Produkcja, kontrola i ocena wydajności miękkiego robota inspirowanego Gekonem

Podsumowanie

Ten protokół zawiera szczegółową listę kroków, które należy wykonać w celu produkcji, kontroli i oceny wydajności wspinaczki miękkiego robota inspirowanego gekonem.

Streszczenie

Ten protokół przedstawia metodę produkcji, kontroli i oceny wydajności miękkiego robota, który może wspinać się po pochyłych płaskich powierzchniach o nachyleniu do 84°. Metoda produkcji jest ogólnie ważna dla siłowników do szybkiego gięcia pneumatycznego i dlatego może być interesująca dla nowicjuszy w dziedzinie produkcji siłowników. Sterowanie robotem odbywa się za pomocą pneumatycznej skrzynki sterowniczej, która może zapewniać dowolne ciśnienie i może być zbudowana wyłącznie przy użyciu zakupionych komponentów, wycinarki laserowej i lutownicy. Dla wydajności chodzenia robota kluczową rolę odgrywa kalibracja kąta nacisku. W związku z tym przedstawiono półautomatyczną metodę kalibracji kąta nacisku. Przy dużych nachyleniach (> 70°) robot nie jest już w stanie niezawodnie przymocować się do płaszczyzny chodu. Dlatego wzorzec chodu jest modyfikowany, aby zapewnić, że stopy można zamocować na płaszczyźnie chodu.

Wprowadzenie

Interakcja między ludźmi a maszynami staje się coraz bliższa. Rosnące zagęszczenie robotów w firmach i gospodarstwach domowych stawia nowe wyzwania przed technologią robotów. Często zagrożenia są eliminowane za pomocą metod separacji, ale w wielu obszarach, zwłaszcza w gospodarstwach domowych, nie jest to satysfakcjonujące rozwiązanie. Miękka robotyka radzi sobie z tym problemem, wykorzystując właściwości miękkich materiałów i struktur do opracowania nowych typów maszyn, które zachowują się jak żywe organizmy¹, dlatego miękkie roboty są często inspirowane modelami biologicznymi². Większość miękkich robotów można podzielić na dwa różne typy: roboty mobilne i roboty przeznaczone do chwytania i manipulacji³. W przypadku miękkich robotów mobilnych typowe zasady lokomocji to czołganie się, chodzenie, bieganie, skakanie, latanie i pływanie⁴. Innym ciekawym obszarem zastosowania miękkich robotów jest wspinaczka – połączenie lokomocji i adhezji⁵. Miękkie maszyny są bardzo wytrzymałe i nie mogą uszkodzić otoczenia ze względu na swoją miękkość. Ta cecha predestynuje tę klasę robotów do wspinania się, ponieważ mogą one z łatwością przetrwać upadek. W związku z tym w literaturze podaje się kilka przykładów miękkich robotów zdolnych do wspinania się^6,7,8.

Celem tego protokołu jest dostarczenie metody do produkcji, kontroli i oceny wydajności inspirowanego gekonami, wspinającego się miękkiego robota⁹. Jego konstrukcja opiera się na zastosowaniu szybkich siłowników do miękkiego gięcia pneunet¹⁰ wykonanych z elastomeru. Można jednak również zastosować inną konstrukcję i/lub materiał miękkiego siłownika. W literaturze można znaleźć szeroki wybór różnych konstrukcji siłowników miękkich¹¹ oraz odpowiednich materiałów¹². Przedstawiona metoda produkcji jest podobna do istniejących metod¹³, ale zawiera pewne modyfikacje, które skutkują zwiększoną powtarzalnością i wytrzymałością, przynajmniej w przypadku robota do miękkiego wspinania się⁹. Metoda ta jest ogólnie stosowana w przypadku siłowników do szybkiego gięcia pneumatycznego i dlatego może być interesująca dla nowicjuszy w dziedzinie produkcji siłowników.

Do sterowania miękkimi robotami uruchamianymi pneumatycznie, literatura podaje różne rozwiązania. Obejmuje ona zarówno tanie i łatwe do odtworzenia tablice kontrolne¹³, jak i potężne, ale bardziej złożone tablice¹⁴, których nie można odbudować bez specjalnych narzędzi. Tutaj znajduje się krótki opis budowy pneumatycznej skrzynki sterowniczej przy użyciu wyłącznie wycinarki laserowej i lutownicy. Skrzynka sterownicza umożliwia dostarczanie dowolnego ciśnienia i oferuje sensoryczne sprzężenie zwrotne w czasie rzeczywistym, co jest szczególnie ważne w zastosowaniach robotycznych. Jednak może być również używany do wielu innych zastosowań.

Protokół

1. Drukowanie form

1. Pobierz dane *.stl dla form z danych uzupełniających 1 "CAD/Formy/".
2. Użyj specyficznego dla drukarki oprogramowania do krojenia, aby przekonwertować modele 3D na zadanie drukowania.
3. Wydrukuj formy za pomocą drukarki 3D.
4. Wyczyść wydrukowane formy, umieszczając je na 15 minut w kąpieli ultradźwiękowej.
5. Umieść foremki na co najmniej 3 godziny w komorze UV.

2. Przygotowanie elastomeru

1. Przed rozpoczęciem tego kroku zbierz następujące elementy: elastomer (część A i część B), szpatułka, plastikowy kubek, forma, waga, plastikowa strzykawka, zaciski śrubowe (lub podobne), płytka ze szkła akrylowego z dwoma odpowiednimi otworami, nóż tnący.
2. Wymieszaj część A i część B elastomeru w proporcji 1:9 w filiżance. Umieść kubek na maszynie ważącej. Najpierw dodaj 5 g części B (ciemnoczerwonej). Następnie za pomocą szpatułki dodaj 45 g części A (białej i lepkiej).
   UWAGA: Upewnij się, że dokładność ważenia wynosi 1 g. 50 g wystarcza na jeden siłownik. Najlepszym sposobem na porcjowanie części A jest wzięcie szpatułki i pozostawienie jej do odsączenia. Przy użyciu szpatułki możliwe jest uzyskanie około 6 g na operację opróżniania.
3. Mieszaj, aż na krawędzi kubka nie będą już widoczne białe ani czerwone obszary.
4. Umieść kubek na 15 minut w komorze próżniowej, aby usunąć powietrze uwięzione w elastomerze w wyniku procesu mieszania.
5. Napełnij zmieszany elastomer plastikową strzykawką. Pozwala to na znacznie dokładniejsze pozycjonowanie elastomeru.
   UWAGA: Rysunek uzupełniający 1 ilustruje etapy przetwarzania opisane w tym rozdziale.

