機械手臂修改篇(2) -- 夾具修正中篇

今天完成了夾具的驅動臂

放些照片給大家看看







固定在原來的手掌位置上

強度有提升唷~~~









來張驅動臂的特寫 !!









再從側面看一下吧 !!

上層固定一字轉片的柄

下層鑽孔固定一字轉片的圓軸

最後用埋頭螺絲上鎖

避開干涉的問題~~



製作上是利用原來已經改造過的驅動臂當主幹

再加上PCB邊板裁切而成的機構

將SERVO所附的一字轉片固定

然後鎖在SERVO上即可



因為趕著把機構做出來

加工過程忘了記錄

有想瞭解的人再回應讓我知道吧~~~

如此一來

就剩下最前端的手指要改造了



最後來個動作測試的影片

機械手臂修改篇(1) -- 夾具修正前篇

之前的機械手臂

在夾具的部分比較脆弱

很容易折損

所以利用紙模的概念做了一下修正









第一張提供的是CorelDRAW的圖面

是手掌部分的樣子

由原來的一個SERVO變成兩個

並將標準型的SERVO改成是9G的小SERVO









加工好的樣子大概是這樣









再看看其它角度









加工時有缺角的部分

可以用白膠填補

等白膠乾了以後

再上點色就看不出來了~~~





經過這樣的修正

機構就不容易折損了

其它的關節暫時延用原來的機構

只有SERVO的傳動桿需要重製

等修改好再放上來給大家參考



如此一來

加上原來的四軸

一共就是六軸的機械手臂了!!

我的DIY -- 機械手臂(結論)

要製作機器人

開始的動力很重要

如果只是一頭熱

很快熱情冷卻了

就只剩觀望的份了



為了不讓熱情冷卻

我選擇了一個有詳細機構的範例開始

從決定開始動手的那一刻

腦海裡就開始布局-- 

要買哪些材料? 

需要哪些工具?

要花多少時間?

想完成到什麼程度? 

底下就一一把這些規劃列出來給大家參考 





材料篇



這應該是大家最想知道的部分

我一共買了多少材料?



一塊2mm厚4開的壓克力板 (NT$120)

一包雙母六角柱20mm 10支裝(NT$25)

一包M3六角柱15mm 10支裝(NT$20)

一包M3六角柱10mm 10支裝(NT$20)

一包M3x6mm 塑膠螺絲  20支裝(NT$20)

一包M3x15mm 塑膠螺絲 20支裝(NT$20)

六個MG995 SERVO (NT$2100)

兩包金屬螺帽M3x2mm厚 20顆裝(NT$40)

兩包金屬螺絲M3x10mm長 20支裝(NT$40)

一包泡綿雙面膠 (NT$24)

一包捲式結束帶10M (NT$62)

一包束線 100入 (NT$15)



以上就是完整的材料清單





工具篇



之前的文章有報告過一小部分

在這裡重新再整理一次



鋼尺30CM長 (NT$30)

洞洞尺 16CM長 (NT$26)

銼刀組--圓, 半圓, 三角, 正方, 長方 各一把(NT$400)

手工小電鑽(NT$500)

壓克力刀(NT$125)

研磨組(NT$125)

線鋸含三鋸 (NT$95)

小鋼丸(NT$85)

小鑽頭1.5mm (NT$15)

鑽頭組 2.0 - 2.5- 3.0 - 3.2 - 3.5 - 4.0 - 4.5 - 4.8 - 5.0 - 6.0mm(NT$400)

砂紙兩張240目, 400目 (NT$20)

十字螺絲起子 (NT$35)

斜口鉗(NT$300)

平口鉗(NT$200)

投影片兩張(NT$6)

細字簽字筆(NT$15)

變形尺(NT$130)

圓規(NT$???)真的忘了....



