Κατασκευή βραχιόνων ρομπότ V5

Δείτε την παρακάτω κινούμενη εικόνα για να δείτε ένα παράδειγμα του βραχίονα 4-Bar που επιτρέπει στο V5 Clawbot να σηκώνει τον βραχίονά του κάθετα.

Οι βραχίονες είναι συνήθως προσαρτημένοι σε έναν πύργο στο πλαίσιο του ρομπότ και χρησιμοποιούνται για την ανύψωση ενός άλλου χειριστή στο άκρο του βραχίονα. Τα χέρια μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να σηκώσετε το ρομπότ από το έδαφος, εάν αυτό αποτελεί μέρος της βαθμολόγησης του παιχνιδιού. Οι κινητήρες συνήθως τοποθετούνται στον πύργο και κινούν ένα σύστημα γραναζιών, αλυσίδας και γραναζιού ή ένα ρουλεμάν περιστρεφόμενης πλάκας που είναι προσαρτημένο στον βραχίονα. Τα χέρια χρησιμοποιούν συχνά λαστιχάκια ή σωλήνες από λάτεξ για να βοηθήσουν στην ανύψωση.

Οι βραχίονες ρομπότ μπορούν να συναρμολογηθούν από δομικό μέταλλο όπως ράγες, κανάλι C ή γωνίες. Οι βραχίονες μπορούν να είναι απλώς ένα ενιαίο σετ συναρμολογημένου μετάλλου ή δύο βραχίονες μπορούν να συνδυαστούν δίπλα-δίπλα με ένα άνοιγμα μεταξύ τους και εγκάρσια στηρίγματα που συνδέουν το ζεύγος.

Οι βραχίονες σύνδεσης περιλαμβάνουν περισσότερες από μία περιστρεφόμενες ράβδους που δημιουργούν συνδέσεις μεταξύ ενός πύργου και ενός ακραίου πύργου. Οι σύνδεσμοι συνήθως κατασκευάζονται για να σχηματίσουν ένα παραλληλόγραμμο. Όταν αυτές οι ράβδοι και οι πύργοι έχουν την ίδια απόσταση μεταξύ των παράλληλων συνδέσεών τους, παραμένουν παράλληλοι καθώς ο βραχίονας ανυψώνεται. Αυτό μπορεί να διατηρήσει ό,τι σηκώνουν σχετικά επίπεδο, ωστόσο αυτά τα χέρια έχουν περιορισμούς στο πόσο ψηλά σηκώνουν επειδή σε κάποιο σημείο οι παράλληλες ράβδοι θα έρθουν σε επαφή μεταξύ τους.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι συγκροτημάτων βραχιόνων, μερικοί από τους οποίους περιλαμβάνουν:

Περιστρεφόμενος βραχίονας

Ένας μονός περιστρεφόμενος βραχίονας είναι ίσως ο ευκολότερος βραχίονας στη συναρμολόγηση. Αυτός είναι ο τύπος βραχίονα που βρίσκεται στην έκδοση Cortex ClawBot. Ο χειριστής στο άκρο ακολουθεί την καμπύλη της κίνησης του περιστρεφόμενου βραχίονα και αυτό θα μπορούσε να είναι ένα πρόβλημα με ένα παθητικό πιρούνι. κουτάλα ή πιόνι παιχνιδιού που πρέπει να παραμείνει επίπεδο. Ωστόσο, είναι δυνατό ένα σχέδιο περιστρεφόμενου βραχίονα να περάσει πάνω από την κορυφή του πύργου και να φτάσει στην άλλη πλευρά του ρομπότ, όπως φαίνεται στην παραπάνω κινούμενη εικόνα.

Μικροί περιστρεφόμενοι βραχίονες μπορούν να συνδεθούν στο άκρο ενός πρωτεύοντος βραχίονα. Αυτά μερικές φορές αναφέρονται ως καρπός. Ένα παράδειγμα καρπών μπορεί να βρεθεί στην έκδοση Cortex Super Claw και στις εκδόσεις V5, Flip και Super Flip.

Μονό βραχίονα περιστροφής Καρπός χεριού
Γωνιακή όψη ενός ρομπότ V5 με μονό περιστρεφόμενο βραχίονα. Γωνιακή όψη ενός μικρού περιστρεφόμενου βραχίονα που είναι προσαρτημένος στο άκρο ενός άλλου βραχίονα ρομπότ, σχηματίζοντας έναν μηχανισμό καρπού.

Βραχίονας 4 ράβδων

4-Μπαρ
Μηχανισμός βραχίονα V5 4-Bar.

