Update (11/22/2013): veel goedkopere optie toegevoegd aan de lijst met materialen ter vervanging van de squeeze-bollen. Dank aan het personeel van het onderwijs van het Franklin Institute in Philadelphia, PA voor top welk uiterlijk!
Update (4/23/2013): kleinere, goedkopere 'mini' grijper STL-bestand heeft toegevoegd. Deze gripper zal goedkoper zijn om van een 3D-afdrukservice en zal niet nodig zo veel lucht te blazen (gemakkelijker te blazen met een enkele pomp van een squeeze-lamp).
Credits: De zachte robottechnologie in dit project werd oorspronkelijk ontwikkeld in de Whitesides groep aan de Harvard University. Voor meer details over de ontwikkeling van de technologie en het gebruik ervan, zie de artikelen Zachte Robotics voor chemici en Multi Gait zachte Roboten controleren van hun publicaties pagina voor nieuwe werk. Deze instructies, die van de groep van de Whitesides oorspronkelijke proces goedkoper en meer kindvriendelijke gewijzigd, werden ontwikkeld door een postdoctoraal onderzoeker (Dr. Ben Finio) in het Creative Lab van de Machines aan de Cornell University (PI: Prof. Hod Lipson), met de hulp van Prof. Robert Herder. Het werk op Cornell werd gesponsord door de National Science Foundation (DRL-1030865) en de Motorola Foundation. Speciale dank aan de Ithaca Generator en Ithaca Sciencenter voor het verstrekken van publiek om te helpen ons dit project testen.
"Zachte robots" zijn nu al de woede in de onderzoekgemeenschap robotica. Vergeet wat u meestal denken over robots en machines - tandwielen, katrollen, printplaten, aluminium en staal. Deze robots zijn gemaakt van zachte, rekbare rubbers en kunststof, en gedreven door dingen, variërend van perslucht chemische reacties en materiaal die verandert van vorm als gevolg van elektrische stroom en spanning. Bestaande robots omvatten een robot worm die kan overleven geraakt met een hamer, een rolling voetbal vormige roboteen grijper gevuld met koffiebonenen zelfs een kunstmatige inktvis tentakel.
Dit project zal beschrijven hoe maak je eenvoudig, eentraps zachte robots die zijn gemaakt van silicone rubber en mal gevormd met behulp van een 3D afgedrukt. Het project is gebaseerd op een zachte robot grijper en een zachte robot lopen oorspronkelijk ontwikkeld door de groep Whitesides aan Harvard University:
Het project toegang nodig heeft tot een 3D-printer, of u kunt een 3D gedrukte mal van een on line afdrukservice als Shapeways, Sculpteo of iMaterialise bestellen.
Belangrijke opmerking over 3D-PRINTER materialen: Ik kan alleen garanderen dat dit project zou moeten met een ABS-schimmel werken. Ik denk dat PLA zou moeten werken maar niet in staat om te testen dat nog geweest. Ik heb ook getest zowel laser-gesinterd nylon en UV fotopolymeer mallen ("sterk en flexibel gepolijst" en "detail kunststof" respectievelijk op Shapeways), met gemengde resultaten. Zelfs met een "gepolijst" afwerking heeft de laser gesinterd nylon een enigszins poreus oppervlak, waardoor het zeer moeilijk of onmogelijk om de silicone rubber uit de schimmel verwijderen zonder te breken. De UV fotopolymeren delen bevinden kunt voorkomen dat de silicone rubber van volledig genezen, waardoor het met een smakeloos of zelfs slijmerige oppervlak. Wezen punt - bestellen van deze materialen op uw eigen risico! Een vertegenwoordiger van Smooth-On (fabrikant van de Ecoflex siliconen rubber) voorgesteld niet onverenigbaar mal materialen met een duidelijke acryl lak spuiten, maar ik heb niet kunnen proberen dat nog. Hij wordt speciaal aanbevolen Krylon Crystal Clear.
Benodigde materialen
- EcoFLEX 00-30 (een "startpakket" is genoeg om 5-10 robots afhankelijk van grootte).
- (Optioneel): Ecoflex 00-50, die stijver dan Ecoflex 00-30 is. Met behulp van beide materialen (00-30 voor de bovenste laag) en 00-50 voor de onderste laag kunnen helpen de robot buigen gemakkelijker wanneer opgeblazen, maar dit is niet verplicht en de kosten van uw project zal opdrijven. Dit wordt alleen aanbevolen als u van plan op het maken van een groot aantal robots (bv. voor een naschoolse programma of een zomerkamp) en nodig voor de aankoop van twee of meer Ecoflex kits anyway.
- (Optioneel): voedselkleuring. De standaardkleur van genezen Ecoflex is naturel, maar u kunt voedsel kleuren voor het aanpassen van uw robots.
- 1/16"-ID, 1/8" OD polyethyleen buis * (gedeeltelijk nummer 5181K 15 op McMaster-Carr), ongeveer één voet per robot
- 1/8"-ID, 1/4" OD silicone rubber buizen * (gedeeltelijk nummer 5236K 832 op McMaster-Carr), ongeveer 1 inch per robot
- Squeeze lamp: het is raadzaam het "Polaroid Super Blower met Hi Performance Silicon Squeeze kool", beschikbaar bij Amazon.com en ritzcamera.com.
- UPDATE: Deze spuiten werken net zo goed en zijn veel goedkoper dan de squeeze-bollen. Als er iets, ze werken beter - ze lucht zo veel, waardoor de grijper zijn om vorm te houden beter niet lekken. Veel zuiniger als je dit voor een grote groep studenten doet.
- 3D gedrukte schimmel. De STL-bestand voor een eenvoudige vier-leg-gripper is beschikbaar als een bijlage bij deze pagina, en is tevens beschikbaar op Shapeways en Thingiverse. Als u toegang hebt tot een CAD programma (er zijn enkele vrije degenen zoals Google Sketchup en 123D door Autodesk), kunt u ook uw eigen mallen ontwerpen. UPDATE 4/23/2013: Ik heb ook een 'mini' grijper STL-bestand - kleiner, goedkoper om af te drukken en gemakkelijker te blazen met een enkele squeeze van een squeeze lamp toegevoegd. Dit bestand is ook beschikbaar op deze pagina, Shapeways en Thingiverse. Zorg ervoor dat je de waarschuwing hierboven over materialen!
- Kunststof cafetaria lade of metalen bakken lade (metalen lade alleen nodig als u van plan bent te gebruiken van een oven, zie hieronder)
- Wegwerp rubber handschoenen
- Schaar
- Plastic bekers
- Koffie agitatoren of popsicle stokken
- Papieren handdoeken voor schoonmaak
- (Optioneel) broodroosteroven. Gebruik geen oven die u ook voor de menselijke voeding gebruikt.
* Opmerking: alle materialen voor dit project zijn herbruikbaar met uitzondering van de siliconen rubber. De slang is zeer goedkoop (minder dan een dollar per voet) dus het is niet erg zuinig om te verschepen in kleine hoeveelheden - het kan geen kwaad voor de aankoop van een paar voeten van polyethyleen zowel silicone buis, zodat meerdere robots.
