VEX IQ Roboterarme bauen

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, einen Roboterarm zu bauen, den Sie zu Ihrem VEX IQ-Roboter hinzufügen können. Ein Roboterarm ist ein Mechanismus oder eine Maschine, die in Bewegung ähnlich funktioniert wie ein menschlicher Arm. Es kann zum Aufnehmen, Bewegen und Transportieren von Gegenständen verwendet werden. Roboterarme werden normalerweise an einem Turm am Chassis befestigt und dienen dazu, einen weiteren Manipulator am Ende des Arms anzuheben. Arme können auch verwendet werden, um den Roboter vom Boden zu heben.

Motoren sind normalerweise am Turm montiert und treiben ein Getriebe oder ein Ketten- und Kettenradsystem an, um den Arm zu bewegen. Arme können auch Gummibänder verwenden, um beim Heben zu helfen. VEX IQ Roboterarme werden normalerweise aus Trägern oder großen Trägern zusammengesetzt. Arme können nur ein einzelner Satz zusammengebauter Balken sein oder zwei Arme können nebeneinander mit einer Spannweite dazwischen gepaart werden. Kreuzstützen, die mit Abstandshaltern oder Eckverbindern hergestellt wurden, können verwendet werden, um das Paar zu verbinden.

Unten finden Sie Beispiele für eine Vielzahl von Armen, die Sie mit einem VEX IQ-Kit bauen können.


Schwingarm

Ein einzelner Schwenkarm ist vielleicht der am einfachsten zu montierende Arm. Dies ist der Armtyp, der auf dem ClawBot IQ (1. Gen) Buildzu finden ist. Der Manipulator am Ende folgt dem Bogen der Schwingenbewegung. Es ist möglich, dass eine Schwenkarmkonstruktion über die Spitze des Turms fährt und die andere Seite des Roboters erreicht.

Diese Bewegung könnte jedoch ein Problem mit einer passiven Gabel, Schaufel oder Spielfigur sein, die eben bleiben muss.


Verbindungsarme

Verbindungsarme sind Arme, die mehr als eine Schwenkstange beinhalten, die Verbindungen zwischen einem Turm und einem Endturm herstellt.

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  • Die Verbindungen sind typischerweise so aufgebaut, dass sie ein Parallelogramm bilden.
  • Wenn diese Stangen und Türme den gleichen Abstand zwischen ihren parallelen Verbindungen haben, bleiben sie beim Heben des Arms parallel. Dies kann alles, was der Arm anhebt, relativ waagerecht halten. Allerdings bewegt sich der Arm beim Anheben in einem leichten Bogen.
  • Diese Arme sind in ihrer Höhe begrenzt, da die Barren irgendwann miteinander in Kontakt kommen.

Zu den Verbindungsarmen gehören: 4-Bar, 6-Bar, Kettenschiene und Double Reverse 4-Bar. Beispiele für diese Roboterarmvarianten finden Sie unten.


4-Bar

Der 4-Stab-Arm ist ein Gestängearm und ist normalerweise der am einfachsten zu montierende Gestängearm. Es besteht aus einer Turmverbindung, einem Satz paralleler Verbindungsarme und einer Endverbindung Turm/Manipulator.

Ein Beispiel für den 4-Stangen-Arm finden Sie auf dem ClawBot (2. Generation)


6-Bar

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Der 6-bar-Arm ist eine Erweiterung des 4-bar-Gestängearms. Dies wird durch die Verwendung einer längeren oberen Stange und einer verlängerten Endstange am ersten Satz von Gestängen erreicht. Die längere Stange dient als unteres Gestänge für den zweiten Satz Gestänge und die verlängerte Endstange dient als „Turm“ für die beiden oberen verbleibenden Gestänge.


Ein Arm mit 6 Stangen kann normalerweise höher reichen als ein Arm mit 4 Stangen, sie ragen jedoch beim Hochschwenken weiter heraus und können dazu führen, dass der Roboter umkippt, wenn der Radstand nicht groß genug ist.


