Delta robotti
Kirjoittaja Heppu 
Kirjoittaja
Viesti
:: Lainaa ::
Aihe: Delta robotti - 19/04/2019 22:03




Koulujen myötä Legot ovat jääneet vähän taka-alalle, mutta vihdoin on jotain, jota kehtaa esitellä. Tekeillä on ensimmäinen iso Mindstorms-projektini. Delta-robotissa on kolme samanlaista nivellettyä kättä yhdistettynä työkalutasoon, joka pysyy kaikissa asennoissa (periaatteessa) vaakatasossa. Normaaliin robottiin verrattuna tämä on nopeampi liikkumaan, mutta ei pysty kantamaan yhtä painavaa kuormaa, joka luo haasteen työkalun liittämiselle.

Tämänhetkinen tilanne

Fyysinen rakennelma
Kehikko ja suurin osa robotista on rakennettu. Kehikko on n. 40cm korkea ja halkaisijaltaaan mahtuu 62cm ympyrän sisälle. Jokaisella kädellä on oma Mindstorms medium servo liikkumiseen ja kosketusanturi, jolla käsi voidaan resetoida.

Toiminnallisuus
Älynä robotissa on Raspberry Pi 3 b+, joka yhdistetään Legoihin Brickpi3:lla. Raspi on virallista EV3 tietokonetta halvempi ja helpompi laajentaa muilla sensoreilla, kuten kameralla. Ohjelma on rakennettu Pythonilla ja sillä on jo tässä vaiheessa muutama toiminto:
  • Sekä inverse-, että forward-kinematiikan laskeminen
  • Robotin ajaminen manuaalisesti XYZ-pisteisiin. Jokainen käsi liikkuu kohteeseen yhtäaikaisesti ja niiden nopeudet on tasoitettu siten, että jokaiseen liikkeeseen kuluu sama aika. Yksinkertainen P-säädin hidastaa käsien nopeutta kohdetta lähestyessä.
  • Kosketussensorien avulla moottorien encoderit voidaan resetoida tiedettyyn arvoon.

Seuraavat tehtävät

Fyysinen rakennelma
Robotti tarvitsee työkalutasolle työkalun. Ideaalisti robottiin voisi liittää monia erilaisia työkaluja. Haluaisin rakentaa paineilmatoimisen imukuppitarttujan, mutta Lego ei valmista (tietääkseni) mitään sopivaa, joten muita vaihtoehtoja täytyy miettiä. Toisena työkaluna robottiin voisi kiinnittää kynän. Mieluusti kynä olisi työkalutason keskellä, mutta en ole vielä keksinyt legoilla kompaktia rakennelmaa, jossa kolmeen haaraan avautuvassa tasossa olisi keskellä kynänmenevä reikä.

Toiminnallisuus
Ensimmäisenä asiana kinematiikkaa täytyy päivittää siten, että robotti tietää alueen, jolle se pystyy fyysisesti ylettymään, ettei virheellisiä komentoja voida antaa. Liikkeiden puolesta robotin nykyisten "nivelliikkeiden" lisäksi olisi hyvä, jos se osaisi kulkea pisteiden välillä lineaarisesti esim. luomalla muutamia välipisteitä, joiden kautta se kulkee. Tämän lisäksi robotilla pitäisi pystyä työkalun liikuttamiseen relatiivisesti nykyiseen sijaintiin. Eli siis määrittää nykyinen sijainti forward-kinematiikalla ja liikkua kyseisestä pisteestä annettujen poikkeama-arvojen mukaan.

Tulevaisuuden toiveet toiminnalle
  • Tarpeeksi varma rakennelma, jotta se voisi ajella itsekseen pitkiä aikoja näyttelyissä yms.
  • Kameran liittäminen ja tällä konenäkö pienien esineiden, Esim. GBC pallojen? lajitteluun
  • Ristinollan tain muun vastaavan pelaaminen robottia vastaan
  • Kuvan perusteella piirtäminen paperille/ konenäöllä sudokun ratkaisu
  • Robotin ohjaaminen reaaliajassa kauko-ohjaimella



Muokattu 1 kertaa. Muokattu viimeksi 19/04/2019 23:17.
avatar

JK

Admin, Hallituksen varajäsen

RY:n jäsen

:: Lainaa ::
Aihe: Re: Delta robotti - 20/04/2019 06:47
*sanaton*
siis wau!



Admin, Palikkatakomon perustajajäsen, AFOL-rakentaja.
HOViNET.com ¤ Stopping the Motion since 2002 ¤ YouTube


R2-D2

RY:n jäsen

:: Lainaa ::
Aihe: Re: Delta robotti - 20/04/2019 12:23
Mahtavaa,
nyt ollaan asian äärellä!

