Pinza robotica morbida: 9 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Il campo della robotica morbida (robot realizzati con materiali intrinsecamente morbidi come siliconi e gomme) è cresciuto rapidamente negli ultimi anni. I robot morbidi possono essere vantaggiosi rispetto alle loro controparti rigide perché sono flessibili, adattabili a nuovi ambienti e favoriscono un'interazione uomo-robot più sicura. Le pinze robotiche morbide, in particolare, possono essere utili per movimentare oggetti delicati senza causare danni.

Questo Instructable funge da guida dettagliata su come costruire "dita" robotiche morbide che possono essere facilmente azionate con una semplice pompa a mano. I file STL per lo stampo 3 pezzi si trovano in fondo alla pagina, oltre al file STL per un hub centrale che ti permetterà di creare una pinza robotica morbida a 4 dita perfettamente funzionante. Questo progetto è ideale sia per gli appassionati di robot morbidi che per le aule scolastiche, con relativamente poche forniture necessarie e tempi di fabbricazione rapidi.

Il robot morbido in questo Instructable è stato ispirato dal gruppo di ricerca di Whiteside ad Harvard e dal loro lavoro con la creazione di reti pneumatiche: https://gmwgroup.harvard.edu/soft-robotics. L'ispirazione è stata anche tratta dalle vaste risorse di Soft Robotic Toolkit.

Forniture

• Stampante 3D (ho usato una LulzBot Taz 5, ma qualsiasi stampante dovrebbe funzionare)
• Filamento PLA (anche ABS o qualsiasi altro tipo di filamento dovrebbe funzionare, assicurati solo che sia compatibile con Ecoflex 00-50)
• Kit taglia di prova di Ecoflex 00-50. Puoi anche usare Ecoflex 00-30, ma lo 00-50 è più resistente e preferito se possibile
• Bastoncino di ghiacciolo o mescolatore per caffè
• Contenitore con segni di volume a misura Ecoflex. Puoi anche usare una bilancia se hai accesso. Hai solo bisogno di un modo per misurare le parti A e B dell'Ecoflex in un rapporto 1:1 in massa o in volume.
• Tessuto di cotone (circa 1 piede quadrato farà diversi robot)
• Forbici
• Graffetta per fogli
• Pompa a sfera

Materiali extra opzionali (necessari per artiglio completo a 4 dita)

• Pompa per acquario
• Tubi di plastica (diametro esterno da 1/8 di pollice) - circa 2 piedi saranno sufficienti

Passaggio 1: stampa il tuo stampo

Il primo passo è stampare il tuo stampo. Ci sono 3 pezzi, 2 che si incastrano per formare la metà superiore e uno per la parte inferiore. Ho usato il PLA, ma puoi usare l'ABS o qualsiasi altro filamento. Basta controllare che il tuo materiale sia compatibile con Ecoflex 00-50. Assicurati di orientare le parti in modo da non dover generare materiale di supporto.

Passaggio 2: mescola il tuo Ecoflex 00-50

Il prossimo passo è mescolare l'Ecoflex 00-50. Potresti anche usare Ecoflex 00-30, ma lo 00-50 sembra un po' più forte e più ideale, se possibile. Tieni presente che il pot life (tempo in cui l'Ecoflex è abbastanza fluido per lavorare) è di soli 18 minuti, quindi potrebbe essere una buona idea preparare il tessuto e gli stampi (consulta il passaggio successivo) prima di iniziare a mescolare. Ecoflex 00-50 è disponibile in 2 parti (A e B) e viene miscelato in rapporto 1:1 in peso o in volume. Assicurati di agitare le bottiglie prima di versare. Avrai bisogno di circa 8-10 grammi di A e B (16-20 grammi in totale) per riempire uno stampo, sopra e sotto. Dopo aver versato A e B insieme, mescolare con un bastoncino di ghiacciolo per 2-3 minuti. Mescola bene, ma cerca di evitare di mescolare troppo energicamente (questo creerà bolle indesiderate che potrebbero danneggiare l'integrità strutturale del robot).

Passaggio 3: versare gli stampi

Taglia un pezzo di tessuto (o carta per stampante se non hai accesso al tessuto) che sia leggermente più piccolo della metà inferiore dello stampo. Metti insieme i 2 pezzi dello stampo superiore (Nota: un lato della parte superiore dello stampo ha un foro leggermente più grande. Questo lato va sopra l'area vuota della parte inferiore dello stampo superiore. Questo formerà la camera di ingresso che non si gonfierà, ma fornirà integrità strutturale). Versare lentamente l'Ecoflex nello stampo inferiore fino a riempirlo per metà. Quindi posiziona il tuo tessuto / carta nello stampo inferiore e riempilo fino in fondo. Quindi, riempire lo stampo superiore. Assicurati che ogni camera appaia completamente piena. Posizionare su una superficie piana e attendere 3 ore per la polimerizzazione di Ecoflex.

