Produkcja, kontrola i ocena wydajności miękkiego robota inspirowanego Gekonem

Ta technika wykorzystuje zestaw narzędzi miękkiej robotyki do produkcji naszego miękkiego robota inspirowanego Gecko, którym można manipulować za pomocą uniwersalnej pneumatycznej skrzynki sterowniczej. Korzystanie z robota z miękkim wspinaniem się umożliwia szeroką gamę zastosowań, które stawiają wysokie wymagania przed maszyną. Na przykład do czyszczenia luster solarnych lub fasad drapaczy chmur.

Zasadniczo każdy inny miękki robot może być wyprodukowany tą metodą, w dowolnym układzie pneumatycznym może być obsługiwany za pomocą skrzynki sterującej. Produkcja siłowników odbywa się w większości ręcznie i wymaga praktyki. Nie oczekuj, że zadziała idealnie za pierwszym razem.

Aby przygotować elastomer, dodaj pięć gramów mieszanki elastomeru część B i 45 gramów części A związku na siłownik do kubka na wadze. I mieszaj zawartość filiżanki, aż na krawędzi filiżanki nie będą widoczne żadne białe ani czerwone obszary. Następnie umieść kubek w komorze próżniowej na 15 minut, aby usunąć powietrze, które zostało uwięzione w elastomerze podczas mieszania.

I załaduj odlewany elastomer do 50-mililitrowej strzykawki. Do producenta części podstawowej: najpierw zaciśnij płytkę ze szkła akrylowego z dwoma odpowiednimi otworami na formie i włóż strzykawkę do dolnego otworu. Wciśnij tłok, aby załadować elastomer do formy nogi lub tułowia.

Gdy związek wyłoni się z górnego otworu, poluzuj clamps i pociągnij płytkę ze szkła akrylowego na boki z formy. Użyj ostrego narzędzia, aby przebić unoszące się pęcherzyki powietrza. Następnie dodaj dodatkowy elastomer.

Ponownie nakłuj rosnące bąbelki i umieść formę w piekarniku o temperaturze 65 stopni Celsjusza. Po 30 minutach wyjmij formę z piekarnika i za pomocą noża tnącego usuń wytłaczany elastomer. Włóż ramię dźwigni między elementy formy, aby ją otworzyć bez uszkadzania powierzchni odlewniczych i wyjmij prawie element siłownika z formy.

Jeśli odlewanie się powiodło, użyj noża tnącego, aby usunąć wszelkie wystające paski. Do producenta przyssawek i dolnej części tułowia należy postępować zgodnie z tą samą procedurą, ale bez użycia dodatkowych płytek ze szkła akrylowego. Do producenta dolnej części nogi wepchnij silikonową rurkę przez otwory w dolnej części formy i wypełnij formę elastomerem.

Następnie za pomocą małej szpatułki rozprowadź elastomer w rogach formy i utwardź formę w piekarniku przez 15 do 20 minut. Gdy spód odlewu schłodzi się, wypełnij formę dolnej części świeżym elastomerem, do jednego do 1,5 milimetra powyżej już utwardzonego elastomeru i włóż kaniulę motylkową do odlewu podstawowego. Po oznaczeniu miejsca nakłucia w celu późniejszej identyfikacji, umieść górną podstawę w dolnej formie i lekko wciśnij boki w kąpiel elastomerową.

Po 10 do 15 minutach w piekarniku wyjmij siłownik z formy i użyj miejsca nakłucia, aby podłączyć urządzenie do źródła ciśnienia, aby przeprowadzić ostateczną próbę szczelności. Aby wyprodukować tułów, wypełnij dolną część elastomerem i umieść część podstawy w dolnej części. Aby przygotować powierzchnię łączenia kończyn, przykryj powierzchnię łączenia elastomerem i za pomocą igieł szpilkowych przymocuj części, które mają być połączone, do drewnianej deski.

Po utwardzeniu połącz przyssawki z nogami przymocowanymi igłami w tułowiu, aby upewnić się, że wszystkie części są w tej samej płaszczyźnie, a następnie jesteś montażem przez dodatkowe 10 do 15 minut. Użyj klucza imbusowego o średnicy jednego milimetra, aby poszerzyć punkt wkładania i umieść koniec silikonowej rurki o średnicy nie większej niż trzy milimetry nad otworem wprowadzającym. Za pomocą klucza wciśnij rurkę w otwór i uszczelnij wlot niewielką ilością elastomeru.

Następnie utwardź zespół w piekarniku przez kolejne 10 minut. Aby skonfigurować cały system, łączy rury zasilające z wlotami wszystkich siłowników. Połącz rurki zasilające osadzone w nogach z przyssawkami i użyj igieł do przymocowania markerów do robota.

Podłącz robota do skrzynki sterowniczej i podłącz źródło ciśnienia o maksymalnym ciśnieniu 1,2 bara oraz źródło podciśnienia do skrzynki sterowniczej. Aby przeprowadzić eksperyment wspinaczkowy, umieść robota w punkcie początkowym chodzącej płaszczyzny i rozpocznij nagrywanie. Naciśnij funkcję pierwszą, aby aktywować regulator ciśnienia i pozwól robotowi chodzić i wspinać się przez co najmniej sześć cykli.

Naciśnij nagrywanie, aby zatrzymać nagrywanie i upewnij się, że robot nie upadnie, gdy regulator ciśnienia zostanie zatrzymany. Następnie naciśnij funkcję pierwszą, aby zatrzymać regulator ciśnienia. Konieczne jest jak najdokładniejsze dostosowanie procedury kalibracji do rzeczywistych warunków pracy.

Przy zmianie kąta nachylenia płaszczyzny kroczącej zmieniają się również warunki pracy. Dlatego krzywa nacisku kątowego musi być ponownie skalibrowana dla każdego nachylenia. Po ponownej kalibracji w tej analizie robot był nie tylko szybszy, ale był również w stanie pokonywać bardziej strome zbocza, zużywając przy tym mniej energii.

Na tych obrazach pokazany jest ruch robota o nachyleniu 48 stopni. Jak pokazano, wydajność wznoszenia robota uległa znacznej poprawie po ponownej kalibracji, ponieważ zmiana pozycji w tym samym przedziale czasu jest prawie dwukrotnie większa. Jak zaobserwowaliśmy w przypadku przyssawek, za pomocą tej metody produkcji można wytwarzać różne złożone kształty.

Nawet te z podcięciami. Podczas łączenia poszczególnych części bardzo ważne jest, aby sprzymierzeńcy znajdowali się w tej samej płaszczyźnie, w przeciwnym razie zdolność robota do wspinania się zostanie drastycznie zmniejszona. Robot jest ciekawą platformą do badania nowych strategii ruchowych.

Na przykład prowadzenie krzywej może być wykonywane przez tego robota na bardzo różne sposoby.