這是12號“索道游者”的吊繩攀登機器人的改良版,其次要是仿照靈長類植物正在吊繩攀登時的運動方法,攀登正在樹枝上或許是吊正在繩子上,是依賴雙手攀住樹枝或許繩子,然后經由過程雙臂瓜代向前抓握去實現挪動的。本名目機器人的外型近似一只山公,以是又稱為“機器猴”。
一、基本原理:
順豐分揀機器人如何使用本名目的吊繩攀登機器人,以減速機電為能源,經由過程一個特殊的機器布局——連桿機構去實現正在繩子上的攀登運動。
1-運動方法:
本名目機器人正在繩子上攀登,次要依賴雙臂瓜代往前抓握住繩子。看過《植物世界》便曉得,山公等靈長類植物正在森林間攀登或許正在樹枝吊頸躍就是這類運動方法;此外體育課若是玩過單杠上抓杠行進也該當相識這類運動方法。
即:
1)由抓握住繩子的一只手臂把身體往前送;
2)接著由另一手臂再往前抓握新的一段繩子;
3)然后本來的手臂拋卻抓握繩子,身體往前擺;
4)再由捉住繩子的手臂把身體往前送……
如斯周而復始,實現正在繩子上攀登行進。下圖是本名目機器人的運動方法的圖解(以面向機器人行進的標的目的去劃分擺布)。
2-驅動機理
咱們采取機電作為能源,為了實現繩子上的攀登,須要把機電的扭轉運動變成不休前后擺動的抓伸運動——這里咱們借助一種稱之為“連桿機構”的機器布局去實現。
工件分揀機器人所謂“連桿機構”,就是將長度沒有等的幾個桿經由過程搭鈕連接起來,并能靈巧遷移轉變,其可以將扭轉運動轉換為各類其他情勢的運動。這里所說“搭鈕”指甚么呢,可以看看家里的房門,門板與門框之間是用合頁毗鄰的,門是可以圍著門軸隨便遷移轉變的,可是卻沒法脫離門軸,這里的合頁就是一種搭鈕布局,即:毗鄰正在一路,但又能靈巧遷移轉變。
“連桿機構”有很多種,本名目中用到的是“擺動曲柄滑塊機構”,即:一種可能將扭轉運動轉換為來去擺動運動的連桿機構,其次要布局是:擺桿一頭流動正在一個扭轉輪盤的一側,擺桿作成帶有導向槽的布局并可以滑動。
上面為擺動曲柄滑塊機構的運動進程示意圖。
以下為兩種一樣的擺動曲柄滑塊機構連桿,前者采取了離心圓盤作為遷移轉變布局,而后者則采取了曲柄作為遷移轉變布局,二者實質是一樣。為了加工便利,普通多用前面一種”曲柄“布局。
為了使本名目機器人可能吊掛在繩子上,機器人與繩子接合的部門計劃成了一個吊鉤的外形。
為了機器人可能雙臂瓜代向前抓握繩子,則“擺動曲柄滑塊機構”的裝置也比力奇妙,咱們用了擺布兩套不異的連桿機構,且為同軸的方法裝置,但兩個連桿的搭鈕聯合部門的地位正好相反,即離別位于轉盤一條直徑線上的兩端,也就是曲柄的地位正好相反,使得擺布兩套連桿機構正在同一時間上運動的形態恰好相反,好比:一個位于最左邊的地位的時間另一個正好位于最右側的地位,一個位于最高的地位的時間另一個正好位于最低的地位。
3-電路原理
本項電路本是比較簡單的,就是間接一組電池毗鄰一個機電,中央經由過程一個撥動開關去控制電路的通斷。
兩、東西籌備
電源部件:
減速箱部件:
主體布局部件:
三、建造進程
1-主體布局:
能源——
本名目布局平臺的能源部件是減速機電,而且整體規格尺寸是基于PVCBOT的A型減速箱來計劃的,也就是說只有是采取PVCBOT的A型減速箱的減速機電便皆能作為以后名目的能源部件(罕見的有AN20、AK30減速機電)。
腿部——
剪裁一根少10.5cm、寬1cm的PVC長條。
如圖所示從PVC長條此中一端起,離別正在2cm、4cm、6.5cm、8.5cm的地位畫好橫截線,而且把2cm、8.5cm兩處的橫截線中點作為打孔標識表記標幟。