3. Produkcja górnej części (części podstawowej)

1. Zaciśnij płytkę ze szkła akrylowego z dwoma odpowiednimi otworami na formie. Włóż strzykawkę do dolnego otworu i wciśnij elastomer do formy.
2. Przyłożyć siłę do strzykawki, naciskając tłok, aż zmieszany elastomer wydostanie się z górnego otworu.
3. Poluzuj clamps i zdejmij płytkę ze szkła akrylowego na boki.
   UWAGA: Ważne jest, aby ściągnąć go na bok, a nie do góry. W przeciwnym razie elastomer zostanie wyciągnięty z formy.
4. Nakłuj unoszące się pęcherzyki powietrza ostrym narzędziem. Nie nakłuwaj zbyt głęboko, ponieważ spowoduje to powstanie nowych pęcherzyków powietrza, a nie usunięcie istniejących. Szczególnie ważne jest przebijanie większych pęcherzyków, ponieważ później znacząco wpłyną one na funkcjonalność siłownika.
   UWAGA: Opcjonalnie opróżnij napełnioną formę w komorze próżniowej, aby usunąć nadal uwięzione powietrze. W takim przypadku może się jednak zdarzyć, że unoszące się pęcherzyki powietrza utkną na formie w drodze na powierzchnię i utworzą w odlewie w funkcjonalnie istotnych obszarach. Rysunek uzupełniający 2 ilustruje to zjawisko.
5. Wstaw formę do piekarnika nagrzanego do 65 °C na 30 min.
6. Po 10 minutach sprawdź, czy poziom elastomeru znacznie spadł. Dzieje się tak, jeśli forma nie jest całkowicie szczelna lub lekko się wygięła z powodu częstego użytkowania. Jeśli poziom spadł o więcej niż 1 mm, uzupełnij elastomer. Następnie kontynuuj utwardzanie.
7. Po upływie łącznie 30 minut w piekarniku wyjmij formę i odetnij wytłaczany elastomer nożem tnącym.
8. Otwórz formę, rozsuwając śrubokrętem. Uważaj, aby nie uszkodzić powierzchni istotnych dla odlewania.
9. Wyjmij prawie gotowy siłownik z części formy, do której przykleił się w poprzednim kroku.
   UWAGA: W tym miejscu można przeprowadzić pierwszą kontrolę wizualną, aby sprawdzić, czy odlewanie się powiodło. W przypadku stwierdzenia wad nieodwracalnych (patrz rysunek uzupełniający 3) w tym miejscu należy zatrzymać proces produkcyjny. Mniejsze można później naprawić. Ważne jest również, aby warga uszczelniająca była jak najbardziej wyraźna na całym obwodzie.
10. Odetnij wszelkie wystające zadziory nożem tnącym. Jest to czasami bardzo pracochłonne, ale niezbędne dla dobrego efektu końcowego.
    UWAGA: Rysunek uzupełniający 4 ilustruje etapy przetwarzania opisane w tym rozdziale. Opisane kroki dotyczą odlewania czterech nóg (formę można znaleźć w pliku uzupełniającym 1 "CAD/Formy/small_leg_schwalbe*.stl") oraz dwóch podstawowych części tułowia ("CAD/Formy/small_belly*.stl"). Aby odlać przyssawki (stopy robota, które można znaleźć w "CAD/Molds/ssuctionCup*.stl") lub dolną część tułowia ("CAD/Molds/small_torso_base1*.stl"), należy wykonać te same etapy procesu, z wyjątkiem kroków 3.1 i 3.3, ponieważ te formy do odlewania mają wbudowany port na strzykawkę i dlatego nie jest wymagana dodatkowa płyta ze szkła akrylowego. W sumie zbuduj cztery podstawowe części nogi, dwie podstawowe części tułowia, jedną dolną część tułowia i cztery przyssawki.

4. Produkcja dolnej części (dolnej części)

1. Przepchnij silikonową rurkę przez przewidziane do tego celu otwory w formie dolnej części, patrz rysunek uzupełniający 5.
2. Wypełnij formę części bazowej elastomerem i rozprowadź ją małą szpatułką do rogów.
   UWAGA: Poziom elastomeru nie powinien być wyższy niż 5 mm i nie niższy niż 4 mm i musi całkowicie zakrywać osadzoną rurkę. Formę do dolnej części nóg można znaleźć w pliku uzupełniającym 1 "CAD/Molds/small_base_schwalbe.stl".
3. Wstaw formę do piekarnika na 15–20 minut w celu utwardzenia. W kolejnych krokach konieczne jest, aby dolna część pozostała na czas łączenia z górną częścią.

5. Łączenie podstawy i dolnej części

1. Wypełnij formę dolnej części elastomerem tak, aby poziom znajdował się 1–1,5 mm powyżej już utwardzonego elastomeru.
2. Włóż kaniulę motylkową do części podstawy i zaznacz miejsce nakłucia, aby można je było później łatwiej znaleźć. Ten krok jest konieczny, aby umożliwić ucieczkę rozprężającego się powietrza w piekarniku.
3. Umieść podstawę w dolnej formie i lekko wciśnij tylko boki do kąpieli elastomerowej.
4. Włóż siłownik do piekarnika na 10–15 minut, a następnie wyjmij formę.
   UWAGA: Wyjęcie siłownika z formy powinno być łatwe. Jeśli tego nie zrobi, albo elastomer nie jest jeszcze w pełni utwardzony (w takim przypadku należy wydłużyć czas utwardzania o kolejne 10 minut), albo dolna część utknęła w formie (w takim przypadku należy ją mocniej pociągnąć). Ale ogólnie rzecz biorąc, jest to zły znak, jeśli siłownika nie można łatwo zwolnić.
5. Podłączyć źródło ciśnienia za pomocą miejsca nakłucia z kroku 5.2 i przeprowadzić końcową próbę szczelności, patrz rysunek uzupełniający 6.
   UWAGA: Jeśli występują małe wycieki, można je naprawić. Nałożenie odrobiny elastomeru za pomocą małej szpatułki i 10 minut w piekarniku powinno naprawić wyciek. Jeśli wszystkie nieszczelności zostaną naprawione, siłownik jest gotowy. Rysunek uzupełniający 6 ilustruje etapy przetwarzania opisane w tej sekcji, a rysunek uzupełniający 7 ilustruje cały proces opisany w sekcjach 3–5. Aby połączyć podstawę i dolną część tułowia, wykonaj te same kroki, z wyjątkiem kroku 5.1, w którym nie wypełniasz formy, ale bezpośrednio dolną część.

