Манипулятор от команды WAW

В рамках конкурса Кибермех 2019 нашей команде необходимо было разработать и воплотить в жизнь проект насадки на манипулятор Kawasaki UR10, предназначенной для выполнения определенного круга задач. Данная статья является обзором получившейся конструкции, ее особенностей, а так же этапов разработки и конструирования. Вводные У нас было два микроконтроллера Arduino, два Bluetooth модуля, аккумулятор на 3,3в с повышающим преобразователем до пяти, три сервопривода и целое множество проводов всех сортов и расцветок, а также датчик индуктивности, светодиоды, кнопки и фанера. Не то, чтобы это был необходимый запас для постройки схвата, но, если начал конструировать насадку на промышленный манипулятор, становится трудно остановиться. Единственное, что вызывало у меня опасение – это Bluetooth – модуль. Ничто в мире не бывает более беспомощным, безответственным и порочным, чем попытки завести Bluetooth с Arduino. Я знал, что рано или поздно мы дойдем и до этой дряни. Поставленные задачи 1. Насадка для поднятия и удержания твердого выпуклого объекта небольшого размера 2. Насадка для обнаружения металлического шарика в непрозрачной емкости 3. Насадка для поднятия и удержания листа бумаги 4. Система смены насадок без непосредственной сторонней помощи и «док-станция» для насадок 5. Пульт дистанционного управления 6. Сопутствующая задача – разработка программного обеспечения для микроконтроллера Arduino для обеспечения функционирования всех систем нашей насадки

1. Насадка для поднятия и удержания твердого выпуклого объекта небольшого размера

С основным схватом мы разобрались довольно быстро – не стали изобретать велосипед, и сконструировали обычную клешню с 5 «пальцами», которые заходят друг в друга. Подобная конструкция позволяет выполнять даже большее количество задач, чем требуется в рамках конкурса – например, получившийся схват может поднять даже такой тонкий и узкий объект, как обычный провод именно засчет заходящих друг в друга пальцев. Клешня почти целиком состоит из обычной фанеры толщиной 4мм, нарезанной на лазерном станке. Исключение составляют лишь шестерни, вырезанные из ПВХ пластика толщиной 4мм (для большей прочности и износоустойчивости), и валы, напечатанные на 3d-принтере из ABS пластика (из-за своей сложной формы).

2. Насадка для обнаружения металлического шарика в непрозрачной емкости Здесь все тоже было максимально просто и понятно, ведь сам по себе датчик индуктивности уже является готовой насадкой, остается только сделать корпус – и готово! 3. Насадка для поднятия и удержания листа бумаги

При разработке этой насадки мы вдохновлялись принципом работы палочек для суши: две пары палочек с зубчиками цепляют лист за края и поднимают в воздух – просто и эффективно. 4. Система смены насадок без непосредственной сторонней помощи и «док-станция» для насадок Система смены насадок являлась являлась одним из самых сложных для разработки элементов, ведь нужно было придумать как механизм надежного крепления модулей, так и систему для соеденения базы и модуля в электрическом смысле. При конструировании запорного механизма мы вдохновлялись сейфовыми замками, в которых при повороте главного замка со всех четырех сторон двери выезжают штыри, фиксирующие дверь - та же схема в упрощенном виде применена и у нас, а в качестве разъема для передачи сигнала и питания мы использовали обычный разъем usb: usb-female на основной части и usb-male на модулях. Воплотить такую конструкцию в жизнь было также довольно сложно, ведь для стыковки всех элементов требуется высокая точность подгонки деталей.

Программное обеспечение Програмное обеспечение доступно по ссылке: https://mega.nz/#F!k1sGlIKY!FzNPVE5BzJBY073p9Ndo_w