正在上一步調畫好的兩個打孔標識表記標幟的地位,離別鉆出兩個直徑2mm的小孔。
用尖嘴鉗離別沿著PVC長條上4cm跟6.5cm地位的橫截線,把長條彎折成如圖所示的凹形支架。
把凹形支架用502膠水流動正在A型減速箱如圖所示的地位,即支架頂部拆正在機電上,而支架兩頭與減速箱兩側外殼的后端靠正在一路。
如許,減速箱外殼便相當于機器人的軀干,而支架兩頭長出減速箱外殼的部門便作為機器人的腿部
留神:502膠水只需涂正在凹形支架與減速箱外殼之間打仗的地位,萬萬不要涂正在接近機電的地位,以制止把機電給粘壞了。
凹形支架粘貼到減速箱外殼上時,要求支架兩頭上的小孔不克不及被減速箱外殼蓋住。
由于502膠水干得十分快,為了一擊即中保障粘貼地位的精確,發起:
1)先不要涂膠火,測驗考試把凹形支架拆正在方針的地位;
2)接著用鉛筆正在減速箱外殼上做好流動地位的標識表記標幟;
3)然后正在凹形支架的此中一條腿內側涂上膠水,瞄準減速箱外殼上做好的方針地位疾速接近粘貼上去;
4)揭好了凹形支架的一條腿之后,再用后面一樣方式粘貼另一條腿。
小黃人分揀機器人是如何分貨的把作為限位桿的長軸從凹形支架此中一條腿上的小孔脫出來,再從另一條腿脫出來。
限位桿從兩條腿擺布兩側伸出的長度要一樣。
倘若腿部上的兩個小孔鉆得比力年夜,簡單使得限位桿裝置正在下面比力緊的話,這時候可以涂上一點502膠水把限位桿流動住。
背部——
剪裁一塊少9.5cm、寬1.5cm的PVC長條。
從長條一端起頭,離別正在1cm、3.5cm、6cm、8cm四個地位畫上橫截線,此中3.5cm處橫截線的中點地位畫上打孔標識表記標幟。
正在打孔地位鉆出一個直徑為2mm的小孔。
用尖嘴鉗沿著PVC長條上1cm、6cm、8cm三個地位的橫截線彎折,最初失掉成如圖所示的外形,作為背部支架。
籌備把背部支架裝置到減速箱頂上。
關于背部支架上1cm地位處彎折失掉的勾狀布局,正在內側涂上少許502膠水,然后勾住凹形支架的頂端,守候502膠水干掉。
背部支架跨過減速箱頂部,從后面勾住減速箱的底部,涂上少許502膠水讓背部支架與減速箱流動起來。
背部支架蓋正在減速箱的頂部,起到一個支持作用,同時也對減速箱內里的齒輪起到一個護衛作用,制止從內部間接碰著齒輪而影響減速箱的事情。
傳動——
這里將用盤面上帶孔的年夜齒輪和螺絲/螺母建造傳動用的曲柄布局。
把M2*10的螺絲從大齒輪盤面上的小孔穿過,此中要求是從齒輪中間軸孔突出一側的盤面脫進。
然后用給螺絲套上M2的螺母并擰緊。
提醒:為了擰緊螺母,可以用尖嘴鉗把螺母一側夾緊沒有容許其遷移轉變,再用螺絲刀扭動螺絲并終極擰緊它。
兩個年夜齒輪上皆流動了M2*10的螺絲,以此作為曲柄。
用尖嘴鉗夾住減速箱上的長軸沒有容許其遷移轉變,然后用手握住年夜齒輪,讓齒輪中間的軸孔對著長軸,把齒輪遷移轉變著扭到長軸上。
年夜齒輪扭入長軸的深度是讓長軸恰好從齒輪盤面的另一側顯露去一點。
留神:年夜齒輪上伸出螺絲的一側是朝著外側的。
兩個年夜齒輪離別裝置到長軸的兩頭。
遷移轉變年夜齒輪,調劑它與長軸之間的絕對地位,使得左右兩個年夜齒輪上的螺絲地位正好是對稱的,也就是:
倘若左邊齒輪上的螺絲位于齒輪盤面的最高點,則右側齒輪上的螺絲便該當位于齒輪盤面的最低點;倘若左邊齒輪上的螺絲位于齒輪盤面的最低點,則右側齒輪上的螺絲便該當位于齒輪盤面的最高點。
手臂——
剪一段少14.5cm、寬1.5cm的PVC長條。