6. Połączenie wszystkich kończyn

1. Zamocuj części, które mają być połączone, za pomocą igły do szpilek na drewnianej desce, aby można je było trzymać razem w następnym kroku procesu.
2. Pokryj powierzchnię łączącą elastomerem, jak pokazano na rysunku uzupełniającym 8A. Upewnij się, że powierzchnia łącząca jest czysta i wolna od tłuszczu. W przeciwnym razie części ulegną rozwarstwieniu w tym momencie.
3. Włóż zestaw (patrz rysunek uzupełniający 8B) na 10–15 minut do piekarnika.

7. Montaż wlotów rur zasilających

1. Poszerz punkt wprowadzenia kaniuli motylkowej od kroku 5.2 za pomocą klucza imbusowego 1 mm.
2. Umieść koniec silikonowej rurki o maksymalnej średnicy zewnętrznej 3 mm nad otworem i wciśnij go kluczem imbusowym.
3. Uszczelnij wlot niewielką ilością elastomeru. Chroni to również przed naprężeniami mechanicznymi.
4. Wstaw zestaw na 10 minut do piekarnika.
   UWAGA: Rysunek uzupełniający 9 ilustruje etapy przetwarzania opisane w tym rozdziale.

8. Budowa skrzynki kontrolnej

1. Pobierz odpowiednie rysunki obudowy w formacie *.dxf z danych uzupełniających 1 "CAD/ControlBox/" i wytnij je na wycinarce laserowej.
2. Zamontuj "Jednostkę interfejsu użytkownika" na panelu przednim zgodnie z rysunkiem uzupełniającym 10A i rysunkiem uzupełniającym 11.
3. Zbuduj sześć "jednostek zaworów" zgodnie z rysunkiem uzupełniającym 10B i rysunkiem uzupełniającym 12.
4. Zamontuj sześć "Jednostek zaworów" i "Jednostkę interfejsu użytkownika" na dolnym panelu zgodnie z rysunkiem uzupełniającym 10C, rysunkiem uzupełniającym 13 i rysunkiem uzupełniającym 14. Zamontuj dwa panele boczne i panel tylny. Na koniec zamontuj górny panel.
5. Skonfiguruj dwa komputery jednopłytkowe wbudowane w skrzynkę sterowniczą zgodnie z plikiem uzupełniającym 1 i prześlij na obie płyty cały folder "Kod" (w tym wszystkie podfoldery) podane w danych uzupełniających 2
.
6. Prześlij skrypt "Code/arduino_p_ctr.ino" podany w danych uzupełniających 2 do sześciu mikrokontrolerów wbudowanych w skrzynkę sterowniczą.

9. Budowa stanowiska testowego z wbudowanym systemem pomiarowym

1. Pobierz odpowiedni rysunek uchwytu kamery w formacie *.dxf z danych uzupełniających 1 "CAD/TestBench/" i wytnij go na wycinarce laserowej.
2. Pobierz odpowiednie pliki *.stl zacisków z danych uzupełniających 1 "CAD/TestBench" i wydrukuj je na drukarce 3D.
3. Zamontuj uchwyt kamery za pomocą zacisków na panelu plakatowym DIN-A1 zgodnie z rysunkiem uzupełniającym 15 i zamontuj kamerę i komputer jednopłytkowy w zamierzonym miejscu.
4. Skonfiguruj interfejs Ethernet i ustawienia SSH komputera jednopłytkowego zgodnie z sekcjami 4–5 pliku uzupełniającego 1 i prześlij na płytę kompletny folder "Kod" (Dane uzupełniające 2).

10. Konfiguracja całego systemu

1. Utwórz sieć lokalną i przypisz poprawny adres IP ze skryptu "Kod/main.py" do wszystkich komputerów jednopłytkowych i komputera używanego do monitorowania – lub odpowiednio przepisz skrypt.
2. Włóż igły do szpilek na obu końcach tułowia, jak pokazano na rysunku uzupełniającym 16, tak aby robot stykał się z płaszczyzną chodzenia tylko ze szpilkami i stopami (przyssawkami).
3. Wydrukuj znaczniki wizualne¹⁵ znajdujące się w pliku uzupełniającym 2 na arkuszu DIN-A4 i wytnij je nożyczkami.
4. Przymocuj markery do robota za pomocą igieł do szpilek zgodnie z rysunkiem uzupełniającym 17.
5. Podłącz robota do skrzynki sterowniczej.
   UWAGA: Rysunek 1 ilustruje okablowanie całego systemu.

11. Uruchamianie skrzynki kontrolnej

1. Włącz główny wyłącznik skrzynki sterowniczej i poczekaj, aż wszystko zostanie uruchomione.
2. Zaloguj się do głównego komputera jednopłytkowego jako "root" za pomocą SSH, przejdź do folderu "Kod" i uruchom skrzynkę kontrolną za pomocą polecenia "root@beaglebone:~# python3 main.py". W tym samym czasie uruchom monitor na komputerze osobistym za pomocą polecenia "user@pc:~ python2 monitor.py".
   UWAGA: Oba programy muszą uruchomić się mniej więcej w tym samym czasie. Program "main.py" uruchomiony na komputerze jednopłytkowym w skrzynce sterowniczej próbuje połączyć się z komputerem osobistym używanym do monitorowania. Jeśli na komputerze osobistym nie ma portu nasłuchiwania (wyzwalanego przez skrypt "monitor.py"), monitor nie uruchomi się. Z wyjątkiem "monitor.py", wszystkie programy/skrypty używane w tym protokole są przeznaczone do działania z python3.
3. Podłącz źródło ciśnienia do skrzynki sterowniczej (maks. 1,2 bara).
4. Podłącz źródło podciśnienia do skrzynki sterowniczej.

