Cómo hacer un pequeño robot Delta: 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Un "robot delta", también conocido como "manipulador paralelo", es un robot que utiliza varios brazos para mover un actuador. Uno podría conocerlos de las máquinas de recoger y colocar, así como de las impresoras 3D de tipo delta.

La ventaja de un robot paralelo delta es que los motores impulsores pesados suelen estar en una base, lo que disminuye el peso de las cosas que se mueven, lo que hace que este tipo de robots sean muy rápidos. ¡Algunos pueden recoger y colocar 300 piezas por minuto! Una propiedad de la versión "paralela" específica es que utiliza paralellogramas para mantener la plataforma móvil siempre en la misma orientación.

Decidí hacer un robot delta pequeño, incluso diminuto. Las motivaciones que me impulsan son divertirme en The Art of Tinkering, mostrar tecnología y creatividad a mis hijos y hacer que mi esposa niegue con la cabeza. Y solo porque puedo (o creo que puedo). Realmente no hay ningún uso para este robot por lo que yo sé.

Cuando digo 'diminuto', me refiero a que las partes móviles serán diminutas: el alcance máximo es de unos 30 mm. Los motores que impulsan los brazos y el actuador serán relativamente grandes:-)

Diviértete leyendo y posiblemente haciéndolo, ¡o incluso uno más pequeño!

Y si tienes una buena idea sobre una aplicación comercial, hablemos de negocios;-)

Paso 1: Paso 1: Hacer los brazos

Cada brazo de un robot delta / paralelo generalmente consta de un solo "brazo superior" y un doble "brazo inferior". Las dos partes del antebrazo forman un paralelograma. Tres de estos juegos unen la plataforma a la base. Cuando los motores giran cualquier brazo, los paralelogramas se mueven, asegurándose de que la plataforma mantenga la misma orientación. Se requiere que las articulaciones sean 'articulaciones esféricas' para que puedan moverse en todas las direcciones.

Hagamos los brazos.

Las pequeñas articulaciones esféricas no pueden obtenerse en tamaños pequeños, así que hagámoslas. Los creé usando los llamados "conectores de cuentas" de la caja de suministros de joyería de mi esposa. Usé conectores hechos de cupper, de modo que soldar es fácil. Suelde dos juntos como en la imagen para hacer un enlace.

Use una varilla de metal de 2 mm para hacer la parte superior de los brazos. Comience con una pieza de unos 60 mm. Doble un extremo de aproximadamente 10 mm a 90 grados. Muele el extremo de la parte larga para que parezca un destornillador de cabeza plana; este extremo va al servo. Taladre un orificio de 1 mm a través del extremo de 10 mm (mire la imagen para ver las orientaciones) y empuje una varilla de metal de ~ 10 mm x 1 mm a través - fíjela con pegamento. Ahora pegue una cuenta en cada extremo de la varilla de 1 mm.

En el siguiente paso, puede doblar los conectores de cuentas sobre la cuenta, et voilà (como dicen en los Países Bajos): ¡una pequeña rótula!

Ahora haga tres brazos, por lo que deberá doblar tres varillas de metal, y con 12 conectores de cuentas puede hacer las 6 partes para los antebrazos.

Paso 2: Paso 2: Crea la plataforma

La plataforma, la parte que se moverá, tiene tres juegos de rótulas.

Primero doble una pieza en un ángulo de 120 grados. Suelde una segunda pieza de manera que obtenga una estrella de tres puntas.

Taladre agujeros en él para las varillas de metal más delgadas que formarán las otras articulaciones esféricas. ¡Asegúrese de que las cuentas estén en la misma separación que las cuentas en el paso anterior! La precisión es esencial; ser descuidado en esta fase tendrá como resultado que el desplazamiento será difícil de calcular:-)

En el lado 'inferior' de la plataforma monté un tornillo M3 con el que luego hice la pinza.

Paso 3: Paso 3: haz la base

La base puede ser una simple tabla de madera: es fácil trabajar con MDF. Un triángulo (esquinas de 60 grados) es agradable a la vista. Le hice un agujero triangular para poder mirar desde arriba, pero esto no es necesario.

