टेन्सग्रिटी या डबल 5R पैरेलल रोबोट, 5 एक्सिस (डीओएफ) सस्ता, सख्त, मोशन कंट्रोल: 3 स्टेप्स (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

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के बारे में: पिछले एक दशक से मैं इस ग्रह के बारे में बहुत चिंतित हूं जो निकट भविष्य में रहने योग्य है। मैं एक कलाकार, डिज़ाइनर, आविष्कारक हूं, जो स्थिरता के मुद्दों पर केंद्रित है। मैंने ध्यान केंद्रित किया है … ड्रूर्ट के बारे में अधिक »

मुझे आशा है कि आप सोचेंगे कि यह आपके दिन का सबसे बड़ा विचार है! यह 2 दिसंबर 2019 को बंद होने वाली इंस्ट्रक्शंस रोबोटिक्स प्रतियोगिता में एक प्रविष्टि है।

परियोजना ने निर्णय के अंतिम दौर में जगह बनाई है, और मेरे पास अपने इच्छित अपडेट करने का समय नहीं है! मैं एक स्पर्शरेखा पर गया हूं जो संबंधित है लेकिन सीधे नहीं, उस पर आने के लिए और अधिक। बने रहने के लिए मुझे फॉलो करें! और कृपया टिप्पणी करें, मैं एक अंतर्मुखी प्रदर्शक हूं इसलिए मुझे आपके विचार देखना अच्छा लगता है।

इसके अलावा, मैं अपने प्रोजेक्ट के 5R लिंकेज संस्करण के इलेक्ट्रॉनिक्स पर कुछ मदद की उम्मीद कर रहा हूं, मुझे इसके लिए पाई और अरुडिनो और ड्राइवर शील्ड दोनों मिल गए हैं, लेकिन प्रोग्रामिंग मुझसे थोड़ा परे है। यह इसके अंत में है।

मैंने इस पर कोई समय नहीं बिताया है, लेकिन मुझे उस इकाई को प्राप्त करना अच्छा लगेगा जिसे मैंने किसी ऐसे व्यक्ति में मुद्रित किया है जिसके हाथों में काम करने का समय है। यदि आप इसे चाहते हैं, तो एक टिप्पणी छोड़ दो, और शिपिंग का भुगतान करने के लिए तैयार रहें। बोर्ड सहित यह भी घुड़सवार है, यह लगभग 2.5 किलो है। मैं एक आर्डिनो और मोटर शील्ड की आपूर्ति करूंगा, और इसे 5 सर्वो माउंटेड मिला है। जो कोई भी इसे चाहता है उसे नेल्सन बीसी से शिपिंग का भुगतान करना होगा।

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यह एक जोड़े का वर्णन करता है जो मुझे लगता है कि 5 अक्ष रोबोट अंग, हाथ, पैर, या खंड को टेंसेग्रिटी के रूप में या 5R किनेमेटिक्स के डेल्टा + बिपॉड संस्करण के रूप में बनाने के नए तरीके हैं।

3 अक्ष अंग, जैसे कि बोस्टन डायनेमिक्स बिग डॉग पर उपयोग किया जाता है, एक पैर को 3D स्थान में रखने की अनुमति देता है, लेकिन सतह के सापेक्ष पैर के कोण को नियंत्रित नहीं कर सकता है, इसलिए पैर हमेशा गोल होते हैं, और आप आसानी से नहीं कर सकते पैर की उंगलियां, या पंजे खोदने या स्थिर करने के लिए। चढ़ाई मुश्किल हो सकती है क्योंकि जब शरीर आगे बढ़ता है तो गोल पैर स्वाभाविक रूप से लुढ़कता है।

एक 5 अक्ष अंग अपने "पैर" को किसी भी वांछित कोण पर रख सकता है और रख सकता है, क्योंकि यह शरीर की गति के भीतर किसी भी बिंदु पर चलता है, इसलिए 5 अक्ष में अधिक कर्षण होता है, और अधिक पैर या उपकरण प्लेसमेंट विकल्पों के साथ चढ़ाई या पैंतरेबाज़ी कर सकता है।

उम्मीद है कि ये विचार आपको यह देखने की अनुमति देंगे कि 3 अक्ष स्थान में 5 अक्ष "पैर" कैसे बनाएं और पैंतरेबाज़ी करें (भले ही यह बहुत बड़ा हो), बिना पैर के ही एक्ट्यूएटर्स का भार वहन करता है। एक प्रकार की शक्ति के रूप में एक पैर, जिसकी संरचना नहीं हो सकती है जैसा कि हम आम तौर पर इसके बारे में सोचते हैं, कोई टिका नहीं, कोई जोड़ नहीं, बस संचालित चरखी

