மென்மையான ரோபோவான பால் எவ்வாறு வடிவமைக்கப்பட்டு கட்டமைக்கப்படுகிறது

மூலம் EScholar: Electronic Academic Papers for Scholars4 நிமிடம் read2025/02/14

மிக நீளமானது; வாசிப்பதற்கு

PAUL என்பது மூன்று சுயாதீனமாக இயக்கப்படும் சிலிகான் பிரிவுகளைக் கொண்ட ஒரு மட்டு வாயு மென்மையான ரோபோ ஆகும். இந்த வடிவமைப்பு இலகுரக நெகிழ்வுத்தன்மை, உட்பொதிக்கப்பட்ட வாயு குழாய்கள் மற்றும் எளிதான அசெம்பிளிக்கு முன்னுரிமை அளிக்கிறது. TinSil 8015 அதன் நச்சுத்தன்மை மற்றும் சுருக்க சிக்கல்கள் இருந்தபோதிலும், நீடித்து நிலைக்கும் தன்மைக்காக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது. 3D-அச்சிடப்பட்ட PLA இணைப்பிகள் மட்டுத்தன்மையை மேம்படுத்துகின்றன, விரைவான பிரிவு மாற்றீட்டை செயல்படுத்துகின்றன.

featured image - மென்மையான ரோபோவான பால் எவ்வாறு வடிவமைக்கப்பட்டு கட்டமைக்கப்படுகிறது

ஆசிரியர்கள்:

(1) ஜார்ஜ் பிரான்சிஸ்கோ கார்சியா-சமார்டின், ஆட்டோமேஷன் மற்றும் ரோபாட்டிக்ஸ் மையம் (UPM-CSIC), மாட்ரிட் பாலிடெக்னிக் பல்கலைக்கழகம் — அறிவியல் ஆராய்ச்சிக்கான உயர் கவுன்சில், ஜோஸ் குட்டியர்ரெஸ் அபாஸ்கல் 2, 28006 மாட்ரிட், ஸ்பெயின் (jorge.gsamartin@upm.es);

(2) அட்ரியன் ரீக்கர், ஆட்டோமேஷன் மற்றும் ரோபாட்டிக்ஸ் மையம் (UPM-CSIC), மாட்ரிட் பாலிடெக்னிக் பல்கலைக்கழகம் - அறிவியல் ஆராய்ச்சிக்கான உயர் கவுன்சில், ஜோஸ் குட்டியர்ரெஸ் அபாஸ்கல் 2, 28006 மாட்ரிட், ஸ்பெயின்;

(3) அன்டோனியோ பாரியென்டோஸ், ஆட்டோமேஷன் மற்றும் ரோபாட்டிக்ஸ் மையம் (UPM-CSIC), மாட்ரிட் பாலிடெக்னிக் பல்கலைக்கழகம் - அறிவியல் ஆராய்ச்சிக்கான உயர் கவுன்சில், ஜோஸ் குட்டியர்ரெஸ் அபாஸ்கல் 2, 28006 மாட்ரிட், ஸ்பெயின்.

