スマホで動くロボットアームを作る

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テスト用の3軸アームを作ってみました。

 

前回モデリングしたアーム

糸張りまで完了
糸張りが思いのほか大変です。

 

糸張りのレイアウト

リスト用プーリー 直径30mm

エルボー用プーリー 直径40mm

ショルダー用プーリー 直径50mm

それぞれ180度動かすのにリスト47mm、エルボー63mm、ショルダー78mmのストロークが必要。

また、現時点ではショルダーの直径50mmでトルクが足りるのかも不明

とにかく作って試してみなくては

 

また、更新します。

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方針転換

ややこしい話は回避しました。

 

リンク式を止めてプーリーによる駆動に変更しました。

これなら角度に因る動作角の違いが生まれませんし、可動域も広がります。

 

テスト用に考えたシステム

モデリング

 

テストで動かしている様子


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糸で操っている

 

進化させて

各軸に中継用のプーリーを配置

 

このアームをウエスト軸のセンター付近で集中制御出来れば慣性モーメントが小さくなり軽やかに動くのかなと期待大

 

リニアアクチュエータの配置を考えて行かなければ

 

また、更新します。

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ややこしい話はぬきにしてウエストを作ってみた。

 

モデリング

 

これで4軸制御のロボットアームの出来上がりです。

後の12vバッテリーは重石です。

可動域など不満な点も有りますがロボットアームとして成立しています。

 

動かしている様子


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ティーチング機能を使って4軸制御

 

ややこしい話にもトライして行かなくては

 

また、更新します。

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予感的中

ややこしいです。

 

明らかに角度が違う

支点、力点間25mmで考えてみました。

 

ニュートラルからの5㎜送りと45度からの5mm送りは見るからに角度が違います。

測ってみたところニュートラルからは11.537度。45度からは20.109度と倍ほどの差が有ります。ややこしいことにこの違いが連続的に変化すると言う事で計算で求めるとなると例の見るだけで蕁麻疹がでる数式が要る様な気がします。

 

角度の制御を使わずティーチングでの制御なら問題は無いのですが

 

何時ものようにこねくり回しで解決できないか探って行きます。

 

出来上がりました。

 

進めていた新しいコントロールボードが完成

正面から

 

ESP-32搭載 8台のステッピングモーターをドライブ

横から

 

12v電源接続 5vはレギュレーターで供給

電源が1つで済むので楽

また、ブレッドボードではノイズのせいかでステッピングモーターがチッチッと動くことが有ったが無くなった。

 

また、更新します。

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前回「これぞ6軸制御と言えるようなデモ動画を作ってみようかな」と書きましたがそれ以上に楽しいことを思いついたので作っていません。

 

その楽しい事とは

ハンドのスライダー機構を使ったらリニアアクチュエータが出来そうと言う事です。

あの小さいステッピングモーターで高ギア比を稼ぐギアボックスを作るのは難しいが

リニアアクチュエータならスパーギア一つで簡単に作れてしまいます。

 

作ったリニアアクチュエータ

モデリング

 

テストの様子


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使用モーターは20BY45

 

構造が簡単でトルクと精度が抜群

ステッピングモーター 1ステップ 18度

ねじロッド ピッチ0.5mm

ピニオンギア : スパーギア 1 : 4

これらを計算して1mm移動するのに160ステップ

1ステップ 0.00625mm

と、抜群の分解能

 

テスト用のロボットアームも作ってみた

取り敢えずショルダー、エルボー、リストの3軸

 

作動の様子


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速度はゆっくりですが確実に動きます。

 

トルクテストの様子


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200gのウエイト

このサイズのアームで200gを上げれるのは感覚的にパワフルです。

ショルダー、エルボー、リストのうちエルボーがちょっと苦しい。これは支点、力点間がリストと同じなのに支点、作用点間が3倍ほど有るからです。

てこの原理で何とでもなります。

 

しかし、この方式

各軸の角度制御はとんでもなく難しくなる予感がする。

 

また、更新します。

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リストロールを殺さないハンドが出来上がりました。

 

ダブルモーターです。

試作品で色々と試しましたがこのスタイルに落ち着きました。

モデリング

スライダーの動きそのものでカム機構で開閉

 

ロボットアームに取り付けた

リスト軸から145㎜も離れてしまった。

これで6軸ロボットアームは完成

 

これぞ6軸制御と言えるようなデモ動画を作ってみようかな

 

お楽しみに!

 

また、更新します。

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新しいハンドを作りました。

 

ペンの持ち替え機構と同じリストロールの回転を利用

 

後から

 

モデリング

 

作動の様子


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冷やし中華の薄焼き卵用に割ってみました。

(危なく床にこぼれそうになりましたがセーフ)

 

掴む力は申し分無い

ただ折角のリストロールが使えなくなるのはちょっと寂しい

 

そこで「少し賢くなったプロッター」で使った機構で試作してみた。

mckeechan.hatenadiary.jp

 

試作したハンドでの実験の様子

今回のハンドには遠く及びませんが前作のハンドよりは力はありそう

(製作途中の次期ボードでテスト)

 

前作の見掛け倒しのハンド

 

折角の6軸ロボットなので何とかしたい所です。

 

また、更新します。