这是12号“索道游者”的吊绳攀登机器人的改良版,其次要是仿照灵长类植物正在吊绳攀登时的运动方法,攀登正在树枝上或许是吊正在绳子上,是依赖双手攀住树枝或许绳子,然后经由过程双臂瓜代向前抓握去实现挪动的。本名目机器人的外型近似一只山公,以是又称为“机器猴”。
一、基本原理:
顺丰分拣机器人如何使用本名目的吊绳攀登机器人,以减速机电为能源,经由过程一个特殊的机器布局——连杆机构去实现正在绳子上的攀登运动。
1-运动方法:
本名目机器人正在绳子上攀登,次要依赖双臂瓜代往前抓握住绳子。看过《植物世界》便晓得,山公等灵长类植物正在森林间攀登或许正在树枝吊颈跃就是这类运动方法;此外体育课若是玩过单杠上抓杠行进也该当相识这类运动方法。
即:
1)由抓握住绳子的一只手臂把身体往前送;
2)接着由另一手臂再往前抓握新的一段绳子;
3)然后本来的手臂抛却抓握绳子,身体往前摆;
4)再由捉住绳子的手臂把身体往前送……
如斯周而复始,实现正在绳子上攀登行进。下图是本名目机器人的运动方法的图解(以面向机器人行进的标的目的去划分摆布)。
2-驱动机理
咱们采取机电作为能源,为了实现绳子上的攀登,须要把机电的扭转运动变成不休前后摆动的抓伸运动——这里咱们借助一种称之为“连杆机构”的机器布局去实现。
工件分拣机器人所谓“连杆机构”,就是将长度没有等的几个杆经由过程搭钮连接起来,并能灵巧迁移转变,其可以将扭转运动转换为各类其他情势的运动。这里所说“搭钮”指甚么呢,可以看看家里的房门,门板与门框之间是用合页毗邻的,门是可以围着门轴随便迁移转变的,可是却没法脱离门轴,这里的合页就是一种搭钮布局,即:毗邻正在一路,但又能灵巧迁移转变。
“连杆机构”有很多种,本名目中用到的是“摆动曲柄滑块机构”,即:一种可能将扭转运动转换为来去摆动运动的连杆机构,其次要布局是:摆杆一头流动正在一个扭转轮盘的一侧,摆杆作成带有导向槽的布局并可以滑动。
上面为摆动曲柄滑块机构的运动进程示意图。
以下为两种一样的摆动曲柄滑块机构连杆,前者采取了离心圆盘作为迁移转变布局,而后者则采取了曲柄作为迁移转变布局,二者实质是一样。为了加工便利,普通多用前面一种”曲柄“布局。
为了使本名目机器人可能吊挂在绳子上,机器人与绳子接合的部门计划成了一个吊钩的外形。
为了机器人可能双臂瓜代向前抓握绳子,则“摆动曲柄滑块机构”的装置也比力奇妙,咱们用了摆布两套不异的连杆机构,且为同轴的方法装置,但两个连杆的搭钮联合部门的地位正好相反,即离别位于转盘一条直径线上的两端,也就是曲柄的地位正好相反,使得摆布两套连杆机构正在同一时间上运动的形态恰好相反,好比:一个位于最左边的地位的时间另一个正好位于最右侧的地位,一个位于最高的地位的时间另一个正好位于最低的地位。
3-电路原理
本项电路本是比较简单的,就是间接一组电池毗邻一个机电,中央经由过程一个拨动开关去控制电路的通断。
两、东西筹备
电源部件:
减速箱部件:
主体布局部件:
三、建造进程
1-主体布局:
能源——
本名目布局平台的能源部件是减速机电,而且整体规格尺寸是基于PVCBOT的A型减速箱来计划的,也就是说只有是采取PVCBOT的A型减速箱的减速机电便皆能作为以后名目的能源部件(罕见的有AN20、AK30减速机电)。
腿部——
剪裁一根少10.5cm、宽1cm的PVC长条。
如图所示从PVC长条此中一端起,离别正在2cm、4cm、6.5cm、8.5cm的地位画好横截线,而且把2cm、8.5cm两处的横截线中点作为打孔标识表记标帜。