PWM測試儀(NT$1000)



以上為總工具清單



如果有發現我漏掉沒寫

再提醒我一下





進度篇



其實我有給自己一個壓力

就是一個星期內完成

每天大約2~3小時的時間

利用下班後用完餐陪小孩子睡覺後

再挪出來的時間

所以動工的時間大概就在20小時左右

但思考所花費的時間更多

至少多一倍



圖的部分

是請太太用掃瞄器掃到電腦後

再排版印出來的

這部分大概要一個上午的時間



而找尋材料其實也挺耗時

大約10小時左右

簡單說

就是上網看看那些材料店離家近又開得晚

因為我要下班才有辦法去買

上班就是專心上班的事

這樣下班才不會有心理負擔~~~





加工組裝篇



有人問說

為什麼不把圖面發給人家加工

自己再回來組裝就好了?



為了想更清楚了解壓克力的加工特性

未來在畫圖時該如何設計機構外觀與鑽孔的位置比例

為了想更親近每一個工件

看著他們從無到有一個個由自己的手做出來的感覺

為了瞭解當加工工件發生誤差時

自己可以如何修補如何改正如何力挽狂瀾搶救雷恩大兵....



就這樣

我決定全部自己來

也因為這樣

我又多了不少的加工經驗

更懂得如何使用工具

更懂得如何即時修正需要更改的工件



雖然帶眼鏡

眼睛還是會被壓克力屑噴到

雖然皮很粗

還是會不小心被工件扎到流血

手指上滿是粗糙的刮痕

光腳踩著有的沒有碎屑



結果是甘甜的!!!

因為經過了那一連串的辛苦......



DIY才是王道!!!





以上

報告完畢~~~



ps. 

有興趣DIY完成這個加工組裝的人

可以和我交換一下心得唷~~~ 

祝您順利!!!

我的DIY -- 機械手臂(10)

昨天下班頭暈腦漲

休息了一晚

一早起來趕工

暫時先擱下新機構不談

決定還是先把原來的舊機構完成

哪怕變"獨指"夾具也無妨

至少先告一個段落





先來看看"失敗"的加工作品吧



其實就加工步驟來說

這個程序應該是OK的

看看圖中的加工方式

我是先在齒根的地方先鑽孔(圖中下面的工件)

然後再切除多餘的部分進行修邊(圖中上面的工件)

很可惜的是

長牙的部分就是沒長好....

唉唉~~~ Orz...





至於對稱加工法

這個是方法之一

先將切割下來的工件鑽一個孔(只要一個就好唷)

接下來將兩片工件對鎖

同時把另一個孔對齊後鎖死

再用鑽孔機鑽第二孔(兩片同時鑽)

接著再一片一片依序鑽孔(不是一直加上去唷, 是每加工一次就換一片)

直到所有的工件都鑽出相對位置一模一樣的時候才停



接下來再把第一個孔用長一點的螺絲鎖死

另一個孔應該會有一些工差

這時再用鑽孔機把對齊後有一點點誤差的孔重新鑽過

就算大功告成



邊緣呢?

既然都鎖在一起了

就一起放在砂紙上磨

怎麼磨都會長得一樣啦!!!

看圖就是最好的說明囉~~~



只要對稱工件是有兩個孔以上的

我都是這樣加工的!!







組裝好的手掌與手指

因為另一邊不具傳動作用了

所以直接鎖死在固定的位置上





看一下底面的構造

兩個傳動齒軸是不同平面的

所以齒軸只是裝飾用





再靠近一點看看吧!!!







最後來張大特寫

謝謝收看

(程式部分與機構修改部分即將隆重登場, 敬請期待)

我的DIY -- 機械手臂(9)

哎哎哎....

事情沒有那麼順利的啦!!!

終於讓我最擔心的事發生了.....



最後在加工齒輪傳動的部分

完全沒辦法把齒修在吻合的角度內

不是會干涉就是咬不到齒.....

這大概是手工DIY最困擾的地方!!



不過沒關係

山不轉路轉

改用兩個9G的SERVO當夾具的傳動軸

把手掌的工件稍微改一下

應該就可以擺上兩個SERVO

各動各的總沒問題了吧!!!



