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Preensão e efetuadores finais: como realmente pegar o objeto

Você pode escolher um efetuador final, dimensionar a força de preensão com a aceleração, verificar o fechamento por força e prever se um comando de servo funcionará.

Para que serve esta trilha

Posicionar um robô é um problema resolvido que você pode aprender em um livro didático. Preensão não é, e é nessa diferença que a maioria dos primeiros projetos de manipulador para.

Esta trilha é curta e está organizada por dependências, não por dificuldade. Ela existe porque este site já conseguia posicionar um braço até o milímetro, mas não sabia explicar como pegar um objeto com ele.

A estrutura do argumento

Quatro ideias, cada uma muda o que você constrói:

  1. Tipo antes de força. A geometria restringe tudo, e uma grande parte das garras de projeto são dois dedos impressos lutando contra um trabalho que uma ventosa faria melhor.
  2. Fechamento por força antes da força de preensão. tan(taper) < μ decide se a preensão é possível, e a força normal não aparece nessa condição. Apertar mais é a primeira coisa que todos tentam, e nunca funcionou.
  3. A janela, não a força. Você comanda uma posição; o objeto tem limites de força. A taxa de troca é a rigidez, então a janela utilizável em milímetros é a janela de força dividida por k — e esse número costuma ser mais fino que um único passo do servo.
  4. Verifique, ou será apenas uma demonstração. Um ciclo de preensão sem estado de verificação falha silenciosamente, e a falha silenciosa é a diferença entre um vídeo e uma máquina.

A terceira ideia vale o tempo investido. É por isso que um dedo melhor impresso e mais rígido piora uma garra e por que instalar um servo maior pode começar a quebrar coisas que antes resistiam.

Pré-requisitos

Você precisa se sentir à vontade com servo e microcontrolador. Se não estiver, acionamento de servos e temporização não bloqueante cobrem o assunto, e nenhum dos dois demora muito.

Você não precisa de cinemática para começar. Ela se torna necessária no projeto, quando os movimentos de aproximação e recuo em linha reta importam — cinemática de braços robóticos é a trilha correspondente, e as duas se combinam com a preensão por cima.

O que você poderá afirmar ao final

  • Que tipo de efetuador final um trabalho exige e por quê
  • Se uma preensão específica é geometricamente possível, antes de dimensionar qualquer força
  • Qual força de preensão é necessária, incluindo o termo de aceleração
  • Se algum comando de servo cai na janela utilizável, antes de imprimir um dedo
  • Como detectar uma preensão vazia por 50 pence
  • Por que seu servo está quente e o que fazer em vez disso

Roteiro de aprendizagem

O caminho

Siga os nós em ordem — cada um desbloqueia o próximo depois que você o conclui. Seu progresso fica salvo neste dispositivo.

0 / 13 concluídos

100%
Tutorial

Será que consegue segurar? O cone de atrito

25 min

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Tutorial

Com que força? A fórmula de dimensionamento

30 min

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Tutorial

Por que um dedo mais rígido piora o resultado

30 min

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Simulador

Encontre a janela antes de imprimir

15–30 min

Abrir simulador
Componente

O atuador e seu problema de travamento

Componente

Ver componente
Tutorial

O ciclo de preensão, com uma etapa de verificação

35 min

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Montagem

Construa uma garra e conte cinquenta ciclos

A medição

Abrir projeto

Dúvidas comuns

Perguntas frequentes

Por onde devo começar se nunca construí uma garra?

No início desta trilha, pelos quatro tipos — porque a escolha do tipo restringe todas as decisões seguintes, e o erro mais comum é partir para dois dedos impressos e depois lutar contra o objeto. Se suas peças são planas e acessíveis por cima, uma ventosa será superior em velocidade, custo e gentileza a qualquer coisa que você imprimir. Depois de definir o tipo, faça o fechamento por força antes de dimensionar a força de preensão: não adianta calcular uma força para uma preensão que a geometria não permite.

Quanto tempo leva esta trilha?

Cerca de três horas de leitura e um fim de semana de construção. Os quatro tutoriais duram de 25 a 35 minutos cada, o simulador vale 20 minutos com seus próprios números e o projeto leva um fim de semana, se você já tiver um braço. A hora de maior valor de toda a trilha é a do tutorial de flexibilidade mais o laboratório, porque é ali que você descobre se a garra que ia imprimir pode funcionar.

Preciso de um braço robótico para aprender isso?

Não. Tudo até o laboratório, inclusive, é trabalho de projeto que pode ser feito na mesa, e a própria garra pode ser fixada a um torno de bancada e testada em objetos reais com uma balança de bagagem. Essa é realmente a ordem certa — uma garra medida na bancada vale mais do que outra em que você só adivinhou e montou em um braço, porque no braço você não consegue mais dizer se a falha é da preensão ou do posicionamento.

Qual é o item mais útil desta trilha?

Saber que a janela utilizável entre soltar e esmagar um objeto, dividida pela rigidez dos dedos, é muitas vezes menor que um único passo do servo. Quando isso acontece, não existe comando que funcione nem quantidade de ajuste que encontre um; a solução é sempre reduzir a rigidez e nunca aumentar o torque. Uma mola de extensão 40p entre o braço e o dedo é a peça de maior valor na maioria das garras.