從長條此中一端起,離別正在3cm、3.5cm、5cm、7cm、9.5cm、12cm、13cm等七個地位畫上橫截線。
同時,從一端邊緣起頭到3cm處橫截線之間,正在中心線擺布各1.5mm的地位離別繪一條毗鄰直線,即為邊緣到橫截線之間有一根寬度為3mm擺布的開槽標識表記標幟線。
此外,正在7cm處橫截線的中點地位畫上打孔標識表記標幟。
沿著后面的開槽標識表記標幟用鉸剪正在長條上剪出一條少3cm、寬3mm的凹槽。
同時,正在打孔標識表記標幟的地位,鉆一個直徑為2mm的小孔。
用一樣的方式,制成兩根如許外形的PVC長條。
用尖嘴鉗沿著PVC長條上3.5cm、5cm、9.5cm、12cm、13cm等五個地位的橫截線彎折,最初失掉成如圖所示的外形,作為手臂。
兩根手臂皆彎折成一樣的外形。
用尖嘴鉗把兩根曲別針拉直。
把曲別針沿著手臂的彎折布局停止彎折,從手臂上小孔地位后面一點起頭,到手臂前端完畢,長出的曲別針部門用尖嘴鉗夾斷。
然后借助通明膠布把彎折好的曲別針綁縛流動正在手臂的內側,作為給手臂加固用的骨架。
如圖所示,把作為軀干的減速箱平放在桌面上。
把兩片白色M3墊片離別套到兩個傳動年夜齒輪的螺桿上。
再正在腿部的限位桿兩頭各套入一個白色M3墊片。
把手臂如圖所示裝置到減速箱上,此中傳動年夜齒輪上的螺桿從手臂上的小孔脫出,而腿部的限位桿套到手臂后真個凹槽中。
年夜齒輪上的螺桿從手臂脫出之后,再套上一個M3白色墊片,然后正在擰上一個M2螺母。
提醒:這里沒有須要把螺母擰緊。
限位桿從手臂凹槽脫出之后,也再套上一個M3白色墊片。
從限位桿外側套上一個塑料墊圈。
借助尖嘴鉗,把塑料墊圈往限位桿內側壓進去。
讓塑料墊圈壓著M3墊片接近腿部,但不會把手臂跟腿部夾得過緊,而是留有必然的閑暇。
把手臂上的M2螺母繼承往里擰,使得M3白色墊片把手臂夾住,但不要夾得過緊,讓M墊片與手臂之間有一點閑暇。
然后用熱熔膠把M2螺母與螺桿之間的部門粘起來。
兩只手臂皆用后面所述的方式裝置到減速箱做成的軀干上。
接口——
這里咱們采取PVCBOT里常用的的插頭作為可拔插的接口。“PH”是一種毗鄰器件,其PH插頭包羅外殼跟端子兩個部門,“2.0”代表引腳之間的間距為2mm。
把一根少導線剪成兩小根短的導線。
把兩根導線離別焊接到減速箱上機電的兩個電極上。
把兩根導線的另一端離別焊接到插座的兩根引腳上。
如圖所示,把PH插座安排到凹形支架與機電之間的閑暇中。
然后涂上熱熔膠把PH插座流動起來。
最初實現電路接口的組裝。
頭部——
選用寬度為2.5cm擺布的PVC線槽,離別剪下兩段皆是長約2cm的線槽凹槽部門。
把此中一段線槽凹槽部門往一側壓,使得它往邊上傾斜。
正在該段線槽凹槽部門的前端,用鉛筆畫上倒梯形的標識表記標幟線。
然后用鉸剪沿著倒梯形標識表記標幟線剪裁,有倒梯形那一面作為機器人的正臉。
把兩塊線槽凹槽部門疊加正在一路。
此中傾斜且有倒梯形的一塊為臉面部門,而另一塊為頭蓋部門。
臉面部門安排于頭蓋部門的內側,此中臉面部門有倒梯形的一側與下面的頭蓋部門平齊,而臉面部門的另一端從頭蓋部門后端長出來一點,算是后腦勺。
臉面部門與頭蓋部門之間用502膠水流動正在一路。
用鑷子夾住白色的M3墊片,涂上502膠水后,粘貼正在正臉正在如圖以是的地位上,作為機器人的一對年夜眼睛。
實現機器人的頭部建造。
把做好的頭部裝置到減速箱做成的軀干上。
頭部布局上的臉面部門的前后正直好夾住背部支架的頂端。