明天再繼續吧

感謝各位看倌這麼捧場一直來光顧~~~


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一整晚沒睡好

除了小朋友半夜不睡從三點玩到五點多之外

還有一直在思考夾具的問題

因為如果使用兩個9G SERVO

代表我的電壓要降壓

所以比較好的作法

是保留原機構概念

但改用連桿來完成

這個構想要感謝irobot大大所給的建議

因為我去看到了這個網站上夾具機構的設計

Robot Arm Testing with Gripper attached




這樣一來

要改的是手指連桿的作法

下班後再來驗證可行性吧~~~

我的DIY -- 機械手臂(8)

亮個相

手掌完成了....

缺零件要再出去買!!

重心有點不穩

(金屬齒的SERVO真的挺重)

考慮要把底座黏死在某塊重物上



現在的進度已經到每個軸都能順利動作

也測試過轉動的角度了



手指的部分是我最擔心的

順利的話

今天就算第一階段完成啦

不然又要再等等了.....







本來不太想放這張圖

不過還是放一下好了

這是將最後一個SERVO鎖上之後的圖

不過因為SERVO很重

手臂一定要通電才會舉著

不然會下垂

但這也是沒辦法的事



由於壓克力厚度的錯估(原來要3mm, 我的只有2mm)

所以組裝起來手掌有一點會搖



還在思考手指要不要直接用5mm厚的板子來做?!

或是兩塊貼在一起再加工?!



總之

看到下一張圖就應該是大功告成了

祈禱吧~~~

我的DIY -- 機械手臂(7)

上一篇提到加工的問題

這一篇來補充說明一下





看到照片中的兩份工件嗎?

下面這一份就是先前提到的加工方式

要先把所有的開孔先完成

上面那一份則是開孔完成後進行輪廓加工



其實不管是壓克力工件

或是鋁板鐵板....

如果孔位離邊緣很近的時候

在加工前都要先考慮好適當的加工方式

避免在加工過程發生悲劇



不要小看壓克力斷裂的問題

因為壓克力很脆

斷裂時很可能噴出來

好在我是眼鏡一族

所以這樣的情況有眼鏡可以保護

一般人加工盡可能帶上護目鏡

除非您不用任何的電動工具.....











再來看看這兩張

所有工件當中

到目前為止

就屬這個工件最耗時

而耗時的並不是加工

而是等待.....



因為要加工這個工件

必須先確認可以吻合您的SERVO

再來要用瞬間膠(快乾)黏合

而黏合並不能一次就完成

第一次黏合乾了之後

最好再補上第二次甚至第三次

確保當手臂動作時

這個工件不會從黏合處斷裂




等一切黏合完成後

還必須修飾一下邊緣

順便用手扳看看是否牢固

(但請不要太用力, 我有折斷過兩次!! Orz.....)

我的DIY -- 機械手臂(6)

繼續昨天的工作

今天真是多災多難

先看一下完成的樣子吧





在臂柄上是有裂縫跟斷痕的

因為在加工的順序上出的點問題

正確的作法

應該先挖好內部的洞

把該摟空的部位先挖空

最後才修輪廓



可是昨天為了要先放上機構照

就先把輪廓加工好了

今天在挖內部就困難重重



好在就算斷了

也還是可以固定

這才完成了現在這個前手臂



現在只差用雙面膠跟底座加工好

就可以把前手臂跟後手臂接上





接起來後大概會像這樣

(先放一下示意圖給大家想像一下)








剛剛完成的(11/16)

就是這樣囉~~~

我的DIY -- 機械手臂(5)

今天的進度比較少

因為在考慮組裝時的一些問題

暫時先把加工一半的零件放上來讓大家過過癮

同時也讓大家瞧瞧真的全部是純手工製作





從頭到尾都是同兩張投影片在繪圖

這才發現

書在印刷機構圖時是有誤差的

1:1 對目前即將面臨的機構來說

可能會有動作上的問題!!!

所以在繪圖時要進行小幅度的調整

加工也必須更小心

不然很可能同一個零件要重做好幾遍......



