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Robotergreifer: Wie viel Reibung reicht aus?

Schließen Sie die Backen, heben Sie eine Nutzlast und entdecken Sie, wenn begrenzte normale Kraft und Reibung sie rutschen lassen.

Von Mykhailo Makarov

Bild aus der Anwendung

Zum Ausprobieren

Beginnen Sie mit Lift bei Null, lassen Sie die Backen schließen und heben Sie dann Lift an. Reduzieren Sie die Reibung oder erhöhen Sie die Nutzlastmasse.

Das Modell und seine Grenzen

Federbacken, eine begrenzte Schneckenkraft und Coulomb-Reibung, die Nutzlast bewegt sich vertikal, die Kontaktgeometrie wird vereinfacht und vergrößert.

Gleichungen des Moduls

Gleichungen
F_friction <= 2 mu N
N <= 2 pi eta torque / pitch

Weitere Experimente

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Serieller Roboter

Schicken Sie einen Dreigelenkarm mit 10 kg Nutzlast auf einer quintischen Bahn von einer Pose zur anderen: der PD-Regler jedes Gelenks mit Schwerkraftvorsteuerung folgt auf wenige Zentimeter, und das Schultermoment in Ruhe ist genau die Summe aus Gewicht mal waagerechtem Hebelarm dahinter, am größten mit gestrecktem Arm. Halbieren Sie die Momentgrenzen und die Schulter hält die gestreckte Last nicht mehr, der Arm fällt; schalten Sie die Schwerkraftvorsteuerung ab und er hängt um Schwerkraftmoment durch Verstärkung durch; legen Sie Nutzlast zu und sehen Sie die Schulter sich ihrer Grenze nähern; verlangen Sie einen Punkt außerhalb der Reichweite und der Arm bleibt. Die Motorarbeit wird gegen kinetische und potentielle Energie und Gelenkreibung verbucht.

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Parallele Bewegungsplattform

Fliegen Sie in einer dunklen Halle einen Start in einem Vollbewegungssimulator: die Cockpitkapsel reitet auf sechs blau beleuchteten Aktuatoren einer Stewart-Plattform vor einer leuchtenden Projektionskuppel. Das Washout macht aus dem Schub des Flugzeugs von 0,29 g einen kurzen Längsstoß, der als a0 t² e^(-ωt)/2 in die Mitte zurückkehrt, während die Neigungskoordination die Kabine mit 3° je Sekunde in Richtung asin(a/g) nach oben neigt, bis die Schwerkraft dem Piloten den Schub gibt - und der Horizont auf der Kuppel steigt mit der Kabine. Die sechs Beinlängen folgen in geschlossener Form aus der Lage, und der Bewegungsrechner gewinnt die Lage aus ihnen mit dem Newton-Verfahren zurück. Verlangsamen Sie das Washout, und die Beine laufen aus ihrem Hub, ihre Lampen werden gelb und rot; schalten Sie die Neigung ab, und der Schub geht verloren. Halten Sie eine Lage mit einer außermittigen Nutzlast und lesen Sie die Kräfte ab, die J^-T liefert; rücken Sie die Plattformgelenke zu den Basispaaren, und die Kräfte schnellen nahe der Singularität in die Höhe. Die Arbeit der Aktuatoren wird bis in Höhe und Bewegung der Kabine verfolgt.

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Sortierstation am Förderband

Betreiben Sie in der Nachtschicht eine Gepäckhalle eines Flughafens. Reisetaschen, Hartschalenkoffer, Rucksäcke, schwere Koffer und Golftaschen warten auf dem Zuführband, bis die Abstandsregelung sie freigibt; jedes Stück rutscht mit mu g auf dem Hauptband, bis es mit Bandgeschwindigkeit läuft, V/(mu g) später. Unter dem roten Laser des Scannerbogens misst eine Lichtschranke das Gepäckstück, und die Steuerung löst den Schieber seiner Rutsche zum berechneten Zeitpunkt aus: das Schiebeblatt treibt es seitwärts gegen die Coulomb-Reibung des Bandes, mu m g, während das Band es weiterträgt, und es gleitet eine Stahlrutsche hinab in seinen Wagen, mit der Geschwindigkeit der Formel. Überfluten Sie die Linie, und die Warteschlange wächst bei der Kapazität der Formel; verkleinern Sie den Abstand, und Gepäckstücke prallen auf Schieber, die noch quer über dem Band stehen; schwächen Sie den Schieber unter mu m g, und schwere Koffer bewegen sich gar nicht; fügen Sie Latenz hinzu, und die langen Golftaschen verfehlen ihr Ziel, bis die Einstellung der Lichtschranke um V tau verschoben wird.