak LCD'de görüntülenen menüde ilerleyin. Ardından enter düğmesine basın.
- Sonraki menüde "mode_4.csv" girişine gidin ve"enter" düğmesine basın.
- Monitörde, Ek Şekil 19'dagösterildiği gibi "kayıt" düğmesine basın.
NOT: "kayıt" düğmesine basıldığında otomatik olarak "Kod/Src/GUI/save.py:save_last_sample_as_csv()"de belirtilen yerde izleme bilgisayarında bir *.csv dosyası oluşturulur, bu klasör "current_exp" (örnek ölçümler Ek Veri 3'tesağlanır). - Kontrol kutusunda kalibrasyon işlemini başlatmak için "fonksiyon 1" düğmesine basın.
- Kalibrasyondan sonra, kaydı durdurmak için monitördeki "kayıt" düğmesine ve basınç denetleyicisini durdurmak için kontrol kutusundaki "fonksiyon 1" düğmesine basın.
- Otomatik olarak oluşturulan "current_exp/*.csv" dosyasını yeniden adlandırın, böylece daha sonra benzersiz bir şekilde tanımlanabilir.
- Ek Veri 4'te sağlanan "Calibration/eval_clb.py" komut dosyasını çalıştırın ve çıktıyı (polinom sığdırma katsayıları) mevcut sözlükiçinde "[robot sürümü]" anahtar sözcüğünün yer aldığı bir giriş olarak "Code/Src/Controller/calibration.py" dosyasında saklayın.
13. Yürüyüş deseni oluşturma
- "Code/Patterns/create_pattern.py" komut dosyasını çalıştırın ve çıktılanan *.csv dosyasını(lar) "Code/Patterns/[robot version]/" klasöründe saklayın.
NOT: Bu komut dosyası, açı referanslarında formüle edilmiş düz yürüyüş8 için önceden tanımlanmış yürüyüş deseni 8'i (bkz. Ek Şekil 20A veya Ek Animasyon 1'ebakınız) robota özgü basınç referanslarına dönüştürür. Dik eğimler için bir yürüyüş deseni oluşturmak için, 222 satırını açıklamadan ederek komut dosyasını değiştirin. Bu Ek Şekil 20B veya Ek Animasyon 2göre bir desen üretecektir. Denetim kutusu tarafından sağlanan desen başvuruları için arayüz, her satırın tüm aktüatörler için ayrı bir ayar noktası tanımladığı *.csv dosyalarından oluşur. Burada, ilk sekiz sütun başvuru baskılarını tanımlar, sonraki dört sütun doğrudan hareket eden valfler için başvuruları tanımlar ve son sütun bu ayar noktasının tutulması gereken zamanı tanımlar. - Kontrol kutusundaki tek kartlı bilgisayarı kişisel bilgisayarla senkronize edin, yani "Kod/Desen/*" klasörünü tahtaya yükleyin. Bu amaçla "main.py" programının kesilmesi gerekir (Ctrl+C).
14. Tırmanma deneyinin gerçekleştirilmesi
- Test edilecek her eğim için 11-13 adımlarını gerçekleştirin.
- Robotu yürüyen düzlemde işaretli noktaya yerleştirin.
- 12.2-12.4 adımlarında açıklandığı gibi bir desen başvurusu seçin, ancak ilk menüde istenilen "robot versiyonu" ("clb" yerine) ve ikinci menüde geçerli eğime göre desen referansını ("mode_4.csv" yerine) seçin.
- Adım 12.5'te açıklandığı gibi kayda başlayın.
- Basınç denetleyicisini etkinleştirmek için "fonksiyon 1" düğmesine basın.
- Robotun en az 6 döngü boyunca yürümesine/tırmanmasına izin verin.
- Monitördeki "kayıt" düğmesine basarak kaydı durdurun (adım 12.7'deki gibi).
- Bir sonraki adımı uygularken robotun düşmeyeceğinden emin olun.
- "fonksiyon 1" düğmesine tekrar basarak basınç denetleyicisini durdurun. Bu da vakum kaynağı duracak, ve sonuç olarak robot düşecek.