因此

對稱的機構

我會用同一張圖描繪

僅修改些微差異的部分

這樣可以避開原圖誤差的問題





昨天因為沒有塑膠柱

所以今天才把支撐樑給補上

我是用兩個規格的柱體組合的

因為買不到那麼長的柱體



中間的部分是20mm M3 雙母

左右兩邊是15mm M3 標準柱

最外面是兩根塑膠螺絲 M3 -- 8mm



總共要兩組

價格約NT$18





前一張看起來不夠立體

來張立體一點的照片吧

今天比較偷懶

請各位多多見諒.....




最後最後

介紹一個神兵利器




這是大一時候買的

為了上耗時又耗資源的圖學課特地選的

以往有一把工具一直都沒動過

今次亮相登場就有很好的表現

猜猜看是哪一把???







登登登登

就是這一把

用來畫壓克力超好用

先把紋路刻出來

再用簽字筆從上面描過

搞定!!!

我的DIY -- 機械手臂(4)

快點更新

不然就變隔天了!!!



今天新加的兩個臂柄

有用PWM測試儀測試

同步的情況挺好

應該可以把梁鎖上了





使用的主要工具還多了這一樣 -- 砂紙

直線切割完成後

有一堆小缺角

整片放在砂紙上用力磨

直線就變得很平滑了!!





剛剛那張是範本

這張才是我用的

目號越小

代表砂紙越粗唷





這張是使用的情況

我的DIY -- 機械手臂(3)

晚上的時間其實不太夠用

回到家吃過飯再收拾整理一下

大概就八九點了

所以能夠完成一個元件

就已經要偷笑了

今天完成的

是照片上所show的東西







先看圖的左邊與右邊

左邊是加工前

右邊是加工後

中間是加工用的小鋼丸

拜它所賜

我今天花了短短的時間就做好我想要做的機構





就是它囉!!

旋轉平台

加上剛剛改造的舵機轉盤(轉舵??)

鎖上螺絲就完成啦!!





來個鎖螺絲部分的特寫





再看一張

有沒有發現

螺絲的長度不可以超過轉盤的根部

超過的話

在轉動時會產生干涉

SERVO就轉不起來了

(或是平台直接崩給你看!!!)





最後組起來就像這樣




下面是測試平台動作的影片






最後補上

書上說要用L型片鎖上兩個SERVO

改裝好之後就變這樣

我的DIY -- 機械手臂(2)

談談我所用到的工具吧



最上面的是鋼尺(NT$30)

下來一點左邊的是銼刀(NT$400)

再接著是手工小電鑽(NT$500)

右邊一點是壓克力刀(NT$125)

再右邊一點是研磨組(NT$125)

研磨組裡面有一把小鋼丸(NT$85)

用來切割超好用!!

最後是鑽頭組(NT$400)



為啥要標上價格?

因為對一個入門的人來說

這樣才清楚DIY最基本的費用要多少

不過價格只是參考

像銼刀好了

一樣是五件組

你可能找到NT$150就有了

但也有可能找到NT$900才一組

差別在哪?

當然是材料囉.....

剛開始不要買太爛的

也不要買太好的

用了以後再慢慢修正自己的需要



如果工具買得太爛

在DIY的過程頻頻故障出槌

就很容易被潑冷水

說個我的實例給大家參考





有沒有看到這把電鑽的頭

長得跟一般的不太一樣?

是了

它換上了一跟大螺絲

旁邊有被削過的痕跡

為什麼呢?





本來鎖在上面的這一個內六角螺絲

因為受力點不足而無法固定電鑽夾頭

每次只要鑽沒兩三下

電鑽頭就會自己掉下來

真是氣爆了!!!

為了換這個頭

找遍了公司附近與住家附近大大小小的電料行五金行

就是沒人在賣這個東西



後來對了一下螺絲的規格

真巧

剛好是M3的

找了一根在鎖光碟機的螺絲上看看

哇!!!真是水乳交融!!!超完美的啦!!!