हल्के "पैर" को बहुत जल्दी और आसानी से स्थानांतरित किया जा सकता है, कम जड़त्वीय प्रतिक्रिया बलों को एक भारी पैर और इसके सभी टिका से प्रबंधित करने के लिए, इसके ड्राइव मोटर्स से जुड़ा हुआ है।

सक्रियण बलों को व्यापक रूप से वितरित किया जाता है, इसलिए अंग बहुत हल्का, कठोर हो सकता है, और अधिभार स्थितियों में लचीला हो सकता है और साथ ही इसकी बढ़ती संरचना पर बड़े बिंदु भार नहीं लगा सकता है। त्रिकोणीय संरचना (एक प्रकार का समानांतर, संचालित टिका), सिस्टम पर सभी बलों को एक्चुएटर्स के साथ संरेखण में लाता है, जिससे बहुत कठोर और हल्के 5 अक्ष प्रणाली की अनुमति मिलती है।

इस विचार को जारी करने के अगले चरण में, एक निर्देश योग्य या यहाँ से २, मैं एक संचालित ३ अक्ष टखने को जोड़ने के कुछ तरीके दिखाऊंगा, जो शरीर पर जोड़े गए अक्ष की शक्ति और द्रव्यमान के साथ है, अंग पर नहीं। "टखना" बाएँ और दाएँ घुमाने में सक्षम होगा, एक पैर या पंजे को ऊपर और नीचे झुकाएगा, और पैर या 3 बिंदु पंजे को खोल और बंद करेगा। (8 अक्ष या डीओएफ)

मैं टेन्सग्रिटी के बारे में सीखने और सोचने के माध्यम से इस सब पर आया हूं, इसलिए मैं नीचे एक पल बिताऊंगा।

तन्यता संरचना को देखने का एक अलग तरीका है।

विकिपीडिया से "तनाव, तनावपूर्ण अखंडता या अस्थायी संपीड़न एक संरचनात्मक सिद्धांत है जो निरंतर तनाव के जाल के अंदर संपीड़न में पृथक घटकों के उपयोग पर आधारित है, इस तरह से संकुचित सदस्य (आमतौर पर बार या स्ट्रट्स) एक दूसरे को स्पर्श नहीं करते हैं और तनावग्रस्त सदस्य (आमतौर पर केबल या टेंडन) सिस्टम को स्थानिक रूप से चित्रित करते हैं।[1]"

तन्यता हमारे विकसित शरीर रचना विज्ञान के लिए बुनियादी संरचनात्मक प्रणाली हो सकती है, कोशिकाओं से लेकर कशेरुकाओं तक, तनाव के सिद्धांत शामिल प्रतीत होते हैं, खासकर उन प्रणालियों में जहां गति का संबंध है। तन्यता सर्जन, बायोमैकेनिस्ट और नासा रोबोटिकिस्ट का अध्ययन बन गया है, यह समझने के लिए कि हम कैसे काम करते हैं, और कैसे मशीनें हमारी कुछ लचीलापन, दक्षता और हल्के वजन वाली ऊबड़ संरचना प्राप्त कर सकती हैं।

टॉम फ्लेमन के शुरुआती रीढ़ मॉडल में से एक

मैं भाग्यशाली हूं कि मैं टेंसेग्रिटी, शोधकर्ता और आविष्कारक टॉम फ्लेमन्स के बारे में दुनिया के महान संसाधनों में से एक के साथ साल्ट स्प्रिंग आइलैंड पर रहा हूं।

टॉम का निधन लगभग एक साल पहले हुआ था, और उनकी वेबसाइट अभी भी उनके सम्मान में बनी हुई है। यह सामान्य रूप से टेन्सग्रिटी के लिए और विशेष रूप से टेन्सग्रिटी और एनाटॉमी के लिए एक महान संसाधन है।

intensiondesigns.ca

टॉम ने मुझे यह देखने में मदद की कि हमारे जीवन में तनाव को कैसे लागू किया जाए, इस पर काम करने के लिए और लोगों के लिए जगह थी, और इसके न्यूनतम घटकों के लिए संरचना को कम करने के सिद्धांतों का उपयोग करके, हमारे पास ऐसे सिस्टम हो सकते हैं जो हल्के, अधिक लचीले और लचीले हों।