- Kaydedilen *.csv dosyasını "ExpEvaluation/[robot sürümü]/[desen türü]/[eğim]/" klasörüne taşıyın.
NOT: Bir sonraki adım için sağlam bir taban olması için her çalıştırmayı en az beş kez tekrarlayın.
15. Deneyin değerlendirilmesi
- Tüm ölçüm verilerini otomatik olarak ifade etmek için Ek Veri 5'te sağlanan "ExpEvaluation/eval_vS11_adj_ptrn.py" komut dosyasını çalıştırın.
NOT: Bu komut dosyası tüm ayakların izini, zaman içinde uygulanan basıncı, zaman içinde tüm uzuvların ölçülen bükme açısını, robotun zaman içinde hızını, zaman içinde robotun yönünü, eğim üzerindeki ortalama hızı (cf. Şekil 2A)ve eğim üzerinde kullanılan enerjinin yaklaşık olarak çıkışını (cf. Şekil 2B).
Representative Results
Sunulan protokol üç şeyle sonuçlanır: yumuşak bir tırmanma robotu, evrensel olarak uygulanabilir bir kontrol kutusu ve robotun tırmanma yeteneğini artıran ve aynı zamanda tüketilen enerjisini azaltan düz hareketi için bir kontrol stratejisi. Bölüm 8'de açıklanan kontrol kutusu, altı kanala kadar (sekiz kanala kadar genişletilebilir) ve ayrıca dört kanalda vakum temini (gerektiği kadar genişletilebilir) üzerinde istenilen basınç seviyesinin sürekli olarak tedarik edilmesini sağlar. "Kullanıcı Arabirimi Birimi" kullanıcının kontrol kutusunu çalışma zamanında kolayca çalıştırmasını sağlar ve monitöre arayüz ölçülen verilerin doğrudan görüntülenmesini ve csv-dosyası olarak kaydedilmesini sağlar. Denetim kutusunun desen-başvuru modu, kullanıcıya önceden tanımlanmış desenleri döngüye almak için sezgisel bir arabirim sağlar. Bu, bu protokolde olduğu gibi robotun yürüyüş deseni olabilir veya aktüatör yorulma testi veya döngüsel yükleme gerektiren başka bir uygulama için kullanılabilir. Şekil 1, kontrol kutusunda ve ölçüm sisteminde bir araya getirilen tüm donanım bileşenlerini ve bunların nasıl bağlandıklarını gösterir.
Robotun düz hareketi için yürüyüş deseni açısal referanslar8formüle edilir. Robotu çalıştırmak için, bu açısal referansların basınç referanslarına dönüştürülmesi gerekir. Bu protokolde kullanılan kontrol stratejisi bir önceki açı-basınç kalibrasyonuna dayanır. Kalibrasyon her yöntem farklı bir alfa-basınç eğrisi ile sonuçlanır. Bu nedenle, kalibrasyon prosedürünü mümkün olduğunca gerçek çalışma koşullarına uyarlamak gerekir. Yürüyen uçağın eğim açısı nı değiştirirken çalışma koşulları da değişir. Bu nedenle, açı-basınç eğrisi her eğim için yeniden kalibre edilmelidir. Şekil 2A, robotun çeşitli eğimler için hızını değişmemiş bir kalibrasyon ve yeniden kalibre edilmiş açı-basınç eğrisi ile gösterir. Deney, yeniden kalibrasyonun etkinliğini açıkça göstermektedir. Yeniden kalibre edilmiş robot sadece çok daha hızlı değil, şekil 2B'detasvir edildiğigibi daha az enerji tüketirken daha dik eğimlere (76°yerine 84°) tırmanabiliyor. Şekil3'te, robotun hareketine ait bir dizi fotoğraf 48° eğim için gösterilmiştir. Şekil, Şekil 3B'de gösterilen yeniden kalibrasyon ile tırmanma performansının, aynı zaman aralığında ki konum değişimi neredeyse iki kat daha büyük olduğu için Şekil 3A'da gösterilen değişmeden kalibrasyondan çok daha iyi olduğunu açıkça göstermektedir. Bu robot diğer yumuşak robotlara göre çok hızlı hareket edebilir. Qin ve ark.7 çeşitli yumuşak robotların ileri hızlarını özetler. Yük olmadan ve yatay düzlemde, bu protokolde açıklanan robot Ref.7en hızlı robot daha vücut uzunluğu ile ilgili olarak beş kat daha hızlıdır.