問題是

螺絲突出來太長了

怎麼辦?



於是我又自己拿了木工建築用的四分鑽(本來就有了)

加上了研磨組的砂輪

硬是把外殼磨出了一個大圓

現在又生龍活虎啦!!!



所以說

工具很重要

千萬不要省(去買好一點的小電鑽吧!)



你可能會問我

像小電鑽這麼耐用的東西

怎麼可能會壞到這種程度??

除非我用暴力法在使用它......





為了解釋這個緣故

請看看這張照片吧

它是一把鑽頭

前面還有一長串白白的東西

知道這是什麼嗎?



答案是硬掉的壓克力



因為我把鑽頭當成銑刀

用來切割已經畫好的壓克力板

當鑽頭運轉時沿工件的描線邊移動

就會因熱產生軟軟的壓克力碎屑

理論上

對一台銑床來說

如果有加上冷卻液或切削液

這樣的情況應該是可以改善的

甚至不會發生

因為工件的負載並不大

不會產生這麼多的熱

只是手工具轉速又高又不容易散熱

才會有這樣的問題



加工的過程除了一邊切割

還要一邊觀察成長的壓克力屑是不是已經太大塊了

趁他未冷卻還軟軟的時候

要趕快用鉗子把他夾開

不然會沾在工件上變成另一個困擾

也可能硬掉附著在鑽頭上無法清除







經過兩天的try and error

我才找出最適合加工的方法

就是小鋼丸加上銼刀

修邊時再用研磨工具

鑽孔時要由小到大慢慢增加孔徑

不然工件鐵定會裂得一蹋糊塗

分享一下加工好的底座給大家看看

雖然很醜

但總算是生出來了....



接下來要加工尺軸傳動的部分

才是最讓我頭痛的....

有CNC該多好呀!!!

Orz.....

我的DIY -- 機械手臂(1)

明眼人應該立刻就可以看出我正在做什麼



這個機構圖是取自全華科技所出的書

機器人單晶片微電腦控制



有興趣的人可以去買來看

價格還OK

至少跟目前所有介紹機器人的書比起來

這本算是很平價的



當然有了機構圖是很好

但是要轉繪到壓克力板上就有點困擾了

如果有CNC的朋友們

當然可以直接把圖畫一畫

設定一下程式就讓CNC自己加工了



可是我什麼都沒有

看到書上寫要壓克力切割工具

還很老實地全部備齊

(像壓克力刀, 線鋸, 小電鑽, 挫刀, .....)

不過最近很缺錢

所以砂輪機就省了

直接用挫刀蠻幹!!!



剛開始要切壓克力

用壓克力刀切好線條後

一折!!!!

還算順利

除了邊緣因為修得不夠深

所以斷面有點歪掉



接下來就是要把圖轉繪到壓克力板上

轉繪之前

我先用電腦把機構圖處理過

印在投影片上

接著在工件上的重要轉折點用圖釘鑽個小洞





為啥要做這個步驟呢?

因為繪圖需要參考點

壓克力本身有厚度

直接壓在書本上照描會產生蠻大的誤差

(影像會跟著視角偏移)

厲害一點的人

可以直接在上面繪圖

只要量好尺寸又有繪圖工具

應該一下下就好了



我屬於比較笨的

很容易不小心把圖搞砸了

為了確保轉繪順利

所以先在投影片上把圖印出來

鑽洞後貼在壓克力上

再拿簽字筆在剛剛鑽的每一個洞點一下

這樣我的參考點就完成啦

繪圖時就不用擔心水平沒搞對

相對位置跑掉....

因為我只要把這些點連連看

就完成了!!!





那畫圓怎麼辦?

畫圓當然不能用描的

一定還是要用繪圖工具

不過個人覺得圓規很難用

因為一不小心就把圓半徑變小或變大(就說我的手很笨)

所以我會用這種尺替代




這種尺每一公分都有一個洞

只要圓心固定好

就不用擔心圓邊會畫得忽大忽小

缺點就是只能畫整數圓