正在上一步调画好的两个打孔标识表记标帜的地位,离别钻出两个直径2mm的小孔。
用尖嘴钳离别沿着PVC长条上4cm跟6.5cm地位的横截线,把长条弯折成如图所示的凹形支架。
把凹形支架用502胶水流动正在A型减速箱如图所示的地位,即支架顶部拆正在机电上,而支架两头与减速箱两侧外壳的后端靠正在一路。
如许,减速箱外壳便相当于机器人的躯干,而支架两头长出减速箱外壳的部门便作为机器人的腿部
留神:502胶水只需涂正在凹形支架与减速箱外壳之间打仗的地位,万万不要涂正在接近机电的地位,以制止把机电给粘坏了。
凹形支架粘贴到减速箱外壳上时,要求支架两头上的小孔不克不及被减速箱外壳盖住。
由于502胶水干得十分快,为了一击即中保障粘贴地位的精确,发起:
1)先不要涂胶火,测验考试把凹形支架拆正在方针的地位;
2)接着用铅笔正在减速箱外壳上做好流动地位的标识表记标帜;
3)然后正在凹形支架的此中一条腿内侧涂上胶水,瞄准减速箱外壳上做好的方针地位疾速接近粘贴上去;
4)揭好了凹形支架的一条腿之后,再用后面一样方式粘贴另一条腿。
小黄人分拣机器人是如何分货的把作为限位杆的长轴从凹形支架此中一条腿上的小孔脱出来,再从另一条腿脱出来。
限位杆从两条腿摆布两侧伸出的长度要一样。
倘若腿部上的两个小孔钻得比力年夜,简单使得限位杆装置正在下面比力紧的话,这时候可以涂上一点502胶水把限位杆流动住。
背部——
剪裁一块少9.5cm、宽1.5cm的PVC长条。
从长条一端起头,离别正在1cm、3.5cm、6cm、8cm四个地位画上横截线,此中3.5cm处横截线的中点地位画上打孔标识表记标帜。
正在打孔地位钻出一个直径为2mm的小孔。
用尖嘴钳沿着PVC长条上1cm、6cm、8cm三个地位的横截线弯折,最初失掉成如图所示的外形,作为背部支架。
筹备把背部支架装置到减速箱顶上。
关于背部支架上1cm地位处弯折失掉的勾状布局,正在内侧涂上少许502胶水,然后勾住凹形支架的顶端,守候502胶水干掉。
背部支架跨过减速箱顶部,从后面勾住减速箱的底部,涂上少许502胶水让背部支架与减速箱流动起来。
背部支架盖正在减速箱的顶部,起到一个支持作用,同时也对减速箱内里的齿轮起到一个护卫作用,制止从内部间接碰着齿轮而影响减速箱的事情。
传动——
这里将用盘面上带孔的年夜齿轮和螺丝/螺母建造传动用的曲柄布局。
把M2*10的螺丝从大齿轮盘面上的小孔穿过,此中要求是从齿轮中间轴孔突出一侧的盘面脱进。
然后用给螺丝套上M2的螺母并拧紧。
提醒:为了拧紧螺母,可以用尖嘴钳把螺母一侧夹紧没有容许其迁移转变,再用螺丝刀扭动螺丝并终极拧紧它。
两个年夜齿轮上皆流动了M2*10的螺丝,以此作为曲柄。
用尖嘴钳夹住减速箱上的长轴没有容许其迁移转变,然后用手握住年夜齿轮,让齿轮中间的轴孔对着长轴,把齿轮迁移转变着扭到长轴上。
年夜齿轮扭入长轴的深度是让长轴恰好从齿轮盘面的另一侧显露去一点。
留神:年夜齿轮上伸出螺丝的一侧是朝着外侧的。
两个年夜齿轮离别装置到长轴的两头。
迁移转变年夜齿轮,调剂它与长轴之间的绝对地位,使得左右两个年夜齿轮上的螺丝地位正好是对称的,也就是:
倘若左边齿轮上的螺丝位于齿轮盘面的最高点,则右侧齿轮上的螺丝便该当位于齿轮盘面的最低点;倘若左边齿轮上的螺丝位于齿轮盘面的最低点,则右侧齿轮上的螺丝便该当位于齿轮盘面的最高点。
手臂——
剪一段少14.5cm、宽1.5cm的PVC长条。
