制作机器人爪

2019年初,我正在努力建立一个推广沙棘有机果汁的平台。平台的第一个完成部分是3D打印的机械爪。该爪连接到6轴机械臂 赛灵通。这是再现工业设计的经典机械手。

机械爪用于:

  1. 抓住一个装有果汁的小塑料杯;
  2. 检测塑料杯是否被抓住。我使用限位开关传感器检测塑料杯;
  3. 检测何时接管塑料杯;

该设计
该应用程序不是很复杂。我需要一个机械爪来小心地搬运一个塑料果汁杯,而又不会摔坏或丢掉它。我分析了步骤,动作和最坏情况,并决定保留机器人爪的经典设计。我需要抓住并移动塑料杯的是两个由伺服马达驱动的爪子。具有多个爪和多个自由度的更复杂的设计将太多。

我对完成上述步骤有一些限制。首先,塑料杯的高度为5.2厘米。爪子不必覆盖较大的表面,因此应该有足够的空间拿起杯子。而且我可以’•用胶粘在内表面上的研磨材料防止杯子在爪之间滑动。当塑料杯被人接管时,塑料杯不应抵抗。

机械爪:CAD设计和3D打印

解决方案

  • 爪的厚度为1厘米,约为塑料杯高度的20%。我本可以使它们的厚度减小一些,但我需要空间来添加用于检测塑料杯的限位开关传感器。
  • 排除了将橡胶件粘合到爪的内表面的可能性。橡胶本来可以防止塑料杯打滑,但很难从爪子上取下来。我会冒着机器人手臂和杯子一起被拉起的危险。解决方案是使用能够保持爪子位置的高扭矩伺服电动机。 赛灵通将SG-90伺服电机用于6轴机械臂夹具。这些伺服电机不能在爪之间固定任何东西。

实施
伺服电机上的两个爪通过传统的齿轮系统左右移动。仅有一个爪固定在伺服器的输出轴上,而第二爪则由第一爪通过齿轮系统驱动。

可以调节两个爪之间的距离,以留出空间并抓住塑料杯。

I'在我达到当前设计之前,我一直在尝试更多。我尝试了更长或更短的爪子。最初,我在检测塑料杯时遇到麻烦,而在第二种设计中,塑料杯在爪之间滑动。

I’在我同意当前设计之前,我一直在尝试更多。我尝试了更长或更短的爪子。最初,我在检测塑料杯时遇到麻烦,而在第二种设计中,塑料杯在爪之间滑动。

两个爪的头都锋利并且向内倾斜。当爪子固定塑料杯或在搬运过程中,此设计不允许塑料杯滑出。另外,塑料杯的形状是圆锥形的,一旦被爪固定,它就不会滑落。好的,如果塑料杯装满液体并且处理速度很高,则塑料杯可能会在爪之间滑动。一世’将手臂运动编程为以较低的速度和足够快的速度工作,以至于不会给用户带来无聊的感觉。否则,所使用的伺服电动机必须足够坚固,以将两个爪固定到位。我会考虑到这一点’ll对机器人手臂进行编程。

伺服电机输出轴仅允许将一个爪固定到位。我选择将杯子检测传感器放置在由伺服电机轴固定的爪上。同样,另一个原因是,即使传感器限位开关不需要很大的力来触发襟翼,部件的磨损也会随着时间而发生。

机械手的爪子通过一条通过PVC管上方的管子被手臂固定。它比用于固定伺服电机和传感器导线的PVC管要大一些。

机械爪的工作原理

操作原理很简单。我将命令发送到伺服电机,以根据塑料杯的大小将爪子关闭到固定位置。当两个爪子抓住塑料杯时,限位开关传感器关闭,因此我得到了塑料杯位于机器人之间的信号’的爪子。当伺服电机收到我设定的某个位置上的打开爪的命令时,开关传感器被释放,我收到塑料杯已交付的信号。

在下面,您可以找到用于测试机械爪的Arduino代码:

3D打印零件
我用便宜的3D打印机打印零件。对于DIY产品而言,质量还不错,但是目前我不知道’还有其他可能性。在设计方面还有改进的余地。

我已经用 Tower Pro的MG996R 伺服和S06NF STD伺服。

您可以通过访问下面的链接下载3D打印文件。

链接到Thingiverse上的文件.

发表评论

您的电子邮件地址不会被公开。 必需的地方已做标记 *