?

Log in

No account? Create an account

Как это сделано, как это работает, как это устроено

Самое познавательное сообщество Живого Журнала


Previous Entry Share Flag Next Entry
Как построить тяжёлый силовой экзоскелет своими руками
кэс синий
aslan wrote in kak_eto_sdelano
Это пневматический экзоскелет с очень прочным стальным каркасом. Для этого скелета нам понадобится сварка (совсем немного), дрель и отрезная. Обшивка была нарезана на чпу фрезе. Ну и немного стали.




Начнем мы с каркаса рук.

Весь каркас мы делаем из стального профиля. Он хорошо обрабатывается и благодаря многочисленным отверстиям очень удобен для соединения. Для первого элемента (на фото) нужно примерно 2 метра стального профиля, джойстик, кусок оргстекла и 18 болтов с гайками на 6мм.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Или же сбоку. Внизу будет установлена дуга из ПЭТа.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Все элементы подгоняются под конкретную руку поэтому о каких- то точных размерах сказать сложно. В моем случае основа этого элемента делалась из цельного куска в 1 метр и перегибалась под 90 градусов через 45-10-45 см.

Второй элемент идет от локтя до плеча. Его размеры также подгоняются под конкретного пилота, но важно учитывать что именно через это элемент будет одевать вся рука и поэтому его нужно сделать чуть свободней, чем нужно. Суставом и соединителем тут служит очень мощная петля. Само собой можно нагородить и нормальные локти из подшипников, но тут это будет лишнее. На каждую руку нужно будет по 2 петли. Крепятся они также на 6 мм болты.

Вот так выглядит это всё сверху.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Или сбоку. Если есть небольшие «перепилы» как у меня это не страшно. На сталь в слабых местах всегда можно наварить нужные элементы. Для этого участка понадобится примерно 1,5 метра стального профиля.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Вот так рука крепится к шаровой опоре, которая служит тут плечевым суставом. Довольно мощный и подвижный элемент. Крепится эта опора на 2 насквозь проходящие через весь каркас шпильки на 10 мм.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Сделаем 5-6 штук 20 см пневмомускул. Со стороны джойстика устанавливаем стальную пластину. Примерно на расстоянии 3 см от конца петли.

На эту пластину и на другой конец каркаса и крепим мускулы. Если отверстий будет не хватить — сверлим. Всё равно всё это будет ещё покрываться пластиком.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Сверху это выглядит вот так. Нужно так подобрать расположение пластины и длины мышц чтобы при полном их расслаблении рука была полностью прямой и дальше не двигалась. Только на изгиб и только при активации мускулов.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Также, при подборе элементов и нужного градуса изгиба, нужно учитываться что мускулы сокращаются примерно на 1/3.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Так же делается и вторая рука. Вместо двух штырей на конец можно приделать всё что угодно. Там место много и благодаря большому количеству отверстий на профиле можно приделать хоть манипулятор, хоть крюк.

Следующий элемент это грудная основа с пнематикой. Это наиболее сложный и тяжелый элемент т.к. очень много элементов.
Сначала покажу как это должно выглядеть в конце.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Можно увидеть огромное количество зеленых трубок пневмопровода, мускулы, клапана, аккумуляторы.

Основу каркаса спины мы также делаем из стального профиля. Состоит он из 2 пропиленных и изогнутых элементов по 1 метру и одного «П» образного элемента 60-30-60. Всё это прошивается шпильками нужной длины. Я брал по 50 см плечевые и по 35 см которые сшивают по ширине. Вот так это выглядит спереди.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Сбоку это выглядит вот так. Все зажимается и соединяется болтами — никакой сварки. Так потом проще что-то снимать и подгонять, а это точно нужно будет делать не раз.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Бедра состоят из 4 элементов профиля длиной 20 см, 2 элементов из профиля длиной 10 см и 2 мощные шпильки на 12 мм, которые и соединяют все это. К спине бедра крепятся через очень мощную петлю.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Ноги также крепятся через шаровую опору. Она устанавливается через 5 см кусок профиля. Это элемент зажимается 20 см кусками профиля через шпильку. Должно быть что-то типа вот такого. Это прочно и подвижно получается.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

А теперь самое сложное — пневматика.

Будем использовать стандартную полную схему. Она состоит из следующих элементов:16 пневмоклапанов, тройники, компрессор , пневмореле, ресивер, 8 групп пневмомускул, распределитель на все группы и 2 аккумулятора. Устанавливать её будем в спине.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 1) ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Есть более простой, но менее эффективный вариант.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Приводы те же, но вся пневматика будет раз в 10 меньше...и во столько же раз неэффективней.
Но мы делаем первый вариант.
Сначала соединяем распределитель, ресивер, компрессор и пневмореле в 1 модуль. Так будет значительно удобней.

Ресивер сделан из обычного огнетушителя на 3 литра. Компрессор — двухцилиндровый для накачки шин. Клапана от полуавтоматической сварки для СО. Пневмореле -фреоновое. Давление на нем устанавливаем в пределах 2-5 атм. Больше давление — больше сила и резкость, но меньше стабильность. Это уже дело вкуса.

