Роботизированная рука своими руками

Специально 92 для mozgochiny.ru

Используя искусственные мышцы можно сделать гибкую роботизированную руку.

Этот мягкий робот работает на сжатом воздухе, а каждая из 11 мышц управляется с помощью инфракрасного универсального пульта дистанционного управления подключённого к микроконтроллеру.

Большинство элементов поделки выполнено из силикона.

Шаг 1: Как это работает

Искусственные мышцы сделаны из смеси силиконового герметика и кукурузного крахмала. Движение робота осуществляется путем расширения/сжатия воздушных камер.

Инфракрасный пульт может управлять отдельными мышцами в программированной последовательности. Он делает это путём передачи сигналов к контроллеру мышц, который управляется с помощью «нервных» окончаний робота. Контроллер управляет мышцами с электромагнитными клапанами и воздушным компрессором.

Шаг 2: Материалы

• Полиэтиленовый пакет;
• Кукурузный крахмал;
• Медицинские перчатки;
• Силиконовый герметик;
• Лист пластика толщиной 0,15 см;
• 0,15 см и 0,31 см силиконовые шланги и переходники;

Контроллер воздуха:

• 12 В блок питания;
• Силиконовые трубки и переходники;
• Воздушный компрессор и т.д.

Нервные окончания робота:

• Микроконтроллеры;
• Резисторы, диоды, провода, и т.д.

Шаг 3: Создаем искусственные мышцы

На первой фотографии представлены 11 сегментов руки. Силиконовая трубка переходит в воздушную камеру, которая составляет одну мышцу. Было создано четыре мышцы, которые могут уравновешивать друг друга, чтобы перемещать руку в четырёх направлениях. Позже они приклеятся к пластиковой опорной пластине, которая будет крепиться болтами к основе.

На второй фотографии представлено два сегмента верхний и нижний. Сегменты отлиты в два слоя с тонким листом полиэтилена, который и создает воздушную камеру,  и будет заполняться воздухом. Через отверстие в середине каждой мышечной камеры воздух будет попадать в систему, после того, как вся конструкция будет сложена и склеена.

На третьем фото показаны сегменты плеча и предплечья сложенные и склеенные с воздушными трубками.

Шаг 4: Отливаем воздушные камеры

Силикон смешиваем с крахмалом в пропорции 2:1. Смесь быстро застывает, поэтому лучше смешивать небольшими партиями. Рекомендую смешивать 2 столовые ложки силикона и 1 столовую ложку кукурузного крахмала. Добавим немного масляной краски для окрашивания мышц. При работе соблюдайте технику безопасности.

На втором фото показан вид формы для отливки, которую сделаем из двух кусков пластика. Две части  заготовок имеют 4 болта, удерживающие их в фанерном основании.

Выкладываем смесь в форму. После чего разглаживаем и выравниваем поверхность с помощью металлической линейки. Форму заполняем аккуратно, чтобы избежать возникновения пузырей.

Возьмём полиэтилен, который будет использоваться в качестве мембраны для создания воздушной камеры для каждого сегмента мышц.

На 5 фотографии показан окончательный вид одного сегмента мышц.

После того, как сегмент создан. Удалим его из формы и просверлим отверстия в середине каждой камеры, созданной из полиэтилена. Вырежем квадрат в центре. Это позволит создать пространство для размещения силиконовых трубок. Сегменты склеиваются в единый стек. С помощью смеси сделаем шайбы вокруг отверстий. Приклеим их с помощью клея.

Шаг 5: Создаем мягкие клещи робота

Первые два фото демонстрируют захват клещей в закрытом и открытом виде.

Для изготовления зажимов сделаем форму для отливки. Предварительно разместим в ней кусок пластика для придания жёсткости.

На последнем фото показан низ и верх сегментов клещей, которые были изготовлены по принципу воздушных камер плеча и предплечья.

Клещи крепятся к пластиковой пластине, которая приклеивается к предплечью.

Шаг 6: Контроллер мышц

Привод контроллера робота состоит из 14 электромагнитных клапанов, которые могут управлять мышцами. Гибкие силиконовые трубки хорошо склеиваются герметиком.

Спасибо за внимание!

( Специально для МозгоЧинов #Soft-Robots-Make-An-Artificial-Muscle-Arm-And-Gri" target="_blank">)