这个项目是打算实现什么功能呢?
答:用三自由度机械手来实现对设备的按键、屏幕的稳定性测试,一些设备需要频繁开关机,一些设备需要频繁的触发一些操作。部分设备是可以用软件脚本来实现的,但是毕竟不符合实际用户场景。还有些,比如光流传感器,需要固定在末端,让机械手来带动,产生光流数据来测试他。
一开始想到的解决方案时,大学的时候做过一个水培蔬菜移栽机,XY轴用伺服+皮带驱动,Z轴因为行程是固定的,用的是气缸。导师的那个项目,经费那年是我们在负责申请,所以还没批下来,没有做实物,个人感觉问题会很大。
这个结构,大家见得应该也蛮多的,就是普通的桁架机械手。最大的问题就是X轴要带的负载是整个Y轴和Z轴的模组,X轴负载比较大。就拿下图的Makerbot结构来举例吧,这是个3D打印机的结构,Z轴自由度做在平台上,单X轴速度受限于负载,整体速度不快。
也考虑过直接用直线模组来搭一个三自由度的,我前期在做另一个项目,他们一开始评审的是想用工业上的悬臂类型的。
emmm,时间比较仓促,我就撸了一个Demo来方便会议讨论。
底板呢,就是上次坛友和我推荐的,用的15180工业铝型材,方便夹具的固定,但是夹具呢,我自己也忍不住要吐槽一下,实在太丑了,也只是理论可行。关于夹具,我准备另开一帖。
但是这个工业机械手的成本,大家看商标大概也知道了直接从Toyo(东佑)撸的一个三坐标模组,一套下来光机械手就得十几万吧。
没办法也,只能改咯,领导希望机械手主体成本控制在五六千以内~
因为精度要求也不高,所以就把目光投向了3D打印机的领域。
于是发现了新大陆,第一张图里的已经是很老的机型,早期DIY玩家可能会做的,除了坛友可能也比较了解的Delta和SCARA。
我个人非常喜欢的还有Core XY和 Ultimaker,速度非常快,简单介绍一下吧。
Core XY:Core XY结构空间利用率高,可以做大行程结构,X轴相对重量轻。可以快速打印。但只能用皮带传动,不能用丝杆传动,皮带比较长,需要经常维护。
这个结构又称十字轴,个人非常喜欢,我的新版机器也是基于这个的。具体就看下面吧~
这个是我做的Demo,平台依旧采用的是15180铝合金,两块板拼接在一起,但是底部打算用剪叉式机构让他可以升降。
这里是因为,Z轴末端重量尽可能要轻,但是又要满足多种设备的高度需求,于是Z轴本身的行程被压缩到30mm。
这里就是最头疼的地方了,Z轴的运动元件选择。
最开始选的是这种带滑台的直线电机,但是太贵,后来选了淘宝上的步进推杆或者带编码器的推杆,倒是不贵了,但太重(其实前面的也很重)
现在打算是用20步进电机模组,然后按压的模块装在模组上。
这张图里的还是28的,我打算20步进,自己设计一个,行程30mm左右。
电机打算装在标红线这里,唉,这里其实真的纠结了很久,下午我把具体的方案,画出来先吧~
需要的按压力不大,只需要5~10N就可以了,我自己实测,5N绝对够了,速度只要10mm/s以上就行。