Avaliação de fabricação, controle e desempenho de um robô macio inspirado em gecko

Esta técnica usa um kit de ferramentas de robótica macia para fabricar nosso robô macio inspirado em Gecko, que pode ser manipulado por uma caixa de controle pneumática universal. O uso de um robô de escalada suave permite uma grande variedade de aplicações que impõem altas demandas à máquina. Por exemplo, para limpeza de espelhos solares ou fachadas de arranha-céus.

Basicamente, qualquer outro robô macio pode ser fabricado usando este método em qualquer sistema pneumático pode ser operado com uma caixa controladora. A fabricação dos atuadores é feita principalmente manualmente e requer prática. Não espere que funcione perfeitamente na primeira tentativa.

Para preparar o elastômero, adicione cinco gramas de composto elastômero parte B, e 45 gramas de composto da parte A por atuador a uma xícara em equilíbrio. E mexa o conteúdo do copo até que nenhuma área branca ou vermelha seja visível na borda do copo. Em seguida, coloque o copo em uma câmara de vácuo por 15 minutos para remover qualquer ar que ficou preso no elastômero durante o processo de agitação.

E carregue o elastomer de dado em uma seringa de 50 mililitros. Para o fabricante da parte base primeiro aperte a placa de vidro acrílico com dois orifícios correspondentes no molde e insira a seringa no orifício inferior. Pressione o êmbolo para carregar o elastômero em um molde de perna ou torso.

Quando o composto sair do orifício superior, solte os grampos do parafuso e puxe a placa de vidro acrílico para os lados do molde. Use uma ferramenta afiada para perfurar qualquer bolha de ar em ascensão. Em seguida, adicione um elastômero extra.

Perfurar as bolhas em ascensão novamente e colocar o molde no forno de 65 graus Celsius. Após 30 minutos, retire o molde do forno e use uma faca de corte para remover um elastômero extrudado. Insira um braço de alavanca entre as peças de molde para abri-lo sem danificar as superfícies de fundição e remova a peça quase atuador do molde.

Se o fundição foi bem sucedido, use a faca de corte para remover quaisquer faixas salientes. Para o fabricante das ventosas e da parte inferior do tronco siga o mesmo procedimento, mas sem o uso de placas adicionais de vidro acrílico. Para o fabricante da parte inferior da perna empurre um tubo de silicone através dos orifícios na parte inferior do molde e encha o molde com elastômero.

Em seguida, use uma pequena espátula para distribuir o elastômero para os cantos do molde e curar o molde no forno por 15 a 20 minutos. Quando a parte inferior do fundição for resfriada, encha o molde da parte inferior com elastômero fresco, de um a 1,5 milímetros acima do elastômero já endurecido e insira uma cânula borboleta no fundição base. Depois de marcar o local de punção para identificação posterior, coloque a base superior no molde inferior e pressione ligeiramente os lados para o banho de elastômero.

Após 10 a 15 minutos no forno, remova o atuador do molde e use o local de punção para conectar o dispositivo a uma fonte de pressão para realizar um teste final de vazamento. Para fabricar o tronco encha a parte inferior com elastômero e coloque a parte base na parte inferior. Para preparar a superfície de junção do membro cubra a superfície de junção com elastômero e use agulhas de pino para fixar as peças a serem unidas em uma tábua de madeira.

Depois de curar, junte as ventosas com as agulhas presas nas pernas no torso para garantir que todas as partes estejam no mesmo plano, então você é o conjunto por mais 10 a 15 minutos. Use uma chave allen de um milímetro para ampliar o ponto de inserção e colocar a extremidade de um tubo de silicone de diâmetro não superior a três milímetros sobre o orifício de inserção. Use a tecla para pressionar o tubo no orifício e selar a entrada com uma pequena quantidade de elastômero.

Em seguida, cure o conjunto no forno por mais 10 minutos. Para configurar todo o sistema conecta tubos de alimentação às entradas de todos os atuadores. Conecte os tubos de alimentação embutidos nas pernas com as ventosas e use agulhas de pino para prender os marcadores ao robô.

Conecte o robô à caixa de controle e conecte uma fonte de pressão com uma pressão máxima de 1,2 barras e uma fonte de vácuo à caixa de controle. Para realizar um experimento de escalada, coloque o robô no ponto de partida do avião a pé e inicie a gravação. Pressione a função um para ativar o controlador de pressão e deixe o robô andar e subir por pelo menos seis ciclos.

Pressione o registro para parar a gravação e certifique-se de que o robô não cairá quando o controlador de pressão for parado. Em seguida, pressione a função um para parar o controlador de pressão. É necessário adaptar o procedimento de calibração às condições reais de funcionamento o mais próximo possível.

Ao alterar o ângulo de inclinação do plano de caminhada, as condições de operação também mudam. Portanto, a curva de pressão angular deve ser recalibrada para cada inclinação. Após a recalibração nesta análise, o robô não só foi mais rápido, como também foi capaz de escalar inclinações mais íngremes enquanto consumia menos energia.

Nestas imagens, o movimento do robô para uma inclinação de 48 graus é mostrado. Como ilustrado, o desempenho de escalada do robô foi significativamente melhorado após a recalibração, pois a mudança de posição dentro do mesmo intervalo de tempo é quase duas vezes maior. Como observamos com as ventosas, diferentes formas complexas podem ser produzidas com este método de fabricação.

Mesmo aqueles com undercuts. Ao juntar as partes individuais, é muito importante que aliado no mesmo plano, caso contrário, a capacidade de escalada do robô será drasticamente reduzida. O robô é uma plataforma interessante para pesquisar novas estratégias de movimento.

Por exemplo, correr uma curva pode ser realizado por este robô de maneiras muito diferentes.