Şekil 1: Kontrol kutusunda biraraya getirilen donanım bileşenlerinin diyagramı. Ayrıca 
i-th kanalının basınç referansını, ui i nispivalfin kontrol sinyalini, 
açısal referansları içeren vektörü, açı ölçümlerini içeren α ƒ vektörü, konum ölçümlerini içeren x vektörü ve doğrudan hareket eden solenoid valflerin kontrol sinyallerini içeren vektörü, yani ayakların fiksasyon durumlarını belirtir. Kullanıcı Arabirimi Birimi'nin kısaltması olan Kullanıcı Arabirimi Birimi, BBB, BeagleBone Black'in kısaltmasıdır, yani kontrol kutusunda kullanılan tek kartlı bilgisayar, RPi ise ölçüm sisteminde kullanılan tek kartlı bilgisayar Raspberry Pi'nin kısaltmasıdır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Tırmanma performansının değerlendirilmesi. Kesikli eğriler, yeniden kalibre edilmiş basınç başvuruları için sabit ve katı eğrilerin değerlerini gösterir. (A) Çeşitli eğim açıları için robotun ileri hızı. (B) Çeşitli eğim açıları için enerji tüketimi. Bu rakam Ref.9'danuyarlanmıştır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Robotun hareketinin 48°'lik bir eğimde çekilmiş fotoğrafları serisi. Her fotoğraf arasında geçen süre sabit basınç referansları için 1,2 s. (A) Hareketi ve (B) yeniden kalibre basınç referansları için harekettir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil 1: Elastomerin hazırlanması. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 2: Döküm öncesi ve sonrası tahliye sırasında hava kabarcığı oluşumunun karşılaştırılması. (A) Elastomerin tahliyesi sadece dökümden önce yapılır. Tuzak hava kabarcıkları yerinde kalmak, ancak büyük ölçüde aktüatör işlevselliğini etkilemez darbeler, alanında daha fazladır. (B) Tahliye, dökümden önce ve sonra yapılır. Sıkışıp hava kabarcıkları artış ama payandaların üst tarafında tekrar sıkışmış ve işlevselliğini etkileyebilir aktüatör delikler oluşturmak. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 3: Başarılı ve başarısız kürlenmiş döküm örnekleri. Üst satırda başarılı örnekler ve alt satır başarısız örnekler gösterir. Kusur açıkça tanınabilir değilse, yeşil bir daire ile işaretlenir. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 4: Baz parçanın imalatı. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 5: Alt kısmı üretim şeması. Bir tüp (daha sonra emme kabı için besleme tüpü olarak kullanılır) döküm önce kalıp içine kelepçeli. Sonra, kalıp sıvı elastomer ile doldurulur. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 6: Taban ve alt kısmın birleştirilmesi. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 7: Yumuşak bükme aktüatörünün laminasyon döküm. Sıvı elastomer kırmızı, açık kırmızı kürlü elastomer ve gerinim sınırlayıcı tabaka yanı sıra siyah kalıplar temsil edilir. (A) Karışık elastomer iki ayrı kalıp içine dökülür - bir temel parçası ve alt kısmı için bir. Bu nedenle, alt kısmı sadece yarısı dolu. Bir gerinim sınırlayıcı tabaka (besleme tüpü) sonra alt kısmı kalıp içine yerleştirilir. (B) Parçalar tedavi edilir ve taban kısmı demolded. (C) Alt kısım kalıbı sıvı elastomer ile üst doldurulur. (D) Taban kısmı bu kalıba batırılır. (E) İki bölüm birlikte tedavi edilir. (F) Aktüatör kalıpsız. Bu rakam Ref.13dayanmaktadır. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 8: Tüm uzuvların birleştirilmesi. (A) Sıvı elastomer ile birleşimedilecek yüzeyleri kaplamak. (B) Tüm derlemenin görüntülenmiş görünümü. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 9: Besleme tüpü girişlerinde montaj. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 10: Kontrol kutusunun fotoğrafları. (A) Kullanıcının robotla etkileşimkurmasını sağlamak için Kullanıcı Arabirimi Biriminin ön görünümü. (B) Bir Vana Ünitesinin detay görünümü. (C) Tüm kontrol kutusunun üst görünümü. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 11: Kullanıcı Arabirimi Biriminin devre şeması. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 12: Vana Ünitesinin devre şeması. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 13: Tüm kontrol kutusunun basitleştirilmiş devre şeması. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 14: Kontrol kutusuna gömülü tek kartlı bilgisayarların kullanılan pimlerinin diyagramı. (A) Kullanıcı iletişimi için gerekli olan tahtanın kullanılan pimleri. (B) Robot kontrolü için gerekli olan tahtanın kullanılan pimleri. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 15: Yüklü ölçüm sistemi ile yürüyen uçağın görüntülenmesi. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 16: Kaldırma efektinin görselleştirilmesi. Gövdenin her iki ucuna da 6 mm kafalı iğne iğneleri yerleştirilir. Bu, yürüme sırasında sürtünmeyi en aza indirir ve emme kaplarının yürüyen uçakla tam temasını sağlar. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 17: Görsel belirteçlerin montajı. İşaretler iğne iğneleri kullanılarak robotun üzerine monte edilir. Marker 0 ön sol ayak monte edilir, gövde nin önünde marker 1, ön sağ ayak marker 2, arka sol ayak marker 3, gövde nin arkasında marker 4, ve işaretçi 5 arka sağ ayak. Marker 4 montajı için, üç iğne iğnesi kullanılır Bu rakam Ref.9'danuyarlanmıştır. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 18: Kontrol kutusunun düğmelerinin efsanesi. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 19: Grafiksel Kullanıcı Arabirimi düğmelerinin efsanesi. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 20: Robotun düz hareketi için yürüyüş desenleri. Sabit ayaklar dolgulu daireler ve unfixed ayakları doldurulmamış daireler tarafından gösterilir. (A) Düşük ve orta eğimli açılar için yürüyüş deseni (< 70°). (B) Yüksek eğimler için yürüyüş deseni (> 70°). Vakum kırmızı ve siyah dolgulu ayaklara uygulanır. Siyah dolu ayaklar yere sabitlenir, kırmızı ayak ise mutlaka olması gerekmez. Fiksasyonu güvence altına almak için, sabitlenecek ayak bir kez ileri geri sallanır. Bu rakam Ref.9'danuyarlanmıştır. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 21: Yumuşak tırmanma robotunun patlama görüntüsü. Dovetails bacaklar ve gövde ucunda karşılık gelen tuşlar yer almaktadır. Bu birleştirme işlemini çok daha hassas hale getirir. Bu rakam Ref.9'danuyarlanmıştır. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 22: Basınç açısı eğrisinin belirlenmesi için farklı kalibrasyon prosedürleri. Her alt şekil nitel basınç seyrini ve ilgili robot pozunun anlık görüntülerini gösterir. (A) Her aktüatör 0 bardan 1 bara kadar sürekli olarak şişirilirken, diğerleri basınçsız kalır. (B) Bir basınç platosu 3 s için tek bir aktüatör uygulanır; sonra, tamamen 2 s için söndürülür. Bir sonraki turda, plato 1 barulaşana kadar basınç plato seviyesi artış ile artar. Bu her aktüatör için ayrı ayrı yapılır. (C) Mod 2'deki yle aynı yordam, ancak burada aynı plato aktüatörlere (0,3,4), sırasıyla aktüatörlere (1,2,5) uygulanır. (D) Mod 3'teki yle aynı yordam, ancak aktüatörler için platolar (0,3) 0 bardan (önceki gibi) başlayıp 1,2 bar 'dan (1 bar yerine) sona eriyor. Temel olarak, aktüatörler için artış (0,3) biraz artarken, diğer aktüatörler için artışlar aynı kalır. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 23: Farklı kalibrasyon prosedürleri için açı-basınç eğrileri. Bu rakamı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Animasyon 1: Robotun düz yürüyüş animasyonu. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayınız.