2005 में, टॉम के साथ बात करते हुए, मुझे एक नियंत्रणीय तनाव आधारित रोबोटिक अंग के लिए एक विचार आया। मैं अन्य कामों में व्यस्त था, लेकिन मैंने अपने नोट्स के लिए उस पर एक संक्षिप्त विवरण लिखा था। मैंने इसे बहुत व्यापक रूप से प्रसारित नहीं किया था, और तब से यह ज्यादातर बस छिटक गया है, मेरे साथ कभी-कभी लोगों के साथ इस पर बात करते हैं।

मैंने फैसला किया है कि चूंकि इसे और विकसित करने में मेरी समस्या का एक हिस्सा यह है कि मैं ज्यादा प्रोग्रामर नहीं हूं, और इसके उपयोगी होने के लिए, इसे प्रोग्राम किया जाना है। इसलिए मैंने इसे सार्वजनिक रूप से जारी करने का निर्णय लिया है, इस उम्मीद में कि अन्य लोग इसमें शामिल होंगे और इसका उपयोग करेंगे।

2015 में मैंने एक Arduino नियंत्रित विंचेड टेन्सग्रिटी सिस्टम बनाने की कोशिश की, लेकिन मेरे दोनों प्रोग्रामिंग कौशल इसके ऊपर नहीं थे, मैंने जिस यांत्रिक प्रणाली का उपयोग किया था, वह अन्य मुद्दों के साथ कम थी। एक बड़ा मुद्दा मैंने पाया है कि एक केबल चालित तनाव संस्करण में, सिस्टम को तनाव बनाए रखने की आवश्यकता होती है, इसलिए सर्वो लगातार एक दूसरे को लोड कर रहे हैं और बहुत सटीक होने की आवश्यकता है। मैंने जिस प्रणाली की कोशिश की, उसके साथ यह संभव नहीं था, क्योंकि आरसी सर्वो की अशुद्धि के कारण समझौते में लगातार 6 होना मुश्किल था। इसलिए मैंने इसे कुछ सालों के लिए अलग रख दिया… फिर

पिछले जनवरी में जब मैं अपने ऑटोडेस्क 360 फ्यूजन ड्राफ्टिंग कौशल को अपग्रेड करने पर काम कर रहा था, और अपने 3 डी प्रिंटर के साथ निर्माण करने के लिए परियोजनाओं की तलाश कर रहा था, मैंने इसके बारे में फिर से और गंभीरता से सोचना शुरू कर दिया। मैं केबल चालित रोबोटिक एक्चुएशन पर पढ़ रहा था और उन्हें प्रोग्रामिंग करना अभी भी ऐसा लग रहा था कि मैं जितना संभाल सकता था उससे कहीं अधिक जटिल था। और फिर इस गर्मी में, कई डेल्टा रोबोट और 5R समानांतर गति प्रणालियों को देखने के बाद, मुझे एहसास हुआ कि उन्हें जोड़ा जा सकता है, और यह एक और, गैर-टेन्सग्रल, 5+ अक्ष आंदोलन को साकार करने का तरीका होगा जिसकी मैंने अपने तनावग्रस्त रोबोट में कल्पना की थी. यह आरसी सर्वो के साथ भी करने योग्य होगा क्योंकि किसी अन्य के विरोध में सर्वो का कोई भी काम नहीं है, इसलिए स्थिति की अशुद्धि इसे बंद नहीं करेगी।

इस निर्देशयोग्य में मैं दोनों प्रणालियों के बारे में बात करूंगा। टेंसग्रल, और ट्विन 5R समानांतर। अंत में, जब तक प्रतियोगिता समाप्त हो जाती है, तब तक मेरे पास यहां शामिल जुड़वां 5R ART अंग के लिए सभी प्रिंट करने योग्य फ़ाइलें होंगी।

मैं अपने एआरटी अंग रोबोटिक सिम्युलेटर के टेंसेग्रल संस्करण के लिए 3 डी प्रिंट करने योग्य भागों को भी शामिल करूंगा। मुझे उन लोगों से सुनना अच्छा लगेगा जो सोचते हैं कि वे एक संचालित इकाई बनाने के लिए चरखी और नियंत्रण का काम कर सकते हैं। इस स्तर पर, वे मुझसे परे हो सकते हैं, लेकिन केबल चालित, टेंसेग्रिटी आधारित सिस्टम हल्के, तेज और निचले हिस्से की गिनती के साथ-साथ ओवरलोड और क्रैश के दौरान अधिक लचीला होने की संभावना है। मुझे लगता है कि उन्हें और अधिक गतिशील नियंत्रण रणनीतियों की आवश्यकता होगी, सिस्टम की स्थिति और लोड फीडबैक दोनों के साथ सबसे अच्छा काम करने की संभावना है।