Питание выводим через пневмореле на какой-нибудь мощный переключатель (На 25А) и на аккумуляторы.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

На передней части ставим 3 стальные пластины по 30 см. На них мы будем крепить компрессорный модуль и клапана. Также они дают дополнительную жесткость всей конструкции. Их можно наварить или же как я просто закрутить болтами дабы потом можно было снимать/подгонять.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Крепим на пластину клапана. Учитываем что на каждую группу мышц нужно 2 клапана — для активации и для спуска.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Все выходные трубки каждого активационного клапана подключаем к распределителю. Распределитель это по сути пневматический тройник. В него идет относительно толстый шланг от ресивера, а с него выходит много тонких трубок. Можно обойтись и без него, но понадобится просто огромное количество тройников от омывателя.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Кроме локтевого привода есть ещё привод на плече. Он позволяет ещё больше поднять руки. Для плеча нам понадобится 2 стальных уголка 10*10 см, 6 пневмомускул и небольшая стальная пластина для фиксации мышц. Первый уголок мы зажимаем между шаровой опорой и каркасом. На этот уголок крепим мышцы. Часть мышц крепим напрямую к каркасу. Это даст и дополнительную связку каркас-рука и не даст руке во время активации мышцы уехать в бок.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Второй уголок крепится уже на руку. Важно так подобрать длину мышц и расположение уголка чтобы при полностью расслабленных мышцах рука свободно висела. Удобно все сменные и подгоняемые элементы крепить на барашки. Это очень сильно ускорит первичную сборку,а потом уже можно и на обычные гайки.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Осталось сделать ноги с обшивкой и экзоскелет готов!
Самая сложная часть ноги это коленный сустав. Вот так он выглядит. Их нужно сделать 4 шт. Соединяется он с помощью сварки.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Фотография несколько смазана, но принцип увидеть можно. Это просто подшипник в зажиме и ограничитель хода. К подшипнику навариваются, по сути, держатели и через них идет крепление к ноге.

Если не делать ограничение хода то появляется вероятность повреждения ноги пилота.

Каркас ноги состоит из 4 подковообразных элементов. Все их размеры также подгоняются под конкретного человека. Все 4 элемента имею разные размеры. Скрепляется всё шпильками 10-12 мм, причем выводим 2 шпильки на длину бедра. Через них нога и будет крепится к шаровой опоре бедра.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Вариантов как сделать ступни было 2. Первый состоял в использовании уже готового элемента.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Это был более простой и быстрый способ. Для такой ступни нужно было только 4 элемента: Один стальной держатель для бруса, стальная пластина под ступню и 2 уголка для крепление к ноге. Крепится все должно было с помощью обычных портфельных шлейфов и замков.

Второй вариант заключался в изготовлении из пластин более аэргономичной конструкции. На этом варианте мы и остановились.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

В этой ступне все элементы это просто 4 мм сталь, изогнутая и подогнанная под ногу. Элементы провариваются.

Ноги также имеют приводы. По 2 на ногу. Они позволяют удерживать статичное состояние или же подняться. Одна группа мышц расположена в бедре и тянется от каркаса бедра к верхней подкове ног. Мышцы как бы тянет вперед ногу.

Вторая группа мышц расположена прямо в каркасе ноги. Эта группа при активации «стягивает» ногу. Шланги идут к спине, к клапанной группе.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Управление ногами осуществляется через кнопки расположенные в «лодыжке». Т.е. мы тянем ногу назад и нажимаем кнопку.
Как и в случае с рукой ведем провода к клапанам. Руки используют только 2 из 5 контактов джойстиков поэтому можно приделать какое-то оборудование. Или же перевести управление ног на руки.

Для зашиты всей пневматики от повреждений и защиты пилота от пневматики весь экзоскелет покрывался противоударным ПЭТом.

ПЭТ это что-то типа толстого спрессованного полиэтилена. Является антивандальным покрытием. Покрываем пластиком места непосредственного расположения пневматики и участки контакта с пилотом. Крепим саморезами и болтами.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

В обшивку ног устанавливаем кнопки для управления. Тут их лучше видно. Верхние кнопки управляют бедренными приводами. Провода и трубки лучше поместить в какую нибудь гофру или же другой шланг — их так много что велика вероятность случайно задеть.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Для того чтобы экзоскелет можно было легко одевать и снимать в качестве держателей пилота используем портфельные лямки.

Тяжёлый силовой экзоскелет (часть 2) Моё, ТеÑника, Ðкзоскелет, Робот, Инновации, Длиннопост, Рукоделие с процессом

Скелет готов! Само собой это не 146% точное руководство по сборке т.к. многое было не сфоткано, да и времени много прошло, но основные моменты для сборки я считаю освещены.

Собирали мы вот это



Источник

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану (shauey@yandex.ru) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Еще раз напомню, что посты теперь можно читать на канале в Телеграме

телеграм3

и как обычно в инстаграме.    Жмите на ссылки, подписывайтесь и комментируйте, если вопросы по делу, я всегда отвечаю.
инста3

Жми на кнопку, чтобы подписаться на "Как это сделано"!



promo kak_eto_sdelano март 3, 2015 06:01 47
Buy for 150 tokens
За все время существования сообщества kak_eto_sdelano (с 2011 года) я перечитал более тысячи различных производственных репортажей, как с заводов, так и из мастерских, о различных технических сооружениях и технике, как военной, так и гражданской и спортивной. Сам подготовил и…

  • 1
а в действии? видосик, там...
напомнило компьютерную игрушку 90х - mechwarrior

Неистово плюсую, похоже на макет!

Да да. Видосик бы...

такой, если привалит, точно не поднимешься и не вылезешь из-под него..))

Обсмотрются "Чужих" и пытаются сделать тамошний погрузчик из говна и палок...

даже Чубайс не смог с миллиардами Путина такое сделать а тут паренёк за гроши и такое!!!

Узнаю уровень сколкова

Без минигана, ракетной установки на плече и горелки для отпугивания самки Чужих - незачёт

Ну красиво, чо. Да и вообще, чем бухать-то, вона чо можно.

Из говна и палок. Ну для прототипа сойдет, но потом-то можно сварить нормально их металла, а не из перфолент монтажных?

достаточно большая нагрузка, а на чем держится? шпильки из сыромятины? ну-ну...

  • 1