இணைப்புகளின் அட்டவணை

சுருக்கம் மற்றும் 1 அறிமுகம்

2 தொடர்புடைய படைப்புகள்

2.1 நியூமேடிக் ஆக்சுவேஷன்

2.2 நியூமேடிக் ஆயுதங்கள்

2.3 மென்மையான ரோபோக்களின் கட்டுப்பாடு

3 பால்: வடிவமைப்பு மற்றும் உற்பத்தி

4 தரவு கையகப்படுத்தல் மற்றும் திறந்த-சுழற்சி கட்டுப்பாடு

4.1 வன்பொருள் அமைப்பு

4.2 விஷன் கேப்சர் சிஸ்டம்

4.3 தரவுத்தொகுப்பு உருவாக்கம்: அட்டவணை அடிப்படையிலான மாதிரிகள்

4.4 திறந்த-சுழல் கட்டுப்பாடு

5 முடிவுகள்

5.1 இறுதி PAUL பதிப்பு

5.2 பணியிட பகுப்பாய்வு

5.3 அட்டவணை அடிப்படையிலான மாதிரிகளின் செயல்திறன்

5.4 வளைக்கும் பரிசோதனைகள்

5.5 எடை சுமக்கும் பரிசோதனைகள்

6 முடிவுகள்

நிதி தகவல்

A. நடத்தப்பட்ட பரிசோதனைகள் மற்றும் குறிப்புகள்

3.3 உற்பத்தி

உற்பத்தி செயல்முறையின் முதல் படி, மெழுகு மையங்களைப் பெறுவதாகும், அவை அச்சுக்குள் செருகப்படும்போது, முடிக்கப்பட்ட பிரிவில், சிறுநீர்ப்பைகளாக இருக்கும் துளைகளை உருவாக்கப் பயன்படுகின்றன. இவை முன்னர் தயாரிக்கப்பட்ட பெண் அச்சுகளில் பாரஃபின் மெழுகை ஊற்றுவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகின்றன (படம் 5a).

அரை மணி நேரத்திற்குப் பிறகு, மெழுகு கெட்டியாகிவிட்டது, மேலும் மையங்களை அகற்றி அச்சுக்குள் செருகலாம் (படம் 5b). இந்த அச்சு நான்கு 3D அச்சிடப்பட்ட பாகங்களைக் கொண்டுள்ளது (இரண்டு பக்கங்கள், ஒரு கீழ் மூடி மற்றும் மையங்கள் தங்கியிருக்கும் மேல் பிடி) அவை ஒன்றாக திருகப்பட்டு, பின்னர் அடுத்தடுத்த குணப்படுத்துதலின் போது கசிவைத் தடுக்க சூடான சிலிகான் மணியால் சீல் வைக்கப்படுகின்றன (படம் 5c).

அட்டவணை 2. சோதிக்கப்பட்ட பல்வேறு சிலிகான்களின் அளவுருக்கள்.

படம் 5. PAUL உற்பத்தி செயல்முறையை முடிக்கவும். (அ) சிறுநீர்ப்பை உற்பத்தி. (ஆ) அச்சு அசெம்பிளி. (c) மூன்று சிறுநீர்ப்பைகள் இடத்தில் பொருத்தப்பட்ட அச்சு, சிலிகானை ஊற்றுவதற்கு தயாராக உள்ளது. (ஈ) சிலிகான் குணப்படுத்துதல். (இ) அதிகப்படியான பகுதிகளை அகற்றுதல். (f) அடுப்பில் மெழுகு உருகுதல். (g) கொதிக்கும் நீரில் பகுதியைக் குளிப்பாட்டுதல். (h) அச்சின் அடிப்பகுதியை மூடுதல். (i) குழாய்களின் இடம். மூல: ஆசிரியர்கள்.

பின்னர் சிலிகானை அச்சுக்குள் ஊற்றலாம், மேற்கூறிய சுருக்கத்தை எதிர்க்க அதை மேலே நிரப்ப வேண்டும். குறிப்பாக, TinSil8015 க்கு வினையூக்கிக்கு 10:1 திரவ நிறை விகிதம் தேவைப்படுகிறது. பிரிவின் பரிமாணங்களுக்கு, மொத்த கலவையில் சுமார் 175 கிராம் தேவைப்படுகிறது.

சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் (படம் 5d) குணப்படுத்தும் செயல்முறை 24 மணி நேரம் நீடிக்கும், அதன் பிறகு அதை அச்சிலிருந்து அகற்றலாம். சிலிகான் பர்ர்களை அகற்ற ஸ்கால்பெல் பயன்படுத்த வேண்டியிருக்கலாம் (படம் 5e).

பிரிவு கட்டமைக்கப்பட்டவுடன், சிறுநீர்ப்பைகளை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்பட்ட மையங்கள் அகற்றப்படுகின்றன. மரத்தை இழுப்பதன் மூலம் அகற்ற முடியும் என்றாலும், மெழுகை அகற்ற அந்தப் பகுதியில் வெப்பத்தைப் பயன்படுத்துவது அவசியம். இவ்வாறு, இது முதலில் 110 ◦C வெப்பநிலையில் ஒரு அடுப்பில் வைக்கப்படுகிறது (படம் 5f) பின்னர் கொதிக்கும் நீர் குளியலில் 15 நிமிடங்கள் மூழ்கடிக்கப்படுகிறது, இது மெழுகின் எஞ்சிய தடயங்களை நீக்குவதை உறுதி செய்கிறது (படம் 5g).