Kyseistä hämähäkki-konstruktiota hyödyntävän robotin taisi julkaista ensimmäisenä ABB joskus 80-luvulla (Flex Picker). Toiminta-alue oli noin halkaisijaltaan metrin luokkaa ja koodit oli kuulemma Sveitsiläisten opiskelijoiden kirjoittamia jne.

Rakenteelle on tosiaan ominaista keveyden mahdollistamat suuret liikenopeudet. Tarkkuus ei yllä porttaalien tasolle mutta riittää konenäön kanssa tehtävään kiivastahtiseen pakkaamiseen ja lajitteluun oikein hyvin.
Youtubesta löytyy havainnollisia pätkiä ABB Flex Picker hakusanalla.

Ja esitettyyn pulmaan,
-kynä painaa useita grammoja. Olisiko mahdollista sovittaa pelkkä kuivamustekynän mustesäiliö työkalutason keskellä olevaan akselinreikään?

terv. R2-D2
********************
Palikat pitää laittaa liikkumaan, ne tykkää siitä !
:: Lainaa ::
Aihe: Re: Delta robotti - 21/04/2019 12:41
Jäi viime kerralla lisäämättä video toiminnasta, joten: [Flickr]

Videossa tosiaan robotti ensi resetoi kädet, jonka jälkeen liikkuu 2 neliömäistä rataa. Molemmat neliö ajettu 900dps nopeudella, moottorien maks on kai 1500dps. Toisessa neliössä on käytössä P-säädin, joka hidastaa liikkeitä lähestyttäessä kohdetta.

Itse olin ajatellut kynänä käyttää tussia, niin voisi piirustuksia kokeilla pyyhittävälle muovialustalle. Täytyy kyllä kokeilla pelkkää mustesäiliötä kynänä jo kokoeron puolesta.



Muokattu 1 kertaa. Muokattu viimeksi 21/04/2019 15:05.
:: Lainaa ::
Aihe: Re: Delta robotti - 09/05/2019 12:11
Laitteeseen on nyt lisätty tarttuja, jotta toiminnallisuutta voidaan testata! [Flickr Video]

Tarttuja on imukuppi, joka toimii Lego pneumatiikalla aikaansaadulla tyhjiöpumpulla. Itse imukuppi ei ole Lego-osa, sillä Lego ei mitään sopivaa valmista. Paineilmaletkun päätyyn letkun ympärille on kieputettu teippiä, joka sovitetaan imukupin sisään pitäen sen kohtuullisen tukevasti kiinni. Nostettavan esineen täytyy olla tasapintainen, että tyhjiö saadaan luotua. Imukupin palkeiden myötä pientä kaarevuutta esineissä saa olla, mutta ei suuria korkeuseroja tai reikiä. Videossa nostettu esine oli "Technic Panel Plate 5 x 11 x 1"

Sulava suoraviivainen liike ei vielä onnistu, joten kyniä en ole viitsinyt edes testailla. Lisäksi ratasvälitys wormgear * 24-hampainen aiheuttaa sen verran väljyyttä systeemiin, että tarkasti pienten liikkeiden tekeminen on mahdotonta. Pitää kokeilla kasvattaa rattaiden kokoa 40-hampaisiksi jos se auttaisi.





Muokattu 1 kertaa. Muokattu viimeksi 27/08/2019 21:21.
avatar

TheQ

Foorumin admin, tiedottaja

RY:n jäsen

:: Lainaa ::
Aihe: Re: Delta robotti - 27/08/2019 17:49
Linkittämäsi Flickr-video ei oikein toiminut mutta videot löytyvät myös suoraan tuolta Flickr-kansiosta.

Erittäin komia projektia, kiva nähdä kunnon TECHNIC vääntöä yhdistettynä koodaamiseen.

Mites muuten tuon wormgearin kanssa, siitähän kun on nykyisen useampi versio. Onko ne yhden ja kolmen pituiset wormgearit parempia? Ainakin se yhden pituinen tuntuu olevan hieman parempi kun rattaat menevät jotenkin paremmin synkassa wormgearin matoruuvin kanssa. Itse olen noita vähän kokeillut mechan jaloissa ja käsissä.

-Q
--------------------------------
Palikka palikalta parempaan päin.
:: Lainaa ::
Aihe: Re: Delta robotti - 28/08/2019 23:06
Kiitoksia!

Tämä projekti on ollut hieman sivulla kesän ajan ja ottanut uudestaan esille viimeaikoina.