Passaggio 4: sformare entrambe le metà

Dopo 3 ore, è il momento di sformare! Puoi usare delle pinzette per tracciare i bordi degli stampini, così sarà più facile rimuoverli. L'Ecoflex è elastico, quindi non aver paura di tirare lo stampo, ma fai attenzione a non strappare nessuna delle aree sottili. Per lo stampo superiore, usa le piccole prese rettangolari per fare leva sui lati.

Passaggio 5: sigillare le metà insieme

Ora è il momento di sigillare le metà insieme! Fare un nuovo lotto di Ecoflex (può essere un lotto molto piccolo) e stendere uno strato SOTTILE sul pezzo inferiore. Meno è meglio qui, vuoi essere sicuro di evitare di intasare il canale dell'aria! Quindi, posiziona la metà superiore sul pezzo inferiore e usa il bastoncino del ghiacciolo per dipingere intorno al bordo dove i due pezzi si incontrano. Fatelo su carta pergamena o carta stagnola (non carta assorbente perché l'Ecoflex si indurisce alla carta assorbente). È una buona idea, mentre si esegue questo passaggio, mettere un po' di Ecoflex in più tra la prima camera solida e la seconda camera. Ciò rafforzerà quest'area per garantire che non si strappi quando inserisci la fonte d'aria. Se un po' di Ecoflex in più si trova intorno al robot, non preoccuparti: puoi tagliarlo con le forbici in seguito. Attendere 3 ore quindi rimuovere il robot e tagliare l'eccesso di Ecoflex.

Passaggio 6: perforare il canale aereo

Prendi l'estremità di una graffetta e usala per forare il canale dell'aria. Posizionalo al centro, appena sopra il punto in cui il pezzo inferiore incontra il pezzo superiore. Assicurati di forare la camera grande senza sacca d'aria (non l'altro lato che ha una sacca d'aria!). Il canale dell'aria inizia al centro della prima grande camera, quindi non è necessario premere troppo la graffetta. Fai attenzione a non premerlo troppo o potresti strappare accidentalmente il robot.

Passaggio 7: prova! Sigillare eventuali perdite se necessario

Ora rimuovi la graffetta e posiziona l'ago della pompa nel foro appena creato con la graffetta. Pompa e guarda il tuo robot gonfiarsi!

Risoluzione dei problemi:

• Se avverti resistenza quando provi a gonfiare, non hai trovato il canale dell'aria, prova a riposizionare l'ago nel robot.
• Se senti l'aria che fuoriesce, il tuo robot potrebbe avere un buco. Puoi riempire una tazza d'acqua e pompare aria nel robot per identificare dove si trova la perdita (vedrai delle bolle uscire dal foro). Puoi segnare il buco con un pennarello e fare un altro lotto di Ecoflex per sigillare il buco.
• Se alcune camere non si espandono, il canale dell'aria è ostruito. Puoi provare a usare la graffetta per sbloccarlo, ma è probabile che tu debba rifare il robot. Non c'è da temere però: lo stampo è completamente riutilizzabile e dovresti avere un sacco di Ecoflex avanzato!

Passaggio 8: Passaggio aggiuntivo opzionale: crea un artiglio robotico completamente morbido

Nella sezione file, c'è un STL per un hub centrale. Questo può essere stampato in 3D (richiede supporto quindi presta attenzione al tipo di supporto che usi per assicurarti che si stacchi senza rompere i tubi sottili) usando PLA o qualsiasi altro filamento. Il mozzo centrale può essere collegato a un tubo (diametro esterno 1/8 di pollice) e quindi a qualsiasi pompa ad aria (ho usato una pompa per acquario). Una volta stampato il mozzo centrale, crea 4 dita morbide del robot e attaccale ai 4 tubi esterni. Attacca il tubo al tubo grande sopra il mozzo centrale, collega la pompa all'altra estremità del tubo, accendi la pompa e guarda il tuo artiglio gonfiarsi!

Passaggio 9: file. STL

Ecco i file. STL per il mozzo centrale e lo stampo 3 pezzi!