12. Kalibracja robota

1. Umieść robota na płaszczyźnie chodzenia stanowiska testowego. W przypadku stromych wzniesień przymocuj sznurek między przodem robota a górną częścią płaszczyzny chodzenia, aby utrzymać robota w miejscu.
2. Na skrzynce sterowniczej aktywuj tryb "odniesienie do wzorca", naciskając przycisk "tryb 2", jak pokazano na rysunku uzupełniającym 18.
3. Przewiń menu wyświetlane na wyświetlaczu LCD za pomocą przycisków w górę i w dół, aż znajdziesz wpis "clb". Następnie naciśnij przycisk Enter.
4. Przewiń następne menu aż do wpisu "mode_4.csv" i naciśnij przycisk "enter".
5. Na monitorze naciśnij przycisk "nagrywaj", jak pokazano na rysunku uzupełniającym 19.
   UWAGA: Naciśnięcie przycisku "nagrywaj" spowoduje automatyczne utworzenie pliku *.csv na komputerze monitorującym w lokalizacji określonej w "Code/Src/GUI/save.py:save_last_sample_as_csv()", czyli folderze "current_exp" (przykładowe pomiary znajdują się w Danych Uzupełniających 3).
6. Na skrzynce sterowniczej naciśnij przycisk "funkcja 1", aby rozpocząć procedurę kalibracji.
7. Po kalibracji naciśnij przycisk "nagrywanie" na monitorze, aby zatrzymać nagrywanie i przycisk "funkcja 1" na skrzynce sterowniczej, aby zatrzymać regulator ciśnienia.
8. Zmień nazwę automatycznie utworzonego pliku "current_exp/*.csv", aby można go było później jednoznacznie zidentyfikować.
9. Uruchom skrypt "Calibration/eval_clb.py" podany w danych uzupełniających 4 i zapisz dane wyjściowe (współczynniki dopasowania wielomianu) w pliku "Code/Src/Controller/calibration.py" jako wpis ze słowem kluczowym "[wersja robota]" w istniejącym słowniku.

13. Tworzenie wzorca chodu

1. Uruchom skrypt "Code/Patterns/create_pattern.py" i zapisz wynikowy plik(i) *.csv w folderze "Code/Patterns/[wersja robota]/".
   UWAGA: Ten skrypt konwertuje predefiniowany wzorzec chodu dla chodu prostego⁸ (patrz Rysunek Uzupełniający 20A lub Animacja Uzupełniająca 1) sformułowany w odniesieniach kątowych na odniesienia nacisku specyficzne dla robota. Aby wygenerować wzorzec chodu dla stromych wzniesień, zmodyfikuj skrypt, odkomentujając linię 222. Spowoduje to wygenerowanie wzoru zgodnie z rysunkiem uzupełniającym 20B lub animacją uzupełniającą 2. Interfejs dla odniesień do wzorca dostarczony przez skrzynkę sterowniczą składa się z plików *.csv, w których każdy wiersz definiuje dyskretną wartość zadaną dla wszystkich siłowników. W nim pierwsze osiem kolumn definiuje ciśnienia odniesienia, kolejne cztery kolumny definiują odniesienia dla zaworów bezpośredniego działania, a ostatnia kolumna określa czas, w którym ta wartość zadana powinna być utrzymywana.
2. Zsynchronizuj komputer jednopłytkowy w skrzynce sterowniczej z komputerem osobistym, tj. załaduj folder "Kod/Wzór/*" na płytę. W tym celu program "main.py" musi zostać przerwany (Ctrl+C).

14. Przeprowadzanie eksperymentu wspinaczkowego

1. Wykonaj kroki 11–13 dla każdego nachylenia, które ma być testowane.
2. Umieść robota w zaznaczonym punkcie na płaszczyźnie kroczącej.
3. Wybierz odniesienie do wzorca zgodnie z opisem w krokach 12.2–12.4, ale w pierwszym menu wybierz żądaną "wersję robota" (zamiast "clb"), a w drugim menu odniesienie do wzorca zgodnie z aktualnym nachyleniem (zamiast "mode_4.csv").
4. Rozpocznij nagrywanie zgodnie z opisem w kroku 12.5.
5. Naciśnij przycisk "funkcja 1", aby aktywować regulator ciśnienia.
6. Pozwól robotowi chodzić/wspinać się przez co najmniej 6 cykli.
7. Zatrzymaj nagrywanie, naciskając przycisk "nagrywaj" na monitorze (jak w kroku 12.7).
8. Upewnij się, że robot nie upadnie podczas wykonywania następnego kroku.
9. Zatrzymaj regulator ciśnienia, naciskając ponownie przycisk "funkcja 1". Spowoduje to również zatrzymanie dostarczania próżni, a w konsekwencji robot upadnie.
10. Przenieś nagrany plik *.csv do folderu "ExpEvaluation/[wersja robota]/[typ wzoru]/[nachylenie]/".
    UWAGA: Powtórz każdy bieg co najmniej pięć razy, aby mieć solidną podstawę do następnego kroku.

15. Ocena eksperymentu

1. Uruchom skrypt "ExpEvaluation/eval_vS11_adj_ptrn.py" podany w danych uzupełniających 5, aby automatycznie przeznaczyć wszystkie dane pomiarowe.
   UWAGA: Ten skrypt wyświetla tor wszystkich stóp, nacisk przyłożony w czasie, zmierzony kąt zgięcia wszystkich kończyn w czasie, prędkość robota w czasie, orientację robota w czasie, średnią prędkość względem nachylenia (por. Rysunek 2A) oraz przybliżenie energii zużytej w stosunku do nachylenia (por. Rysunek 2B).

Wyniki

Przedstawiony protokół prowadzi do uzyskania trzech elementów: miękkiego robota wspinającego się, uniwersalnego sterownika oraz strategii sterowania ruchem prostoliniowym robota, która zwiększa jego zdolność wspinania się i jednocześnie zmniejsza zużycie energii. Sterownik opisany w sekcji 8 umożliwia ciągłe dostarczanie dowolnego poziomu ciśnienia do maksymalnie sześciu kanałów (z możliwością rozszerzenia do ośmiu), a dodatkowo w czterech kanałach dostarczanie próżni (rozszerzalne zgodnie z potrzebami). „User Interface Unit” pozwala użytkownikowi na łatwą obsługę sterownika w czasie rzeczywistym, a interfejs monitora umożliwia bezpośredni podgląd zmierzonych danych oraz ich zapisywanie w pliku csv. Tryb referencyjny wzorca sterownika zapewnia użytkownikowi intuicyjny interfejs do zapętlania zdefiniowanych wzorców. Może to być wzorzec chodu robota, jak w niniejszym protokole, lub może on służyć do testowania zmęczeniowego siłowników lub każdej innej aplikacji wymagającej cyklicznego obciążania. Rycina 1 przedstawia wszystkie komponenty sprzętowe zamontowane w sterowniku i systemie pomiarowym oraz sposób ich połączenia.