Ek Animasyon 2: Robotun tırmanma yürüyüş animasyonu. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayınız.
Ek Dosya 1: Tek kartlı bilgisayarları yapılandırma yönergeleri. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayınız.
Ek Dosya 2: Görsel belirteçler için şablon yazdırın. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayınız.
Ek Veri 1: CAD dosyaları. Bu zip-sıkıştırılmış klasör kalıpları yazdırmak için *.stl-files, kontrol kutusunun gövdesini lazer kesim için *.dxf-files, ölçüm sistemi için kullanılan kelepçeler yazdırmak için *.stl-files ve ölçüm sisteminin çerçevesini lazer kesim için *.dxf-dosya içerir. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayınız.
Ek Veri 2: Tek kartlı bilgisayarlarda çalışacak kod. Bu zip-sıkıştırılmış klasör programları ve "Kullanıcı Arabirimi Birimi" için kullanılan kurulu üzerinde çalışan kaynakları içerir, robot kontrolü için kullanılan pano, ve görüntü işleme için kullanılan kurulu. Tüm klasörü üç panoya da yükleyin. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayınız.
Ek Veri 3: Örnek ölçüm verileri. Bu zip-sıkıştırılmış klasör kalibrasyon işlemi sırasında oluşturulan iki * * csv dosyaları içerir. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayınız.
Ek Veri 4: Kalibrasyon komut dosyası. Bu zip-sıkıştırılmış klasör python komut dosyası ve kalibrasyon işlemi sırasında oluşturulan ölçüm verilerini değerlendirmek için kaynaklarını içerir. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayınız.
Ek Veri 5: Değerlendirme komut dosyası. Bu zip sıkıştırılmış klasör, tırmanma denemesi sırasında oluşturulan ölçüm verilerini değerlendirmek için iki python komut dosyası ve bunların kaynaklarını içerir. Buna ek olarak, Şekil 2'ninüretimi için kullanılan tüm ölçüm verilerini içerir. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayınız.
Discussion
Sunulan protokol, ref.9'dangelen tırmanma yumuşak robotu ile ilgili üretim, kontrol, kalibrasyon ve performans değerlendirmesi dahil olmak üzere birçok farklı yönü içerir. Aşağıda, protokolden kaynaklanan artıve eksileri yukarıda belirtilen hususlara göre tartışılır ve yapılandırılır.
Sunulan üretim yöntemi güçlü mevcut literatür 10 ,,13dayanmaktadır.10 Önemli bir fark aktüatör tasarımıdır. Tek tek uzuvlara katılmak için, güvercin kuyruğu kılavuzları Ek Şekil 21'degösterildiği gibi uygun noktalara yerleştirilir. Bu robot8önceki tasarıma göre uzuvları arasında çok daha hassas ve sağlam bir bağlantı ile sonuçlanır. Ayrıca, besleme tüpleri aktüatörlerin alt kısmına gömülür. Bu entegre tasarım emme kapları vakum ile birlikte olmasını sağlar ve aynı zamanda alt tabaka artık gerilebilir hale getirir, hangi önemli ölçüde aktüatör performansını artırır. Literatürde açıklanan prosedüriçin bir diğer fark karışık elastomer sadece bir kez (hemen karıştırma sonra) tahliye olmasıdır. Birçok kaynak elastomerin iki kez boşaltıldığını tavsiye ediyor: bir kez karıştırıldıktan sonra ve bir kez de kalıba dolduruldıktan sonra. Havanın çok küçük alanlarda sıkışıp kalması olabilir. Vakum odasında, bu hava genişler ve en iyi durumda yüzeye yükselir. Genellikle yeterli, ancak, bu hava kabarcıkları kendi yolunda sıkışmış olsun, bitmiş döküm tatsız delikler oluşturarak. Burada, neyin daha önemli olduğuna karar verilmelidir: taban kısmının alt tarafında mükemmel konturlar veya işlevsel olmayan bir aktüatör üretme riski mümkün olduğunca azdır (cf. Ek Şekil 2). Bu protokolde