Rattaiden kanssa tulin vaihtaneeksi 24 hampaiset 40 hampaisiksi parempien hienoliikkeiden aikaansaamiseksi. Väljyyden hoidin lisäämällä pienet metalliset prikat wormgear-akseleille. Yhden pituinen wormgear olisi varmaan ollut hyvä avusteeton vaihtoehto prikoille. Kolmen pituisesta wormgearista en ole kuullutkaan. Sen sijaan 2:n pituisista on näemmä jokin uusi versio, joita en tosin omista.

Koodin puolella mm. suoraviivainen liike onnistuu ja manuaaliajossa tiedetään robotin mahdollinen työskentelyalue. Tarkoituksena olisi nyt kehitellä jokin näyttävä looppi, jota robotilla voisi sitten messukeskuksessa ajaa pidempiäkin sessioita. :)
avatar

TheQ

Foorumin admin, tiedottaja

RY:n jäsen

:: Lainaa ::
Aihe: Re: Delta robotti - 29/08/2019 17:38
Tässä Bricklink-kuvat ja linkit erilaisiin wormgeareihin:

27938

4716

32905

15457

Tuota osa 15457 kannattaisi kokeilla? Lisäksi matoruuvit tuntuu toimivan paremmin isompien rattaiden kanssa, jää vähemmän liikkumavaraa hampaiden väliin.

-Q
--------------------------------
Palikka palikalta parempaan päin.
:: Lainaa ::
Aihe: Re: Delta robotti - 17/05/2022 21:46
Varovasti nostan tätä vanhaa projektia takisin esille. Tämä oli tosiaan viimeksi esillä Piipoo 2019 Helsinkissä, jonka jälkeen projektille ei ole tapahtunut mitään.



Näyttelyssä monet yleisön kommentit olivat aika yhteneviä:
"Vau, hieno!.. ...mutta mikä se on ja mitä se tekee?

Selvästikin tekninen osaaminen on kondiksessa, mutta veistosmaisuudessa ja tarinankerronnassa on parannettavaa.
Monet ongelmissta tunnistan itsekin ja haluan koittaa tehdä parannetun kakkosversion tästä. Koodi on olemassa, joten suuri osa taustatyöstä on jo tehty.






Veistoksellisuuteen lähdin ajatuksella tehdä runkosta kestävämmän näköinen ja integroida moottorit ja sensorit paremmin runkoon. Näin ruman johtoviidakon pitäisi saada piilotettua kulkemaan rungon sisällä. Lisäksi robotti on nyt modulaarinen, jonka tulisi helpottaa kantamisessa ja muutenkin rakentaessa.

Teknisellä puolella parantelin linkkien geometriaa hieman. Nyt molemmat nivelet ovat ns. 'palloniveliä' samalla akselilla, joten kinematiikan tarkkuus paranee.

tarinankerronta on vielä se heikoin osuus. robotin alle olisi tarkoitus seuraavaksi suunnitella jokin kiinnostavampi/hyödyllisempi toiminnallisuus mihin robottia käytetään. Edellinen versio siirteli ainoastaan kiekkoja paikasta toiseen ja takaisin. Tämän hyöty ei oikein avautunut yleisölle. Jotain ideoita on, mutta katsotaan miten toteutuvat.
avatar

JK

Admin, Hallituksen varajäsen

RY:n jäsen

:: Lainaa ::
Aihe: Re: Delta robotti - 17/05/2022 21:57
Muistanpa hyvin tämän robotin ja hienoon suuntaan olet sitä lähtenyt parantamaan, paljon näyttävämpi kun ei ole pelkkä luurankomalli. Tekniikkaa toki ei saa kaikkea piilottaa, mutta en usko että sitä olisit tekemässäkään.
Seuraan jatkoa.



Admin, Palikkatakomon perustajajäsen, AFOL-rakentaja.
HOViNET.com ¤ Stopping the Motion since 2002 ¤ YouTube


:: Lainaa ::
Aihe: Re: Delta robotti - 25/05/2022 17:31
Päivitystä: rakennettu tukijalat robotille, taasen modulaarisesti irrotettavat. Kaksi jaloista ovat identtisiä ja yksi on hieman leveämpi. Leveämmän sisään on mahdutettu moottori pneumatiikkapumpulle.

Tässä vaiheessa kaikki näyttää vielä melko siistiltä, katsotaan mikä tilanne on sitten seuraavassa päivityksessä, kun on saatu sähkö-ja pneumatiikkajohdot vedettyä.




Vain rekisteröityneet käyttäjät voivat kirjoittaa tähän foorumiin.

Klikkaa tähän kirjautuaksesi sisään