Wzorzec chodu dla ruchu prostoliniowego robota sformułowano w odniesieniach kątowych⁸. Aby uruchomić robota, odniesienia kątowe muszą zostać przekształcone w odniesienia ciśnieniowe. Strategia sterowania zastosowana w niniejszym protokole opiera się na wcześniejszej kalibracji kąt-ciśnienie. Każda metoda kalibracji skutkuje inną krzywą alfa-ciśnienie. Dlatego konieczne jest, aby w miarę możliwości dostosować procedurę kalibracji do rzeczywistych warunków pracy. Przy zmianie kąta nachylenia płaszczyzny chodzenia zmieniają się również warunki pracy. W związku z tym krzywa kąt-ciśnienie musi zostać ponownie skalibrowana dla każdego nachylenia. Rycina 2A przedstawia prędkość robota dla różnych nachyleń przy niezmienionej kalibracji oraz przy ponownie skalibrowanej krzywej kąt-ciśnienie. Eksperyment wyraźnie wykazuje skuteczność ponownej kalibracji. Ponownie skalibrowany robot jest nie tylko znacznie szybszy, ale jest również w stanie wspinać się na stromojsze nachylenia (84° zamiast 76°), zużywając przy tym mniej energii⁹, co przedstawiono na Rycini 2B. Na Rycini 3 pokazano serię zdjęć ruchu robota dla nachylenia 48°. Rycina ta wyraźnie ilustruje, że wydajność wspinania po ponownej kalibracji, pokazana na Rycini 3B, jest znacznie lepsza niż przy niezmienionej kalibracji pokazanej na Rycini 3A, ponieważ przesunięcie pozycji w tym samym odstępie czasu jest prawie dwukrotnie większe. Robot ten może poruszać się bardzo szybko w porównaniu z innymi miękkimi robotami. Qin i wsp.⁷ podsumowali prędkości postępowe różnych miękkich robotów. Bez ładunku i w płaszczyźnie poziomej robot opisany w niniejszym protokole jest pięciokrotnie szybszy w stosunku do długości ciała niż najszybszy robot w Ref.⁷.

Rysunek 1: Schemat komponentów sprzętowych zamontowanych w skrzynce sterującej. Gdzie oznacza ciśnienie referencyjne dla i-tego kanału, u_i sygnał sterujący i-tym zaworem proporcjonalnym, wektor zawierający wartości referencyjne kątów, α wektor zawierający pomiary kątów, x wektor zawierający pomiary pozycji, a ƒ wektor zawierający sygnały sterujące dla zaworów elektromagnetycznych bezpośrednich, tj. stany utrwalenia stóp. UI to skrót od „User Interface Unit” (jednostka interfejsu użytkownika), BBB to skrót od BeagleBone Black, tj. komputera jednopłytkowego użytego w skrzynce sterującej, a RPi to skrót od Raspberry Pi, tj. komputera jednopłytkowego użytego w systemie pomiarowym. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Ocena wydajności wspinania. Linie przerywane przedstawiają wartości dla stałych odniesień, a linie ciągłe dla skalibrowanych ponownie odniesień ciśnienia. (A) Prędkość postępowa robota dla różnych kątów nachylenia. (B) Zużycie energii dla różnych kątów nachylenia. Rysunek opracowano na podstawie Ref.⁹. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Seria zdjęć ruchu robota przy nachyleniu 48°. Czas pomiędzy kolejnymi zdjęciami wynosi 1,2 s. (A) Ruch dla stałych referencji ciśnienia oraz (B) ruch dla skalibrowanych ponownie referencji ciśnienia. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina uzupełniająca 1: Przygotowanie elastomeru. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinię.

Rycina uzupełniająca 2: Porównanie powstawania pęcherzyków powietrza podczas odgazowywania przed i po odlewie. (A) Odgazowywanie elastomeru jest wykonywane wyłącznie przed odlewaniem. Uwięzione pęcherzyki powietrza pozostają na miejscu, lecz występują one częściej w obszarze wypustek, co nie wpływa w znacznym stopniu na funkcjonalność aktuatora. (B) Odgazowywanie jest wykonywane przed i po odlewaniu. Uwięzione pęcherzyki powietrza unoszą się, ale ponownie zatrzymują na górnej stronie wsporników, tworząc w aktuatorze otwory, które mogą wpływać na jego funkcjonalność. Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać tę figurę.

Rycina uzupełniająca 3: Przykłady udanych i nieudanych odlewów utwardzonych. Górny rząd przedstawia udane przykłady, a dolny rząd przykłady nieudane. Jeśli defekt nie jest wyraźnie rozpoznawalny, został oznaczony zielonym okręgiem. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinę.

Rycina uzupełniająca 4: Produkcja części podstawy. Kliknij tutaj, aby pobrać tę ryciny.

Rycina uzupełniająca 5: Schemat wykonania części dolnej. Przed odlewaniem rurkę (która później służy jako rurka doprowadzająca do przyssawki) zaciska się w formie. Następnie formę wypełnia się ciekłym elastomerem. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinę.

Rycina uzupełniająca 6: Połączenie podstawy i dolnej części. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinę.

Rysunek uzupełniający 7: Odlewanie laminowane miękkiego aktuatora zginającego. Płynny elastomer jest przedstawiony na czerwono, utwardzony elastomer na jasnoczerwono, a warstwa ograniczająca odkształcenia oraz formy na czarno. (A) Wymieszany elastomer jest wlewany do dwóch osobnych form – jednej dla części bazowej i jednej dla części dolnej. Przy tym część dolna jest wypełniona tylko do połowy. Następnie do formy części dolnej wprowadza się warstwę ograniczającą odkształcenia (rurkę doprowadzającą). (B) Części są utwardzane, a część bazowa jest wyjmowana z formy. (C) Forma części dolnej jest wypełniana do pełna płynnym elastomerem. (D) Część bazowa jest zanurzana w tej formie. (E) Obie części są utwardzane razem. (F) Aktuator jest wyjmowany z formy. Rysunek opracowano na podstawie Ref.¹³. Kliknij tutaj, aby pobrać ten rysunek.

Rycina uzupełniająca 8: Łączenie wszystkich kończyn. (A) Pokrywanie powierzchni do połączenia elastomerem płynnym. (B) Wyrenderowany widok kompletnego zestawu. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinię.