ikinci bir tahliye yapılmaz. Sunulan yordamda, alt kısmın yüksekliği elle doldurulduğundan farklılık gösterebilir ve temel parçadan farklı olarak kürden sonra tek düze bir yüksekliğe kesme olasılığı yoktur. Alt kısmın yüksekliğinin mümkün olduğunca düzgün olduğundan emin olmak için, alt kısmın kalıbını doldururken şırınga kullanılması ve dökülen hacmin ölçülmesi önerilir. Ancak, karıştırma dan bu yana geçen süreye bağlı olarak, elastomerakış özellikleri önemli ölçüde değişir. Bu nedenle, her zaman taze karışık elastomer kullanılması tavsiye edilir. Üs ve aktüatör alt kısmı katılmadan en büyük süreç belirsizlik içerir. Elastomer banyosu çok yüksekse, odalar arasındaki hava kanalı büyük olasılıkla da kaplanacak. O zaman, aktüatör artık kullanılabilir değildir. Elastomer banyosu çok düşükse, sızdırmazlık dudağı tüm çevresi ile kaplanmış olmayabilir ve aktüatör sızıntı yapar. Bu nedenle, doğru elastomer banyo doz uygulama belirli bir miktar alır. Genel olarak katılmak için önemli bir yağsız katılma yüzeyidir. Birleştirme yüzeyi çok kirlenmişse, bitmiş aktüatör delaminat olabilir. Bu nedenle, parçalara yalnızca birleştirilmesi gereken yüzeylere dokunulmasını sağlamak önemlidir. Üretim yönteminin önemli bir sınırlaması gerçekleştirilecek parça sayısıdır. Tek bir aktüatörün üretimi toplamda en az iki saat sürer. Paralel olarak birden fazla kalıpla çalışmak mümkün olsa da, zaman kısıtlamaları nedeniyle dörtten fazla kalıp önerilmez. Elastomerin pot ömrü daha fazla kalıpları dolduramayacak kadar kısadır. Buna ek olarak, 3D baskılı kalıplar çok deforme olmadan veya kırılmadan önce sınırlı sayıda üretim döngüsüne (yaklaşık 10-20) dayanabilir. Bir diğer sınırlama da zaten tartışılan süreç belirsizlikleridir. Hemen hemen tüm işlem adımları el ile gerçekleştirildiğinden, her aktüatör biraz farklıdır. Bu inşaat aynı ama iki çok farklı davranışlar göstermek iki robotlar yol açabilir.
Kontrol kutusu ile robotu kontrol etmek için bir yöntem sağlanır. Bununla birlikte, her pnömatik sistem için "Code/arduino_p_ctr.ino" komut dosyasının kontrol kazanımları ayrı ayrı belirlenmelidir. Bu protokolde yer alan bir şey değil. Ancak, kontrol kutusunun "basınç başvuru modu" robotun eğlenceli bir şekilde işlenmesini sağlar, böylece denetleyici aparatları birkaç komut dosyası yazmadan yapılabilir. Kontrol kutusunun bir diğer sınırlama toplam yaklaşık 7000 US $ malzeme maliyeti olarak maliyetidir. Literatür11 sadece yaklaşık 900 US $ maliyeti ve bazı yükseltmeleri ile de robot çalıştırmak için kullanılabilir bir kontrol kutusu için bir bina talimat sunuyor.
Tek tek aktüatörlerin kalibrasyonu için kritik olan kalibrasyon prosedürünün seçimidir. Ek Şekil 22 dört farklı yordamlar için zaman içinde basınç referansları nitel ders gösterir ve Ek Şekil 23 elde edilen açı basınç eğrileri gösterir. İkinci olarak görüleceği gibi, kalibrasyon her yöntem farklı bir açı-basınç eğrisi sonuçları. Bu, basınç ve açı arasındaki ilişkinin aktüatöre etki eden yüke son derece bağlı olduğunu gösterir. Bu nedenle, kalibrasyon prosedürü gerçek yük kasasını mümkün olduğunca iyi yansıtmalıdır. Sonuç olarak, kalibrasyon prosedürünü mümkün olduğunca gerçek çalışma koşullarına uyarlamak gerekir. En iyi yürüme performansı kalibrasyon prosedürü 4 ile elde edilir. Ancak, Şekil 3B'dede görüleceği gibi, serideki sonraki pozlar tamamen simetrik değildir, bu da kalibrasyonda iyileşme potansiyelinin bir göstergesidir.