从长条此中一端起,离别正在3cm、3.5cm、5cm、7cm、9.5cm、12cm、13cm等七个地位画上横截线。
同时,从一端边缘起头到3cm处横截线之间,正在中心线摆布各1.5mm的地位离别绘一条毗邻直线,即为边缘到横截线之间有一根宽度为3mm摆布的开槽标识表记标帜线。
此外,正在7cm处横截线的中点地位画上打孔标识表记标帜。
沿着后面的开槽标识表记标帜用铰剪正在长条上剪出一条少3cm、宽3mm的凹槽。
同时,正在打孔标识表记标帜的地位,钻一个直径为2mm的小孔。
用一样的方式,制成两根如许外形的PVC长条。
用尖嘴钳沿着PVC长条上3.5cm、5cm、9.5cm、12cm、13cm等五个地位的横截线弯折,最初失掉成如图所示的外形,作为手臂。
两根手臂皆弯折成一样的外形。
用尖嘴钳把两根曲别针拉直。
把曲别针沿着手臂的弯折布局停止弯折,从手臂上小孔地位后面一点起头,到手臂前端完毕,长出的曲别针部门用尖嘴钳夹断。
然后借助通明胶布把弯折好的曲别针绑缚流动正在手臂的内侧,作为给手臂加固用的骨架。
如图所示,把作为躯干的减速箱平放在桌面上。
把两片白色M3垫片离别套到两个传动年夜齿轮的螺杆上。
再正在腿部的限位杆两头各套入一个白色M3垫片。
把手臂如图所示装置到减速箱上,此中传动年夜齿轮上的螺杆从手臂上的小孔脱出,而腿部的限位杆套到手臂后真个凹槽中。
年夜齿轮上的螺杆从手臂脱出之后,再套上一个M3白色垫片,然后正在拧上一个M2螺母。
提醒:这里没有须要把螺母拧紧。
限位杆从手臂凹槽脱出之后,也再套上一个M3白色垫片。
从限位杆外侧套上一个塑料垫圈。
借助尖嘴钳,把塑料垫圈往限位杆内侧压进去。
让塑料垫圈压着M3垫片接近腿部,但不会把手臂跟腿部夹得过紧,而是留有必然的闲暇。
把手臂上的M2螺母继承往里拧,使得M3白色垫片把手臂夹住,但不要夹得过紧,让M垫片与手臂之间有一点闲暇。
然后用热熔胶把M2螺母与螺杆之间的部门粘起来。
两只手臂皆用后面所述的方式装置到减速箱做成的躯干上。
接口——
这里咱们采取PVCBOT里常用的的插头作为可拔插的接口。“PH”是一种毗邻器件,其PH插头包罗外壳跟端子两个部门,“2.0”代表引脚之间的间距为2mm。
把一根少导线剪成两小根短的导线。
把两根导线离别焊接到减速箱上机电的两个电极上。
把两根导线的另一端离别焊接到插座的两根引脚上。
如图所示,把PH插座安排到凹形支架与机电之间的闲暇中。
然后涂上热熔胶把PH插座流动起来。
最初实现电路接口的组装。
头部——
选用宽度为2.5cm摆布的PVC线槽,离别剪下两段皆是长约2cm的线槽凹槽部门。
把此中一段线槽凹槽部门往一侧压,使得它往边上倾斜。
正在该段线槽凹槽部门的前端,用铅笔画上倒梯形的标识表记标帜线。
然后用铰剪沿着倒梯形标识表记标帜线剪裁,有倒梯形那一面作为机器人的正脸。
把两块线槽凹槽部门叠加正在一路。
此中倾斜且有倒梯形的一块为脸面部门,而另一块为头盖部门。
脸面部门安排于头盖部门的内侧,此中脸面部门有倒梯形的一侧与下面的头盖部门平齐,而脸面部门的另一端从头盖部门后端长出来一点,算是后脑勺。
脸面部门与头盖部门之间用502胶水流动正在一路。
用镊子夹住白色的M3垫片,涂上502胶水后,粘贴正在正脸正在如图以是的地位上,作为机器人的一对年夜眼睛。
实现机器人的头部建造。
把做好的头部装置到减速箱做成的躯干上。
头部布局上的脸面部门的前后正直好夹住背部支架的顶端。