Rysunek uzupełniający 9: Montaż wlotów rurek doprowadzających. Kliknij tutaj, aby pobrać ten rysunek.

Rycina uzupełniająca 10: Fotografie skrzynki sterowniczej. (A) Widok z przodu jednostki interfejsu użytkownika, umożliwiającej interakcję z robotem. (B) Widok szczegółowy jednostki zaworowej. (C) Widok z góry całej skrzynki sterowniczej. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinę.

Rysunek uzupełniający 11: Schemat obwodu jednostki interfejsu użytkownika. Kliknij tutaj, aby pobrać ten rysunek.

Rycina uzupełniająca 12: Schemat obwodu jednostki zaworowej. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinię.

Rycina uzupełniająca 13: Uproszczony schemat obwodu całego modułu sterującego. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinę.

Rysunek uzupełniający 14: Schemat wykorzystanych pinów komputerów jednopłytkowych wbudowanych w skrzynkę sterowniczą. (A) Wykorzystane piny płyty niezbędne do komunikacji z użytkownikiem. (B) Wykorzystane piny płyty niezbędne do sterowania robotem. Kliknij tutaj, aby pobrać ten rysunek.

Rysunek uzupełniający 15: Wyrenderowany widok płaszczyzny chodzenia z zainstalowanym systemem pomiarowym. Proszę kliknąć tutaj, aby pobrać ten rysunek.

Rycina uzupełniająca 16: Wizualizacja efektu unoszenia. Igły z główkami o średnicy 6 mm są wkładane w oba końce tułowia. Minimalizuje to tarcie podczas chodzenia i sprawia, że przyssawki mają pełny kontakt z płaszczyzną chodzenia. Kliknij tutaj, aby pobrać tę figurę.

Rycina uzupełniająca 17: Montaż markerów wizualnych. Markery są montowane na robocie za pomocą szpilek. Marker 0 jest zamontowany przy przedniej lewej stopie, marker 1 z przodu tułowia, marker 2 przy przedniej prawej stopie, marker 3 przy tylnej lewej stopie, marker 4 z tyłu tułowia, a marker 5 przy tylnej prawej stopie. Do montażu markera 4 użyto trzech szpilek. Rysunek został opracowany na podstawie źródła ⁹. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinię.

Rysunek uzupełniający 18: Legenda przycisków skrzynki sterowniczej. Kliknij tutaj, aby pobrać ten rysunek.

Rycina uzupełniająca 19: Legenda przycisków graficznego interfejsu użytkownika. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinię.

Rycina uzupełniająca 20: Wzorce chodu robota podczas ruchu prostoliniowego. Nogi ustabilizowane są oznaczone wypełnionymi kółkami, a nogi nieustabilizowane – kółkami pustymi. (A) Wzorzec chodu dla niskich i umiarkowanych kątów nachylenia (< 70°). (B) Wzorzec chodu dla dużych nachyleń (> 70°). Próżnia jest przyłożona do wypełnionych nóg czerwonych i czarnych. Nogi wypełnione na czarno są ustabilizowane na podłożu, podczas gdy nogi czerwone niekoniecznie muszą być. Aby zapewnić stabilną fiksację, nogę przeznaczoną do ustabilizowania przesuwa się raz w przód i w tył. Rycina została zaadaptowana z Ref.⁹. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinę.

Rycina uzupełniająca 21: Wyrenderowany widok rozstrzelony miękkiego robota wspinającego się. Jaskółcze ogony znajdują się na nogach, a odpowiadające im wpusty na końcach tułowia. Dzięki temu proces łączenia jest znacznie bardziej precyzyjny. Rycina została zaadaptowana z ref.⁹. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinę.

Rycina uzupełniająca 22: Różne procedury kalibracji do wyznaczenia krzywej ciśnienie-kąt. Każna podrycina przedstawia jakościowy przebieg ciśnienia oraz zrzuty ekranu odpowiadającej pozycji robota. (A) Każdy siłownik jest pompowany w sposób ciągły od 0 bar do 1 bar, podczas gdy pozostałe pozostają bezciśnieniowe. (B) Do pojedynczego siłownika przykładane jest plateau ciśnienia przez 3 s, a następnie jest on całkowicie spuszczany przez 2 s. W kolejnej rundzie poziom plateau ciśnienia jest zwiększany o określony przyrost, aż plateau osiągnie 1 bar. Procedurę tę wykonuje się oddzielnie dla każdego siłownika. (C) Taka sama procedura jak w trybie 2, jednak w tym przypadku to samo plateau jest przykładane jednocześnie do siłowników (0,3,4) odpowiednio do siłowników (1,2,5). (D) Taka sama procedura jak w trybie 3, ale plateau dla siłowników (0,3) zaczynają się od 0 bar (jak wcześniej) i kończą na 1,2 bar (zamiast 1 bar). W zasadzie przyrost dla siłowników (0,3) jest nieco zwiększony, podczas gdy przyrosty dla pozostałych siłowników pozostają takie same. Proszę kliknąć tutaj, aby pobrać tę rycinię.

Rycina uzupełniająca 23: Krzywe kąt-ciśnienie dla różnych procedur kalibracji. Kliknij tutaj, aby pobrać tę rycinę.

Animacja uzupełniająca 1: Animacja chodu prostoliniowego robota. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Animacja uzupełniająca 2: Animacja chodu wspinaczkowego robota. Aby pobrać ten plik, kliknij tutaj.

Plik uzupełniający 1: Instrukcje konfiguracji komputerów jednopłytkowych. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Plik uzupełniający 2: Szablon do druku markerów wizualnych. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Dane uzupełniające 1: pliki CAD. Ten folder skompresowany w formacie zip zawiera pliki *.stl do drukowania form, pliki *.dxf do wycinania laserowego obudowy skrzynki sterowniczej, pliki *.stl do drukowania zacisków stosowanych w systemie pomiarowym oraz plik *.dxf do wycinania laserowego ramy systemu pomiarowego. Aby pobrać ten plik, kliknij tutaj.

Dodatkowe dane 2: Kod do uruchomienia na komputerach jednopłytkowych. Ten folder skompresowany w formacie zip zawiera programy i ich źródła uruchamiane na płytce wykorzystywanej w „Jednostce Interfejsu Użytkownika”, płytce służącej do sterowania robotem oraz płytce wykorzystywanej do przetwarzania obrazu. Prześlij cały folder na wszystkie trzy płytki. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Dane uzupełniające 3: Przykładowe dane pomiarowe. Ten folder skompresowany w formacie zip zawiera dwa pliki *.csv wygenerowane podczas procedury kalibracji. Aby pobrać ten plik, należy kliknąć tutaj.