Haga tres bloques de madera o plástico de aproximadamente 15x15x15 mm - la altura debe ser tal que haya espacio para perforar un agujero a la altura del centro del servo cuando está montado en la base - la imagen dice más.

Taladre orificios para que quepan perfectamente los brazos superiores de 2 mm (deben poder girar, con un poco de fricción) y pegue los bloques a la placa base. Coloque los bloques y los brazos como se muestra en la figura: cuando la parte superior del brazo está plana, el punto central entre las bolas debe estar en el centro del robot.

¡Casi termino!

Paso 4: Paso 4: Montaje de los brazos y la plataforma

Ahora fije los conectores de cuentas sobre las cuentas de la base y las cuentas de la plataforma. Ahora ya puedes mover la plataforma con la mano y ver cómo giran los ejes de la parte superior de los brazos. También puede rotar la parte superior de los brazos con la mano para ver cómo responde la plataforma.

Coloque los tres servos (yo usé 'mini servos') en la base. Presione las 'cabezas de destornillador' de la parte superior de los brazos en la apertura del extremo comercial de los servos.

Usé pequeñas abrazaderas de pegamento con los lados largos hacia arriba para fijar los servos: fácil reposicionamiento al configurar, y proporcionan las patas del robot cuando se gira el robot de manera que el actuador mire hacia abajo. Mueva los servos hasta que la plataforma se mueva bien y cada servo tenga el mismo efecto en la plataforma.

También mire el rango de cada servo / brazo superior: no puede ir "hasta el final".

¡La parte mecánica delta / paralela del robot está lista!

Paso 5: Paso 5: Controlar

Ahora puede usar su microcontrolador favorito para controlar los servos. Un arduino, una hélice de paralaje, cualquier cosa que funcione mejor para ti. Escribí un programa de demostración en Spin para la hélice, por la única razón de que tenía uno disponible y mi arduino estaba 'ocupado':-).

El video muestra esta demostración: algunos movimientos lentos de los servos individuales y el movimiento circular más rápido que demuestra el poder potencial de este tipo de robots (si puede encontrar una aplicación para uno de este tamaño…:-))

Se adjuntan los archivos de giro que contienen la demostración.

Paso 6: Paso 6: un manipulador

Un brazo robótico que solo se mueve, como un marido cerca de los probadores, es inútil. Adjuntemos un manipulador: una pinza, para recoger objetos. Hice una pinza simple y liviana separando el servo de control y la plataforma.

La pinza se fabrica doblando una pieza de plástico delgado en forma de U. Taladra un agujero en el centro de forma que puedas montarlo encima del tornillo que sujetamos a la plataforma. Fíjelo con dos tornillos.

Para usar el servo de forma remota en lugar de en la plataforma, utilizo un cable en un tubo como los frenos de una bicicleta. Tome un tubo delgado (por ejemplo, de un cableado eléctrico) y pase un cable rígido a través de él. Haga dos pequeños orificios en la pinza y empuje el cable a través, y haga un nudo en el otro lado. Si ahora tira del cable, la pinza se cerrará.

En algún lugar de la placa base, monte otro servo y fije el tubo en el vecindario. Hágalo de manera que el servo pueda tirar del cable mientras el tubo permanece quieto.

¡Hecho!

Paso 7: Paso 7: Demostración completa

Ahora sea testigo del poder de este robot delta completamente armado y operativo.

Le he encomendado a mi nuevo esbirro la importante misión de recoger una tuerca M2, girarla y volver a colocarla exactamente en el mismo lugar. Como se mencionó anteriormente, estoy abierto a ofertas comerciales.

Espero que les guste el instructable y se sientan inspirados para hacer un robot delta aún más pequeño.

¿Alguien tiene alguna idea sobre cómo hacer rótulas más pequeñas? ¿Alguna idea sobre un uso? ¿Quizás con un actuador diferente? ¿Una aguja, un taladro, un bolígrafo?