Kettenstange

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Der Kettenstangenarm verwendet Kettenräder und Kette, um einen Verbindungsarm zu bilden. Ein mit einer Kappe versehener Schacht führt durch den Turm. Ein Kettenrad ist am Turm und über der Kappe der Welle montiert. Dadurch kann sich die Welle drehen, während das Kettenrad am Turm befestigt bleibt. Die Welle ist am Arm befestigt und zum Heben und Senken des Arms wird ein Motor mit Kettenrad/Kettensystem oder Getriebe verwendet.

Ein weiterer frei drehender Schaft wird durch das andere Ende des Arms geführt. Der Endmanipulator ist an einem zweiten Kettenrad gleicher Größe montiert. Wenn die Kette zwischen den Kettenrädern des Arms verbunden ist, wirkt die Kette wie ein 4-Stangen-Gestänge, da ein Motorsystem den Arm dreht.

Möglicherweise müssen Sie längere Stifte mit Distanzstücken oder kurzen Abstandshaltern verwenden, um die Ritzel an den Trägern zu befestigen, um Platz für die Kette zu schaffen. 

Der Vorteil eines Kettenarms besteht darin, dass nicht zwei Glieder zusammenkommen, die seine Höhe begrenzen. Wenn die Kette jedoch ausreißt oder einen Gliederbruch aufweist, versagt der Arm.


Double Reverse 4-Bar

Der doppelte Reverse-4-Bar-Arm erfordert die meiste Planung und Zeit für die Montage. Sie werden fast immer paarweise montiert, um die Kräfte auf die Arme auszugleichen. Die Montage dieser Arme beginnt mit einem Viergelenk. Das Endgestänge dient als zweiter Turm für einen oberen Satz von vier Stangen.

Typischerweise ist ein großes Zahnrad am fernen Ende des oberen Gestänges der unteren 4-Leiter montiert und ein weiteres großes Zahnrad ist am nahen Ende des unteren Gestänges der oberen 4-Leiter montiert. Wenn der Arm angehoben wird, greifen die beiden Zahnräder ineinander und bewegen den oberen Satz von 4 Stangen in umgekehrter Richtung zum unteren Satz, wodurch der Arm nach oben verlängert wird.

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Beim Konstruieren eines doppelten Reverse-4-Bar-Arms ist es wichtig, dass genügend Spielraum vorhanden ist, damit der obere 4-Bar-Arm entweder nach innen oder nach außen zum unteren 4-Bar-Bar passen kann. Dies kann erreicht werden, indem die oberen 4 Stangen an der Innenseite des zentralen Getriebesystems und die unteren 4 Stangen an der Außenseite des Getriebesystems montiert werden

  1. Oberer 4-Stab an der Innenseite des Getriebes montiert
  2. Unterer 4-Stab an der Außenseite des Getriebes montiert.

Das Bereitstellen von so vielen Kreuzstützen wie möglich zwischen den beiden Armen hilft, die Arme stabil zu halten.

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Viele Doppel-Rückwärts-4-Stab-Designs montieren den/die Liftmotor(e) mit einem 12T-Getriebe am zweiten Turm und treiben die großen Zahnräder des Lifts an. Sie können jedoch mit Motor/Getriebe-Systemen an den am Fahrgestell befestigten stationären Türmen oder an beiden Stellen angehoben werden.

Double Reverse 4-Bars können die höchste Reichweite und den linearsten Hub aller besprochenen Arme haben. Aufgrund der möglichen extremen Höhe, die mit dieser Konstruktion erreicht werden kann, ist beim Fahren des Roboters mit vollständig ausgefahrenem Arm Vorsicht geboten, da der Roboter sonst umkippen kann.

 

Weitere Informationen finden Sie im Arm Design Video und in der Lektionszusammenfassung im Up and Over STEM Lab.

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