Comment faire un petit robot Delta : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Un « robot delta », alias un « manipulateur parallèle », est un robot qui utilise plusieurs bras pour déplacer un actionneur. On peut les connaître aussi bien sur les machines pick-and-place que sur les imprimantes 3D de type delta.

L'avantage d'un robot parallèle delta est que les moteurs d'entraînement lourds sont généralement à une base, ce qui diminue le poids des objets qui se déplacent, ce qui rend ce type de robot très rapide. Certains peuvent prélever et placer 300 pièces par minute ! Une propriété de la version "parallèle" spécifique est qu'elle utilise des paralellogrammes pour maintenir la plate-forme mobile toujours dans la même orientation.

J'ai décidé de faire un petit, voire un tout petit robot delta. Les motivations qui me motivent sont de m'amuser dans l'art du bricolage, de montrer la technologie et la créativité à mes enfants et de faire secouer la tête à ma femme. Et juste parce que je peux (ou pense que je peux). Il n'y a vraiment aucune utilité pour ce robot pour autant que je sache.

Quand je dis "minuscule", je veux dire que les pièces mobiles seront minuscules: la portée maximale est d'environ 30 mm. Les moteurs entraînant les bras et l'actionneur seront relativement gros:-)

Amusez-vous à lire et éventuellement à le faire - ou encore plus petit !

Et si vous avez une bonne idée d'une application commerciale, parlons business;-)

Étape 1: Étape 1: Faire les bras

Chaque bras d'un robot delta/parallèle se compose généralement d'un seul "bras supérieur" et d'un double "bras inférieur". Les deux parties de l'avant-bras forment un paralellogramme. Trois de ces ensembles fixent la plate-forme à la base. Lorsque les moteurs font tourner n'importe quel bras, les paralellogrammes se déplacent, en s'assurant que la plate-forme garde la même orientation. Il est nécessaire que les articulations soient des « rotules » afin qu'elles puissent se déplacer dans toutes les directions.

Faisons les armes.

Les petites rotules ne peuvent pas être achetées dans des tailles minuscules, alors faisons-les. Je les ai créés à l'aide de ce qu'on appelle des "connecteurs de perles" de la boîte de fournitures de bijoux de ma femme. J'ai utilisé des connecteurs en cuivre, de sorte que la soudure est facile. Soudez deux ensemble comme sur la photo pour faire un seul lien.

Utilisez une tige métallique de 2 mm pour fabriquer les bras supérieurs. Commencez par un morceau d'environ 60 mm. Pliez une extrémité d'environ 10 mm à 90 degrés. Meulez l'extrémité de la partie longue pour qu'elle ressemble à un tournevis à tête plate - cette extrémité va dans le servo. Percez un trou de 1 mm à travers l'extrémité de 10 mm (regardez l'image pour les orientations) et poussez une tige métallique d'environ 10 mm x 1 mm - fixez-la avec de la colle. Collez maintenant un cordon à chaque extrémité de la tige de 1 mm.

À l'étape suivante, vous pouvez replier les connecteurs de talon sur le talon, et voilà (comme on dit aux Pays-Bas): une toute petite rotule !

Maintenant, faites trois bras, vous devrez donc plier trois tiges métalliques, et sur 12 connecteurs de perles, vous pouvez faire les 6 parties pour les bras inférieurs.

Étape 2: Étape 2: Créer la plate-forme

La plate-forme - la partie qui se déplacera - a trois jeux de joints à rotule.

Commencez par plier une pièce à un angle de 120 degrés. Soudez une deuxième pièce dessus de manière à obtenir une étoile à trois branches.

Percez des trous pour les tiges métalliques plus fines qui formeront les autres rotules. Assurez-vous que les perles sont à la même séparation que les perles de l'étape précédente ! La précision est essentielle; être bâclé dans cette phase aura pour conséquence que le déplacement sera difficile à calculer:-)

Sur le côté "inférieur" de la plate-forme, j'ai monté une vis M3 avec laquelle j'ai ensuite fabriqué la pince.

Étape 3: Étape 3: Faire la base

La base peut être une simple planche de bois - le MDF est facile à travailler. Un triangle (coins à 60 degrés) est agréable à regarder. J'y ai fait un trou triangulaire pour pouvoir regarder d'en haut, mais ce n'est pas nécessaire.