ஆண் பறவைகள் கடந்துவிட்டதால், பிரிவின் கீழ் பகுதியை மூடுவது அவசியம். இதைச் செய்ய, படம் 5h தட்டில் சிலிகான் அடுக்கு ஊற்றப்பட்டு, அந்தப் பகுதியில் ஒட்டப்பட்டு 24 மணி நேரம் உலர விடப்படுகிறது. இறுதியாக, நியூமேடிக் குழாய்கள் பிரிவில் இணைக்கப்பட்டு, அவற்றை சயனோஅக்ரிலேட்டுடன் ஒட்டிக்கொண்டு, பிளாஸ்டிக் விளிம்புகளைப் பயன்படுத்தி இறுக்கத்தை வலுப்படுத்துகின்றன (படம் 5i).

இறுதி முடிவு, ஒரு செயல்பாட்டு பிரிவு, படம் 6 இல் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளது. சோதனை ரீதியாக, அதன் எடை 161 கிராம் என்றும், வடிவமைக்கப்பட்டபடி, இது 100 மிமீ உயரமும் 45 மிமீ வெளிப்புற விட்டமும் கொண்டது என்றும் கண்டறியப்பட்டுள்ளது.

படம் 6. இறுதிப் பிரிவு. மூல: ஆசிரியர்கள்.

3.4 செயல்திறன் வங்கி

ரோபோவிற்குள், நியூமேடிக் பெஞ்சின் செயல்பாடு, கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞைகளின்படி அமுக்கியில் இருந்து அழுத்தப்பட்ட காற்றின் ஓட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதாகும். குறிப்பாக, PAUL பெஞ்ச் தொடரில் வைக்கப்பட்டுள்ள 6 ஜோடி 2/2 வால்வுகள் (SMC VDW20BZ1D மாதிரி) மற்றும் 3/2 வால்வுகள் (SMC Y100 மாதிரி) ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, எனவே இது 12 டிகிரி வரை சுதந்திரத்தை அனுமதிக்கும். இரண்டும் படம் 7 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. 2/2 வால்வுகளின் இயற்பியல் பண்புகள் அசெம்பிளியின் மொத்த அழுத்தத்தை 4 பட்டியாக மட்டுப்படுத்தின, ஆனால் பிரிவு கசிவு அபாயத்தைக் குறைக்க, அது ஒரு ஓட்ட சீராக்கி மூலம் 2 பட்டியாகக் குறைக்கப்பட்டது. படம் 8 நியூமேடிக் சுற்றுகளின் வரைபடத்தை வழங்குகிறது.

படம் 7. PAUL இயக்க பெஞ்சின் வால்வுகள் (a) 2/2 வால்வுகள். (ஆ) 3/2 வால்வுகள். மூல: ஆசிரியர்கள்.

வால்வுகள் 24 V மின்னழுத்த சமிக்ஞைகள் வழியாக இயக்கப்படுகின்றன. ஒரு MOSFET (மாதிரி IRF540) என்பது அவற்றை நிர்வகிக்கும் பொறுப்பில் உள்ள சுவிட்ச் ஆகும். ஆரம்பத்தில், ரிலேக்களின் பயன்பாடு பரிசீலிக்கப்பட்டது, ஆனால் அவை உட்கொள்ளும் அதிக மின்னோட்டம் அவற்றின் பயன்பாட்டை சாத்தியமற்றதாக்கியது. ஒரு Arduino Due பெஞ்ச் கட்டுப்படுத்தியாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டார். 8.5 A வரை மின்சாரம் வழங்கக்கூடிய ஒரு PC மின்சாரம், அலகுக்கு மின்சாரம் வழங்குவதற்குப் பொறுப்பாகும், அதன் இறுதி அமைப்பு படம் 9 இல் விளக்கப்பட்டுள்ளது.

படம் 8. நியூமேடிக் சுற்றுகளின் திட்ட வரைபடம். மூல: ஆசிரியர்கள்.

படம் 9. நியூமேடிக் பெஞ்சின் இறுதி அமைப்பு. மூல: ஆசிரியர்கள்.