Ölçüm sistemi için kritik bölüm 10 görsel belirteçleri15 montajı. Doğrudan istenilen noktalara monte edilemediğinden (tüpler etkilediği için), ölçülen noktalar yapay olarak kaydırılmalıdır. Bu ofset vektörü belirlenirken (kameranın piksel koordinatlarında) özel dikkat edilmelidir; aksi takdirde, tüm ölçüm önemli sistematik hatalar olacaktır. Ayrıca etiketlerin zamanla yerinden olmaması nı da sağlamalıdır. Bu durumda, örneğin, robotun düşmesi nedeniyle, ilgili etiket aynı yerde yeniden monte edilmelidir. Her halükarda, ölçüm sisteminin hala güvenilir çıktı üretip üretmediği düzenli olarak kontrol edilmelidir.
Deneydeki sınırlayıcı faktör ayakların fiksasyonudur. Daha dik eğimlere tırmanabilmek için fiksasyon mekanizmasının yeniden gözden geçirilmesi gerekir. Şu anda robot ayaklarını yürüyen uçağa aktif olarak itemez ve yüksek eğimler için yerçekiminin neden olduğu normal kuvvet, emiş kaplarını yürüyen uçağa güvenilir emme sağlamak için yeterince yaklaştıramayacak kadar küçüktür.
Sunulan üretim yöntemi herhangi bir akışkan elastomer aktüatör aktarılabilir ve bu nedenle, gelecekteki uygulamalar için ilginç olabilir. Sunulan kontrol kutusu, hızlı duyusal geri bildirim gerektiren robotik platformlar da dahil olmak üzere altı ayrı aktüatörden (sekize kadar genişletilebilir) oluşan herhangi bir pnömatik sistemin kontrolünü sağlar. Bu nedenle, test ve gelecekteki robotlar kontrol etmek için evrensel bir platform olarak kullanılabilir. Son olarak, sunulan kalibrasyon yöntemi, prensipte, herhangi bir besleme ileri kontrollü pnömatik sisteme olabilir. Özetle, sunulan tüm yöntemler tartışılan kapsam içinde evrenseldir.
Disclosures
Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarları olduğunu beyan.
Acknowledgments
Yazarlar fynn Knudsen, Aravinda Bhari ve Jacob Muchynski yararlı tartışmalar ve ilham için teşekkür etmek istiyorum.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3D Printer | Formlabs | Form 2 | |
| acrylic glass plate with two holes | - | for casting, see Supplementary | |
| acrylic glass back panel | - | see Supplementary | |
| acrylic glass bottom panel | - | see Supplementary | |
| acrylic glass front panel | - | see Supplementary | |
| acrylic glass side panel | - | see Supplementary | |
| acrylic glass top panel | - | see Supplementary | |
| Arduino Nano | Arduino | A000005 | |
| Allan Key 1mm | available in every workshop | ||
| BeagleBone Black | beagleboard | BBB01-SC-505 | |
| butterfly cannula | B. Braun Melsungen AG | 5039573 | |
| clamp 1 for measurement system | - | see Supplementary | |
| Clamp 2 for measurement system | - | see Supplementary | |
| cutter knife | available in every workshop | ||
| direct acting solenoid valves | Norgren | EXCEL22 DM/49/MDZ83J/T4 | |
| elastomer | Wacker Chemie | ELASTOSIL M4601 | |
| frame measurement system part 1 | - | see Supplementary | |
| frame measurement system part 2 | - | see Supplementary | |
| laser cutter | Trotec | SP500 | |
| LED | RND COMPONENTS | RND 210-00013 | |
| LCD | JOY-IT | SBC-LCD16X2 | |
| mould bottom part leg | - | see Supplementary | |
| mould bottom part torso 1 | - | see Supplementary | |
| mould bottom part torso 2 | - | see Supplementary | |
| mould leg 1 | - | see Supplementary | |