Faites trois blocs de bois ou de plastique d'environ 15x15x15 mm - la hauteur doit être telle qu'il y ait de la place pour percer un trou à la hauteur du centre du servo lorsqu'il est monté sur la base - l'image en dit plus.

Percez des trous pour ajuster parfaitement les bras supérieurs de 2 mm (ils devraient pouvoir tourner, avec un peu de friction) et collez les blocs sur la plaque de base. Positionnez les blocs et les bras comme illustré sur la figure: lorsque le haut du bras est plat, le point central entre les boules doit être au centre du robot.

Presque fini!

Étape 4: Étape 4: Montage des bras et de la plate-forme

Fixez maintenant les connecteurs de perles sur les perles de base et les perles de plate-forme. Vous pouvez maintenant déjà déplacer la plate-forme à la main et voir comment les axes des bras supérieurs tournent. Vous pouvez également faire pivoter les bras supérieurs à la main pour voir comment la plate-forme réagit.

Positionnez les trois servos (j'ai utilisé des 'mini servos') sur la base. Appuyez sur la "tête de tournevis" des bras supérieurs dans l'ouverture de l'extrémité commerciale des servos.

J'ai utilisé de petites pinces à colle avec les côtés longs vers le haut pour fixer les servos: repositionnement facile lors de la mise en place, et elles fournissent les jambes du robot lorsque vous retournez le robot de sorte que l'actionneur soit orienté vers le bas. Déplacez les servos jusqu'à ce que la plate-forme bouge correctement et que chaque servo ait le même effet sur la plate-forme.

Regardez également la portée de chaque servo / bras supérieur: vous ne pouvez pas aller « tout le chemin ».

La partie mécanique delta/parallèle du robot est terminée !

Étape 5: Étape 5: Contrôler

Vous pouvez maintenant utiliser votre microcontrôleur préféré pour contrôler les servos. Un arduino, une hélice de parallaxe, tout ce qui vous convient le mieux. J'ai écrit un programme de démonstration dans Spin pour l'hélice, pour la seule raison que j'en avais un de disponible et que mes arduino étaient "occupés":-).

La vidéo montre cette démo: quelques mouvements lents des servos individuels, et le mouvement circulaire le plus rapide démontrant la puissance potentielle de ce type de robots (si vous pouvez trouver une application pour un de cette taille…:-))

Ci-joint les fichiers spin contenant la démo.

Étape 6: Étape 6: un manipulateur

Un bras robotisé qui ne fait que se déplacer, comme un mari près des cabines d'essayage, ne sert à rien. Attachons un manipulateur: une pince, pour ramasser des objets. J'ai fait une simple pince légère en séparant le servo de contrôle et la plate-forme.

La pince est fabriquée en pliant un morceau de plastique mince en forme de U. Percez un trou au centre de manière à pouvoir le monter sur la vis que nous avons fixée à la plate-forme. Fixez-le avec deux vis.

Pour utiliser le servo à distance plutôt que sur la plate-forme, j'utilise un fil dans un tube comme les freins d'un vélo. Prenez un tube fin (par exemple du câblage électrique) et passez un fil rigide à travers celui-ci. Faites deux petits trous dans la pince et poussez le fil à travers, et faites un nœud de l'autre côté. Si vous tirez maintenant sur le fil, la pince se fermera.

Quelque part sur la plaque de base, montez un autre servo et fixez le tube dans le voisinage. Faites en sorte que le servo puisse tirer sur le fil pendant que le tube reste immobile.

Terminé!

Étape 7: Étape 7: Démo complète

Observez maintenant la puissance de ce robot delta entièrement armé et opérationnel.

J'ai confié à mon nouveau serviteur la mission importante de ramasser un écrou M2, de le faire pivoter et de le replacer exactement au même endroit. Comme mentionné précédemment, je suis ouvert aux offres commerciales.

J'espère que vous aimez l'instructable et que vous serez inspiré pour créer un robot delta encore plus petit.

Quelqu'un a-t-il des idées sur la façon de fabriquer des joints à rotule plus petits? Des idées d'utilisation ? Peut-être avec un autre actionneur ? Une aiguille, une perceuse, un stylo ?