借助502膠水把頭部布局跟背部支架粘貼到一路。
實現頭部的裝置。
腳掌——
拔取寬度為2.5cm擺布的PVC線槽的凹槽部門,截取少2.5cm的一段。
正在凹槽部門的后頭,離別距離兩側邊緣0.5cm的地位,用鉛筆各畫一條與兩側邊緣平行的直線。
用鉸剪沿著畫好的直線把凹槽的兩個側邊剪下來。
把本來凹槽側邊上的軌道剪掉,再如圖所示把底面側邊剪開一個斜角,失掉腳掌的布局。
把腳掌的布局用502膠水粘貼正在凹形支架的腿部前端。
全部肢體布局便根本成型了。
軀干——
選用寬度為2.5cm擺布的PVC線槽的槽蓋部門,截取長約3cm的一段。
把槽蓋上的軌道槽的一側用美工刀傾斜著削去一段,失掉一塊頗具立體感的胸板結構。
把胸板結構用502膠水粘貼正在機器人的前胸部位。
快遞分揀機器人結構至此,主體布局部門就算實現了。
2-電源:支架——
選用橫截面為25*15mm擺布的PVC線槽的凹槽部門,截取1.5cm少的一段。
把下面失掉的線槽凹槽的一個側邊剪掉,再把剩下的阿誰側邊上的軌道裁切失落,失掉一根L形支架。
用鉛筆正在L形支架底部如圖所示地位作好要鉆孔的標識表記標幟。
此中大孔位于圖中左上角的地位,大孔的中間距離比來兩側邊緣皆約莫為6mm;小孔位于圖中右下角的地位,小孔的中間距離比來兩側邊緣皆約莫為4mm。
正在L形支架的鉆孔標識表記標幟的地位鉆好一大一小兩個孔,此中小孔的直徑2mm,大孔的直徑3mm。
要求L形支架上的大孔可以同時穿過電池盒的兩根導線。
用M2*6mm的平頭螺絲/螺母把L形支架流動正在電池盒的正極一端。
M2*6mm的平頭螺絲可從電池盒正極的金屬電極上的孔脫出,然后再串上L形支架,最初扭上螺母并擰緊。
在此之后,平頭螺絲的螺帽部門將取代電池盒的金屬電極變成電池的正極接點。
開關——
把電池盒的兩根導線晨如圖所示的標的目的拉直,而且正在負極導線略微跨越L形支架的地位把其剪斷。
把電池盒正在上一步被剪短的玄色導線,和玄色導線被剪斷失掉的另一段,離別焊接到撥動開關的中央和此中一個側邊的引腳上。
把撥動開關安排于L形支架的彎折角上,用熱熔膠流動好。
導線——
關于從電池盒上引出的白色導線,和撥動開關上毗鄰的另一段玄色導線,把那兩根紅黑導線分解一股,正在它們接近電池盒的一端挨一個結。
把白烏導線一并從L形支架的大孔中脫出。
留神:從這里可以看到,紅黑導線打結的地位要節制好,使得挨的結恰好卡正在L形支架的大孔上,而導線從電池盒上引出到L形支架孔之間的部門恰如其分,既不會長出太多,也不至于拉扯導線時會牽扯到接點,也就是說打結的作用是護衛導線的接點不會被扯斷。
把白烏兩根導線從L形支架引出的部門合在一起拉直,而且把引出的一端剪成一樣的長度。
接口——
這里咱們選用的插頭作為可拔插的接口。
“PH”是一種毗鄰器件,其PH插頭包羅外殼跟端子兩個部門,“2.0”代表引腳之間的間距為2mm。
把兩個端子從本來固其上的金屬條上拆下。
用烙鐵間接給端子凹槽中心上錫,然后把電纜導線焊接到凹槽中。留神凹槽中心兩側有各有一段崛起的彎折片,正在焊接好導線后用尖嘴鉗把兩側的彎折片按下凹槽內側,讓其夾住導線的焊接面。
端子兩側有崛起彎折片的一側是端子的尾部,而呈管狀通道的一側則是端子的頭部,導線是從端子的尾部穿入到中部。
再用尖嘴鉗把端子后部兩側的崛起也向內按下,夾住電纜的導線膠皮部門,如許相當于同時也讓導線外皮也受力制止拉扯招致的導線斷路。
把毗鄰好導線的端子如圖所示拔出到PH的塑料插頭中,以下圖所示安排端子的拔出標的目的。