Dane uzupełniające 4: Skrypt kalibracyjny. Ten folder skompresowany w formacie zip zawiera skrypt python oraz jego źródła do oceny danych pomiarowych wygenerowanych podczas procedury kalibracji. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Dane uzupełniające 5: Skrypt ewaluacyjny. Ten folder skompresowany w formacie zip zawiera dwa skrypty python oraz ich źródła do oceny danych pomiarowych wygenerowanych podczas eksperymentu z wspinaniem. Dodatkowo zawiera on wszystkie dane pomiarowe wykorzystane do przygotowania Ryciny 2. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Dyskusja

Prezentowany protokół obejmuje wiele różnych aspektów związanych z miękkim robotem wspinaczkowym z ^Ref.9, w tym produkcję, kontrolę, kalibrację i ocenę wydajności. Poniżej omówiono zalety i wady wynikające z protokołu i ustrukturyzowano je zgodnie z wyżej wymienionymi aspektami.

Przedstawiona metoda wytwarzania jest silnie oparta na istniejącej literaturze^10,13. Istotną różnicą jest konstrukcja siłownika. Aby połączyć poszczególne kończyny, w odpowiednich punktach umieszcza się prowadnice na jaskółczy ogon, jak pokazano na rysunku uzupełniającym 21. Skutkuje to znacznie bardziej precyzyjnym i wytrzymałym połączeniem między kończynami w porównaniu z poprzednią konstrukcją robota⁸. Ponadto rurki zasilające są osadzone w dolnej części siłowników. Ta zintegrowana konstrukcja pozwala na zasilanie przyssawek w próżnię, a jednocześnie sprawia, że dolna warstwa nie jest już rozciągliwa, co znacznie zwiększa wydajność siłownika. Kolejną różnicą w stosunku do procedury opisanej w literaturze jest to, że zmieszany elastomer jest opróżniany tylko raz (bezpośrednio po wymieszaniu). Wiele źródeł zaleca dwukrotne opróżnienie elastomeru: raz po wymieszaniu i raz po wlaniu go do formy. Może się zdarzyć, że powietrze pozostanie uwięzione w bardzo małych przestrzeniach. W komorze próżniowej powietrze to rozszerza się i w najlepszym przypadku unosi się na powierzchnię. Często jednak te pęcherzyki powietrza utknęły na swojej drodze, tworząc nieprzyjemne w gotowym odlewie. W tym przypadku należy podjąć decyzję, co jest ważniejsze: idealne kontury na spodniej stronie części podstawy, czy jak najmniejsze ryzyko wytworzenia niedziałającego siłownika (por. rysunek uzupełniający 2). W tym protokole nie przeprowadza się drugiej ewakuacji. W przedstawionej procedurze wysokość dolnej części może się zmieniać w miarę jej ręcznego napełniania, a w przeciwieństwie do części bazowej nie ma możliwości przycięcia jej do jednolitej wysokości po utwardzeniu. Aby wysokość dolnej części była jak najbardziej jednolita, zaleca się użycie strzykawki podczas napełniania formy dolnej części i odmierzenie wlanej objętości. Jednak w zależności od tego, ile czasu upłynęło od wymieszania, właściwości płynięcia elastomeru znacznie się zmieniają. Dlatego zaleca się, aby zawsze używać świeżo zmieszanego elastomeru. Połączenie podstawy i dolnej części siłownika wiąże się z największą niepewnością procesu. Jeśli kąpiel elastomerowa jest zbyt wysoka, kanał powietrzny między komorami najprawdopodobniej również zostanie zakryty. Wtedy siłownik nie nadaje się już do użytku. Jeśli kąpiel elastomerowa jest zbyt niska, warga uszczelniająca może nie być pokryta na całym obwodzie i siłownik będzie nieszczelny. Dlatego prawidłowe dozowanie kąpieli elastomerowej wymaga pewnej wprawy. Ogólnie rzecz biorąc, ważna dla łączenia jest beztłuszczowa powierzchnia łączenia. Jeśli powierzchnia łącząca jest zbyt zanieczyszczona, gotowy siłownik może się rozwarstwić. Dlatego ważne jest, aby upewnić się, że części są dotykane tylko na powierzchniach, które nie mają być łączone. Głównym ograniczeniem metody produkcji jest ilość sztuk do zrealizowania. Produkcja pojedynczego siłownika trwa łącznie co najmniej dwie godziny. Chociaż możliwa jest równoległa praca z kilkoma formami, nie zaleca się stosowania więcej niż czterech ze względu na ograniczenia czasowe. Żywotność elastomeru jest zbyt krótka, aby móc wypełnić jeszcze więcej form. Ponadto formy drukowane w 3D wytrzymują tylko ograniczoną liczbę cykli produkcyjnych (ok. 10–20), zanim ulegną znacznemu odkształceniu lub pęknięciu. Kolejnym ograniczeniem są omówione już niepewności procesowe. Ponieważ prawie wszystkie etapy procesu są wykonywane ręcznie, każdy siłownik jest nieco inny. Może to prowadzić do powstania dwóch robotów, które są identyczne pod względem budowy, ale wykazują dwa bardzo różne zachowania.

Wraz ze skrzynką sterowniczą dostępna jest metoda sterowania robotem. Niemniej jednak dla każdego układu pneumatycznego wzmocnienia sterujące skryptu "Code/arduino_p_ctr.ino" muszą być ustalane indywidualnie. Nie jest to ujęte w protokole. Jednak "tryb odniesienia ciśnienia" w skrzynce sterowniczej pozwala na zabawną obsługę robota, dzięki czemu strojenie sterownika może odbywać się bez pisania kilku skryptów. Kolejnym ograniczeniem skrzynki sterowniczej jest jej koszt, ponieważ materiał kosztuje łącznie około 7000 USD. Literatura¹¹ zawiera instrukcję budowy skrzynki sterowniczej, która kosztuje tylko około 900 USD i po pewnych ulepszeniach może być również używana do obsługi robota.