वैकल्पिक, एआरटी अंग एक स्तरित या जुड़वां 5R समानांतर के रूप में, जिसका मैं अंत में वर्णन करता हूं, किसी अन्य के खिलाफ काम करने के लिए किसी भी एक्चुएटर की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए स्थिति त्रुटि के प्रति अधिक सहिष्णु होगा, और यह 6 से एक्ट्यूएटर्स की न्यूनतम संख्या को कम कर देता है- 8 से 5. अंततः मैं दोनों के कई संस्करण बनाऊंगा, और उनका उपयोग अपनी स्वयं की चलने वाली मेचा बनाने के लिए करूंगा, लेकिन यह बाद के लिए है…। अभी के लिए…..

चरण 1: टेट्राहेड्रोन की एक परावर्तित जोड़ी से एक तन्यता रोबोट?

तन्मयता क्यों?

उच्च गति परिशुद्धता वाले विंचों के टेंशन नेट में पैर को निलंबित करने के क्या लाभ हैं?

तेज, कुशल, कम लागत,

डिज़ाइन में जब आपको किसी चीज़ को A से B तक ले जाना होता है, तो आपके पास अक्सर विकल्प होता है, ऑब्जेक्ट को धक्का देना या ऑब्जेक्ट को खींचना। बकमिन्स्टर फुलर जैसे डिजाइनरों ने जो कुछ दिखाया है वह यह है कि धक्का देने के कुछ बड़े फायदे हैं। हालांकि बकी अपने गुंबदों के लिए जाना जाता है, लेकिन बाद में भूकंप प्रतिरोधी इमारतों में अक्सर कंक्रीट कोर टावर होते थे, जिसमें फर्श को मशरूम की तरह लटकने की व्यवस्था की जाती थी।

तनाव तत्व खींचते हैं, एक केबल या चेन की तरह, वे उन बकलिंग लोड को ले जाने से बचते हैं जो धक्का (या संपीड़न) तत्वों का सामना करते हैं और इस वजह से वे बहुत हल्के हो सकते हैं। लिफ्ट उठाने के लिए हाइड्रोलिक सिलेंडर और उपकरण का वजन 50 टन हो सकता है, जहां एक केबल सिस्टम का वजन केवल 1 हो सकता है।

तो एक टेंसेग्रल पैर या अंग तेज, हल्का और कठोर हो सकता है, और फिर भी सभी अक्षों में ओवरलोडिंग के लिए लचीला हो सकता है।

चरण 2:

आदर्श ज्यामिति क्या है? ओवरलैपिंग त्रिकोण क्यों?कितने केबल?

इस अतिव्यापी तनाव ज्यामिति के साथ गति की एक विस्तृत श्रृंखला बनाई जा सकती है। इस नारंगी रंग के उदाहरण में मैंने परावर्तित पिरामिड (प्रति छोर पर 4 नियंत्रण रेखाएं) का उपयोग संरचना के रूप में किया है, गुलाबी रंग के उदाहरण में उपयोग किए गए परावर्तित टेट्राहेड्रोन के बजाय, 6 के बजाय 8 केबल। प्रत्येक छोर के लिए चार मूरिंग पॉइंट तक वृद्धि (१२, ३, ६, ९ स्थितियों पर) गति का एक बड़ा क्षेत्र दें। 3 मूरिंग पॉइंट पिंक ज्योमेट्री में, अधिक विलक्षणताएँ संभव हैं जहाँ बूम नियंत्रित क्षेत्र से "पॉप" कर सकता है। मूरिंग पॉइंट्स की संख्या बढ़ाने से भी अतिरेक का निर्माण हो सकता है।

चरण 3: डेल्टा प्लस बिपोड = 5 एक्सिस लेग

5R समानांतर रोबोट की एक जोड़ी + एक और = 5 अक्ष गति

मैं जो देखने आया हूं वह यह है कि 5 अक्ष "लेग" को नियंत्रित करने के लिए, एक सरल तंत्र स्वतंत्र 5R लिंकेज की एक जोड़ी का उपयोग करना है, साथ ही 5R लिंक की जोड़ी को नियंत्रित करने के लिए 5 वें सिंगल लिंक का उपयोग करना है।

मेरे पास जोड़ने के लिए और भी बहुत कुछ है, लेकिन मैं इसे वहां पहुंचाना चाहता हूं ताकि मुझे इस पर कुछ प्रतिक्रिया मिल सके।

रोबोटिक्स प्रतियोगिता में उपविजेता