留神:盡量用尖嘴鉗把端子中部跟尾部兩側崛起的彎折圍著導線夾好,讓端子整體呈圓管狀,以便端子可以順遂拔出到PH插頭中。
最初端子頭部頂上有一個小崛起可以卡住插頭前端槽口上的卡片,讓端子不至于會脫落。
留神:倘若須要把端子退出插頭,則須要先把插頭頂部槽口里的卡片頂開,松開端子頭部頂端的小崛起,然后才氣把端子從插頭上卸下來。
實現的電源模塊
3-總裝:
LT-12布局平臺的背部,有一個裝置孔,DC-7A電源模塊可以間接裝置流動正在吊繩攀登布局平臺的背上。
如圖所示,把DC-7A電源模塊安排于LT-12布局平臺的背部。
用M2*6的螺絲從DC-7A電源模塊的電池盒底面的小孔脫進,然后再穿過LT-12布局平臺的背部上的小孔并從上面脫出,再用尖嘴鉗夾住M2螺母送到內側的螺絲前端,用螺絲刀把螺絲扭入螺母上并擰緊。
如許便把全部電源模塊流動到布局平臺的背部。
提醒:DC-7A電源模塊有開關的一側朝下。
把DC-7A電源模塊的PH插頭拔出LT-12布局平臺的PH插座上。
實現全部吊繩攀登機器人的建造。
四-調試美滿:
給電池盒裝上電池,翻開點源開關。減速機電通電后,機器人的手臂會瓜代擺動。
這個時間要調劑手臂的彎折角度,使得全部手臂擺動進程中,兩只手臂不會碰著一路。
畸形環境下,機器人的兩個手臂該當是向前瓜代擺動的。這個時間機器人把機器人吊掛在繩索上,則機器人會向后方攀登。
倘若發明機器人的手臂擺動的標的目的相反了,正在繩索上攀登是發展著的,則解釋機電毗鄰的電源極性反了,可以把焊接正在機電兩個電極上的導線互換過去從頭焊接。
中國的全自動分揀機器人把機器人的手臂勾正在一根繩索上,讓全部機器人懸掛起來。因為遭到重力的作用手臂會被拉伸,以是此前調劑好的手臂彎折角度能夠須要批改。
翻開電源開關,窺察機器人手臂的擺動環境,需要時須要進一步調劑手臂的彎折角度,使得手臂正在向前擺動的進程中,即不會碰著一路往前攀登,而且也可能勾住繩索不至于掉下來。
提醒:一般而言,倘若手臂勾不住繩索,可以把手臂最前端的一段彎折水平調大一些,不外也不克不及太年夜,不然又簡單兩個手臂卡正在一路。
詳細調劑的履歷,須要各人正在實際進程中探索跟堆集。
五-廢品展現:
終極建造實現的吊繩攀登布局平臺。
六-對于角逐:
本名目合用于中小學或集團單元科技舉止角逐。詳細角逐情勢可以參考以下:
1、作品建造
參賽選手利用大賽指定的東西實現參賽機器人的建造,而且正在沒有轉變機器人根本布局跟功用的根底上,可以關于機器人的形狀停止進一步的粉飾跟丑化,整體形狀除可以參照官方的尺度外型,借可以自由發揮計劃新的外型。
參賽選手需自行籌備對象跟東西,事先做好作品然后于角逐當日把作品帶到角逐現場。
2、表面評選
參賽選手供給做好的參賽作品供評委便形狀、工藝、建造程度等方面停止評分,評分實現后,進入下一環節的角逐。
3、競速角逐
參賽選手利用主辦方同一發放的電池調試好參賽機器人。調試終了后,參賽選手將參賽機器人安排于1米長的程度掛繩上匍匐,裁判紀錄機器人匍匐1米距離的工夫。每一個參賽選手有兩輪時機,與最優結果作為終極結果,若是兩輪均出實現路程,則該環節角逐記0分處置懲罰。
倘若機器人半途產生異常而終止運動或從空中跌落,容許參賽選手人工調劑后從原地起頭繼承角逐,但進程中計時沒有終止,而且每人工調劑一次終極結果增長10秒(每次調劑工夫不克不及跨越1分鐘,而且每輪最多容許三次人工調劑)。
顏色分揀機器人實驗報告智能物流分揀機器人物料分揀機器人仿生