| mould leg 2 | - | see Supplementary | |
| mould torso 1 | - | see Supplementary | |
| mould torso 2 | - | see Supplementary | |
| oven | Binder | ED 115 | |
| Plastic Cup | available in every supermarket | ||
| Plastic syringe | available in every pharmacy | ||
| poster panel | Net-xpress.de (distributor) | 10620232 | as walking plane |
| Potentiometer | VISHAY | P16NM103MAB15 | |
| Power Supply | Pulse Dimension | CPS20.241-C1 | |
| pressure sensor | Honeywell | SSCDANN150PG2A5 | |
| Pressure Source | EINHELL | 4020600 | |
| proportional valves | Festo | MPYE-5-1/8-LF-010-B | 6x |
| Raspberry Pi | RASPBERRY PI | RASPBERRY PI 3B+ | |
| Raspberry Pi Cam | RASPBERRY PI | RASPBERRY PI CAMERA V2.1 | |
| resin | formlabs | grey resin 1l | |
| screw clamps | VELLEMAN | 3935-12 | |
| silicon tube 2mm | Festo | PUN-H-2X0,4-NT | for connecting robot to control box |
| silicone Tube 2.5mm | Schlauch24 | n/a | for supply tube inlet (https://www.ebay.de/itm/281761715815) |
| Switches | MIYAMA | MS 165 | |
| ultrasonic bath | RND LAB | 605-00034 | |
| UV chamber | formlabs | Form Cure | |
| Vacuum chamber + pump | COPALTEC | PURE PERFEKTION | |
| weight scale | KERN-SOHN | PCB 2500-2 | min. resolution 1g |
References
- Majidi, C. Soft robotics: a perspective-current trends and prospects for the future. Soft Robotics. 1 (1), 5-11 (2014).
- Kim, S., Laschi, C., Trimmer, B. Soft robotics: a bioinspired evolution in robotics. Trends in Biotechnology. 31 (5), 287-294 (2013).
- Rus, D., Tolley, M. T. Design, fabrication and control of soft robots. Nature. 521 (7553), 467-475 (2015).
- Calisti, M., Picardi, G., Laschi, C.
- Chu, B., Jung, K., Han, C. S., Hong, D. A survey of climbing robots: locomotion and adhesion. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 11 (4), 633-647 (2010).
- Gu, G., Zou, J., Zhao, R., Zhao, X., Zhu, X.
- Qin, L. A versatile soft crawling robot with rapid locomotion. Soft Robotics. 6 (4), 455-467 (2019).
- Seibel, A., Schiller, L. Systematic engineering design helps creating new soft machines. Robotics and Biomimetics. 5 (1), 5 (2018).
- Schiller, L., Seibel, A., Schlattmann, J. Toward a gecko-inspired, climbing soft robot. Frontiers in Neurorobotics. 13 (1), 106 (2019).
- Mosadegh, B., et al. Pneumatic networks for soft robotics that actuate rapidly. Advanced Functional Materials. 24 (15), 2163-2170 (2014).
- Elango, N., Faudzi, A. A. M. A review article: investigations on soft materials for soft robot manipulations. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 80 (5-8), 1027-1037 (2015).
- Natarajan, E., Razif, M. R., Faudzi, A., Palanikumar, K. Evaluation of a suitable material for soft actuator through experiments and FE simulations. International Journal of Manufacturing, Materials, and Mechanical Engineering. 10 (2), 64-76 (2020).
- Soft Robotics Toolkit [software]. , Available from: https://softroboticstoolkit.com (2020).
- PneumaticBox [software]. , Available from: https://www.robotics.tu-berlin.de/menue/software_and_tutorials/pneumaticbox/ (2020).
- Wang, J., Olson, E. Apriltag 2: efficient and robust fiducial detection. Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). , Daejeon, South Korea. 4193-4198 (2016).