借助502胶水把头部布局跟背部支架粘贴到一路。
实现头部的装置。
脚掌——
拔取宽度为2.5cm摆布的PVC线槽的凹槽部门,截取少2.5cm的一段。
正在凹槽部门的后头,离别距离两侧边缘0.5cm的地位,用铅笔各画一条与两侧边缘平行的直线。
用铰剪沿着画好的直线把凹槽的两个侧边剪下来。
把本来凹槽侧边上的轨道剪掉,再如图所示把底面侧边剪开一个斜角,失掉脚掌的布局。
把脚掌的布局用502胶水粘贴正在凹形支架的腿部前端。
全部肢体布局便根本成型了。
躯干——
选用宽度为2.5cm摆布的PVC线槽的槽盖部门,截取长约3cm的一段。
把槽盖上的轨道槽的一侧用美工刀倾斜着削去一段,失掉一块颇具立体感的胸板结构。
把胸板结构用502胶水粘贴正在机器人的前胸部位。
快递分拣机器人结构至此,主体布局部门就算实现了。
2-电源:支架——
选用横截面为25*15mm摆布的PVC线槽的凹槽部门,截取1.5cm少的一段。
把下面失掉的线槽凹槽的一个侧边剪掉,再把剩下的阿谁侧边上的轨道裁切失落,失掉一根L形支架。
用铅笔正在L形支架底部如图所示地位作好要钻孔的标识表记标帜。
此中大孔位于图中左上角的地位,大孔的中间距离比来两侧边缘皆约莫为6mm;小孔位于图中右下角的地位,小孔的中间距离比来两侧边缘皆约莫为4mm。
正在L形支架的钻孔标识表记标帜的地位钻好一大一小两个孔,此中小孔的直径2mm,大孔的直径3mm。
要求L形支架上的大孔可以同时穿过电池盒的两根导线。
用M2*6mm的平头螺丝/螺母把L形支架流动正在电池盒的正极一端。
M2*6mm的平头螺丝可从电池盒正极的金属电极上的孔脱出,然后再串上L形支架,最初扭上螺母并拧紧。
在此之后,平头螺丝的螺帽部门将取代电池盒的金属电极变成电池的正极接点。
开关——
把电池盒的两根导线晨如图所示的标的目的拉直,而且正在负极导线略微跨越L形支架的地位把其剪断。
把电池盒正在上一步被剪短的玄色导线,和玄色导线被剪断失掉的另一段,离别焊接到拨动开关的中央和此中一个侧边的引脚上。
把拨动开关安排于L形支架的弯折角上,用热熔胶流动好。
导线——
关于从电池盒上引出的白色导线,和拨动开关上毗邻的另一段玄色导线,把那两根红黑导线分解一股,正在它们接近电池盒的一端挨一个结。
把白乌导线一并从L形支架的大孔中脱出。
留神:从这里可以看到,红黑导线打结的地位要节制好,使得挨的结恰好卡正在L形支架的大孔上,而导线从电池盒上引出到L形支架孔之间的部门恰如其分,既不会长出太多,也不至于拉扯导线时会牵扯到接点,也就是说打结的作用是护卫导线的接点不会被扯断。
把白乌两根导线从L形支架引出的部门合在一起拉直,而且把引出的一端剪成一样的长度。
接口——
这里咱们选用的插头作为可拔插的接口。
“PH”是一种毗邻器件,其PH插头包罗外壳跟端子两个部门,“2.0”代表引脚之间的间距为2mm。
把两个端子从本来固其上的金属条上拆下。
用烙铁间接给端子凹槽中心上锡,然后把电缆导线焊接到凹槽中。留神凹槽中心两侧有各有一段崛起的弯折片,正在焊接好导线后用尖嘴钳把两侧的弯折片按下凹槽内侧,让其夹住导线的焊接面。
端子两侧有崛起弯折片的一侧是端子的尾部,而呈管状通道的一侧则是端子的头部,导线是从端子的尾部穿入到中部。
再用尖嘴钳把端子后部两侧的崛起也向内按下,夹住电缆的导线胶皮部门,如许相当于同时也让导线外皮也受力制止拉扯招致的导线断路。
把毗邻好导线的端子如图所示拔出到PH的塑料插头中,以下图所示安排端子的拔出标的目的。