Kluczowe znaczenie dla kalibracji poszczególnych siłowników ma wybór procedury kalibracji. Rysunek uzupełniający 22 przedstawia jakościowy przebieg odniesień ciśnienia w czasie dla czterech różnych procedur, a rysunek uzupełniający 23 przedstawia wynikowe krzywe ciśnienia kątowego. Jak widać w tym ostatnim, każda metoda kalibracji skutkuje inną krzywą kątowo-ciśnieniową. Pokazuje to, że zależność między ciśnieniem a kątem jest w dużym stopniu zależna od obciążenia działającego na siłownik. W związku z tym procedura kalibracji musi jak najlepiej odzwierciedlać rzeczywisty przypadek obciążenia. W związku z tym konieczne jest jak największe dostosowanie procedury kalibracji do rzeczywistych warunków pracy. Najlepszą wydajność chodzenia uzyskuje się za pomocą procedury kalibracji 4. Jednak, jak widać na rysunku 3B, kolejne pozy w serii nie są całkowicie symetryczne, co jest wskaźnikiem potencjału poprawy kalibracji.

Kluczowe znaczenie dla systemu pomiarowego ma montaż znaczników wizualnych¹⁵ w sekcji 10. Ponieważ nie można ich zamontować bezpośrednio w żądanych punktach (ponieważ rurki przeszkadzają), zmierzone punkty muszą być sztucznie przesunięte. Należy zachować szczególną ostrożność przy określaniu tego wektora przesunięcia (we współrzędnych pikseli kamery); W przeciwnym razie cały pomiar będzie zawierał znaczne błędy systematyczne. Należy również zadbać o to, aby przywieszki nie przemieszczały się z upływem czasu. Jeśli tak się stanie, np. z powodu upadku robota, odpowiedni tag musi zostać ponownie zamontowany dokładnie w tym samym miejscu. W każdym przypadku należy regularnie sprawdzać, czy system pomiarowy nadal daje wiarygodne wyniki.

Czynnikiem ograniczającym w eksperymencie jest unieruchomienie stóp. Aby móc pokonywać jeszcze bardziej strome wzniesienia, należy ponownie rozważyć mechanizm mocowania. Obecnie robot nie jest w stanie aktywnie dociskać stóp do płaszczyzny chodzenia, a w przypadku dużych nachyleń normalna siła powodowana przez grawitację jest zbyt mała, aby zbliżyć przyssawki wystarczająco blisko płaszczyzny chodzenia, aby zapewnić niezawodne ssanie.

Przedstawiona metoda produkcji może być przeniesiona do dowolnego siłownika z elastomeru płynowego i dlatego może być interesująca dla przyszłych zastosowań. Prezentowana skrzynka sterownicza umożliwia sterowanie dowolnym układem pneumatycznym składającym się z sześciu pojedynczych siłowników (z możliwością rozbudowy do ośmiu), w tym platformami zrobotyzowanymi, ponieważ wymagają one szybkiego sensorycznego sprzężenia zwrotnego. W związku z tym może być wykorzystywany jako uniwersalna platforma do testowania i sterowania przyszłymi robotami. Wreszcie, przedstawiona metoda kalibracji może być w zasadzie dowolna grupa pneumatyczna sterowana sprzężeniem zwrotnym. Podsumowując, wszystkie przedstawione metody są uniwersalne w omawianym zakresie.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Drukarka 3D	Formlabs	Form 2
płyta ze szkła akrylowego z dwoma otworami	-		do odlewania, patrz Dodatkowy
panel tylny ze szkła akrylowego	-		patrz Dodatkowy
panel dolny ze szkła akrylowego	-		patrz Dodatkowy
panel przedni ze szkła akrylowego	-		patrz Uzupełniający
panel akrylowy szklany panel	boczny-zobacz		Dodatkowy
panel górny ze szkła akrylowego-zobacz			Uzupełniający
Arduino Nano	Arduino	A000005
Allan Key 1mm			dostępny w każdym warsztacie
BeagleBone Black	beagleboard	BBB01-SC-505
kaniula motylkowa	B. Braun Melsungen AG	5039573
Zacisk 1 do układu pomiarowego	-		patrz Zacisk uzupełniający
2 do systemu pomiarowego	-		patrz Nóż
			dostępny w każdym warsztacie
Zawory elektromagnetyczne bezpośredniego działania	Norgren	EXCEL22 DM/49/MDZ83J/T4
	Wacker Chemie	ELASTOSIL M4601
System pomiaru ramy cz.1-patrz			Dodatkowy
system pomiaru ramy cz.2-patrz			Dodatkowa
wycinarka laserowa	Trotec	SP500
LED	RND COMPONENTS	RND 210-00013
LCD	JOY-IT	SBC-LCD16X2
dolna część formy noga-patrz			Dodatkowa
dolna część formy tułów	1-patrz		Dodatkowa
część dolna formy tułów	2-patrz		Dodatkowa
noga formy	1-patrz		Dodatkowa
noga formy	2-patrz		Dodatkowa
część tułowia formy	1-patrz		Dodatkowa
część tułowia formy 2	-		patrz Uzupełnienie
piekarnik	Binder	ED 115
Plastikowy kubek			dostępny w każdym supermarkecie
Plastikowa strzykawka			dostępna w każdym
panelu plakatowym	Net-xpress.de (dystrybutora)	10620232	jako płaszczyzna chodzenia
Potencjometr	VISHAY	P16NM103MAB15
Zasilacz	Wymiar impulsu	Czujnik ciśnienia CPS20.241-C1
	Honeywell	SSCDANN150PG2A5
Źródło ciśnienia	Zawory proporcjonalne EINHELL	4020600
	Festo	MPYE-5-1/8-LF-010-B	6x
Raspberry Pi	RASPBERRY PI	RASPBERRY PI 3B+
Raspberry Pi Cam	KAMERA	RASPBERRY PI RASPBERRY PI V2.1
żywica	formlabs	szara żywica 1l
zaciski śrubowe	VELLEMAN	3935-12
rurka silikonowa 2mm	Festo	PUN-H-2X0,4-NT	do podłączenia robota do skrzynki sterowniczej
silikonowa rurka 2,5mm	Schlauch24	n/a	do rury zasilającej wlotowej (https://www.ebay.de/itm/281761715815)
Przełączniki	MIYAMA	MS 165
Kąpiel ultradźwiękowa	RND LAB	605-00034
Komora UV	formlabs	Form Cure
Komora próżniowa + pompa	COPALTEC	PURE PERFEKTION
waga	KERN-SOHN	PCB 2500-2	min. rozdzielczość 1g

tnący uzupełniający Elastomer apteki