留神:尽量用尖嘴钳把端子中部跟尾部两侧崛起的弯折围着导线夹好,让端子整体呈圆管状,以便端子可以顺遂拔出到PH插头中。
最初端子头部顶上有一个小崛起可以卡住插头前端槽口上的卡片,让端子不至于会脱落。
留神:倘若须要把端子退出插头,则须要先把插头顶部槽口里的卡片顶开,松开端子头部顶端的小崛起,然后才气把端子从插头上卸下来。
实现的电源模块
3-总装:
LT-12布局平台的背部,有一个装置孔,DC-7A电源模块可以间接装置流动正在吊绳攀登布局平台的背上。
如图所示,把DC-7A电源模块安排于LT-12布局平台的背部。
用M2*6的螺丝从DC-7A电源模块的电池盒底面的小孔脱进,然后再穿过LT-12布局平台的背部上的小孔并从上面脱出,再用尖嘴钳夹住M2螺母送到内侧的螺丝前端,用螺丝刀把螺丝扭入螺母上并拧紧。
如许便把全部电源模块流动到布局平台的背部。
提醒:DC-7A电源模块有开关的一侧朝下。
把DC-7A电源模块的PH插头拔出LT-12布局平台的PH插座上。
实现全部吊绳攀登机器人的建造。
四-调试美满:
给电池盒装上电池,翻开点源开关。减速机电通电后,机器人的手臂会瓜代摆动。
这个时间要调剂手臂的弯折角度,使得全部手臂摆动进程中,两只手臂不会碰着一路。
畸形环境下,机器人的两个手臂该当是向前瓜代摆动的。这个时间机器人把机器人吊挂在绳索上,则机器人会向后方攀登。
倘若发明机器人的手臂摆动的标的目的相反了,正在绳索上攀登是发展着的,则解释机电毗邻的电源极性反了,可以把焊接正在机电两个电极上的导线互换过去从头焊接。
中国的全自动分拣机器人把机器人的手臂勾正在一根绳索上,让全部机器人悬挂起来。因为遭到重力的作用手臂会被拉伸,以是此前调剂好的手臂弯折角度能够须要批改。
翻开电源开关,窥察机器人手臂的摆动环境,需要时须要进一步调剂手臂的弯折角度,使得手臂正在向前摆动的进程中,即不会碰着一路往前攀登,而且也可能勾住绳索不至于掉下来。
提醒:一般而言,倘若手臂勾不住绳索,可以把手臂最前端的一段弯折水平调大一些,不外也不克不及太年夜,不然又简单两个手臂卡正在一路。
详细调剂的履历,须要各人正在实际进程中探索跟堆集。
五-废品展现:
终极建造实现的吊绳攀登布局平台。
六-对于角逐:
本名目合用于中小学或集团单元科技举止角逐。详细角逐情势可以参考以下:
1、作品建造
参赛选手利用大赛指定的东西实现参赛机器人的建造,而且正在没有转变机器人根本布局跟功用的根底上,可以关于机器人的形状停止进一步的粉饰跟丑化,整体形状除可以参照官方的尺度外型,借可以自由发挥计划新的外型。
参赛选手需自行筹备对象跟东西,事先做好作品然后于角逐当日把作品带到角逐现场。
2、表面评选
参赛选手供给做好的参赛作品供评委便形状、工艺、建造程度等方面停止评分,评分实现后,进入下一环节的角逐。
3、竞速角逐
参赛选手利用主办方同一发放的电池调试好参赛机器人。调试终了后,参赛选手将参赛机器人安排于1米长的程度挂绳上匍匐,裁判纪录机器人匍匐1米距离的工夫。每一个参赛选手有两轮时机,与最优结果作为终极结果,若是两轮均出实现路程,则该环节角逐记0分处置惩罚。
倘若机器人半途产生异常而终止运动或从空中跌落,容许参赛选手人工调剂后从原地起头继承角逐,但进程中计时没有终止,而且每人工调剂一次终极结果增长10秒(每次调剂工夫不克不及跨越1分钟,而且每轮最多容许三次人工调剂)。
颜色分拣机器人实验报告智能物流分拣机器人物料分拣机器人仿生