Ο βραχίονας 4-bar είναι ένας βραχίονας σύνδεσης και είναι συνήθως ο ευκολότερος τύπος βραχίονα σύνδεσης για συναρμολόγηση. Αποτελούνται από μια σύνδεση πύργου, ένα σετ παράλληλων βραχιόνων σύνδεσης και μια σύνδεση πύργου/χειριστή στο άκρο.

Ένα παράδειγμα του βραχίονα 4 ράβδων μπορεί να βρεθεί στις εκδόσεις V5, στο V5 ClawBot και στο V5 Lift.

Βραχίονας 6 ράβδων

6-Μπαρ
Μηχανισμός βραχίονα V5 6-Bar.

Ο βραχίονας των bar είναι μια επέκταση του βραχίονα σύνδεσης των 4 bar. Αυτό επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας μια μακρύτερη άνω ράβδο και μια εκτεταμένη ακραία ράβδο στο πρώτο σετ συνδέσμων. Η μακρύτερη ράβδος χρησιμεύει ως ο κάτω σύνδεσμος για το δεύτερο σετ συνδέσμων και η εκτεταμένη ακραία ράβδος χρησιμεύει ως «πύργος» για τους δύο επάνω εναπομείναντες συνδέσμους.

Ένας βραχίονας 6 bar συνήθως μπορεί να φτάσει ψηλότερα από έναν βραχίονα 4 bar, ωστόσο εκτείνεται περισσότερο καθώς ταλαντεύεται προς τα πάνω και μπορεί να προκαλέσει την ανατροπή του ρομπότ εάν το μεταξόνιο δεν είναι αρκετά μεγάλο.

Βραχίονας αλυσίδας-λάμας

Ο βραχίονας αλυσίδας χρησιμοποιεί γρανάζια και αλυσίδα για να δημιουργήσει έναν βραχίονα σύνδεσης. Αυτό το συγκρότημα χρησιμοποιεί ένα ένθετο στρογγυλής οπής σε ένα γρανάζι υψηλής αντοχής. Αυτός ο οδοντωτός τροχός είναι τοποθετημένος στον πύργο και ο κινητήριος άξονας διέρχεται μέσα από τον πύργο και το ένθετο. Το ένθετο στρογγυλής οπής επιτρέπει στον άξονα του βραχίονα να περιστρέφεται ελεύθερα. Ο άξονας είναι στερεωμένος στον βραχίονα και ένας κινητήρας με σύστημα γραναζιού/αλυσίδας υψηλής αντοχής ή σύστημα γραναζιών υψηλής αντοχής χρησιμοποιείται για την ανύψωση και το χαμήλωμα του.

Ένας άλλος άξονας που περιστρέφεται ελεύθερα διέρχεται από το άλλο άκρο του βραχίονα. Ο ακραίος χειριστής είναι τοποθετημένος σε ένα δεύτερο γρανάζι υψηλής αντοχής ίδιου μεγέθους με μεταλλικό τετράγωνο ένθετο. Αυτό το ένθετο χρησιμοποιείται για τη στερέωση του γραναζιού στον δεύτερο άξονα. Όταν η αλυσίδα είναι συνδεδεμένη ανάμεσα στα γρανάζια του βραχίονα, η αλυσίδα λειτουργεί σαν σύνδεσμος 4 ράβδων καθώς ένα σύστημα κινητήρα περιστρέφει τον βραχίονα.

Οι βραχίονες αλυσίδας-λάμας συνήθως συναρμολογούνται σε ζεύγη για να εξισορροπούν τις δυνάμεις στους βραχίονες. 

Το πλεονέκτημα ενός βραχίονα αλυσίδας-λάμας είναι ότι δεν έχει δύο συνδέσμους που να ενώνονται και να περιορίζουν το ύψος της, ωστόσο, εάν η αλυσίδα ξεκουμπώσει ή σπάσει ένας σύνδεσμος, ο βραχίονας θα χαλάσει.

Η τρισδιάστατη κατασκευή που ακολουθεί προσφέρει μια λεπτομερή εικόνα ενός βραχίονα αλυσίδας-λάμας.

Διπλός αντίστροφος βραχίονας 4 ράβδων (DR4B)

Ο βραχίονας με διπλή ανάστροφη κίνηση 4 ράβδων απαιτεί τον περισσότερο σχεδιασμό και χρόνο συναρμολόγησης. Σχεδόν πάντα συναρμολογούνται σε ζεύγη για να εξισορροπούν τις δυνάμεις στους βραχίονες. Η συναρμολόγηση αυτών των βραχιόνων ξεκινά με έναν σύνδεσμο τεσσάρων ράβδων. Ο ακραίος σύνδεσμος χρησιμεύει ως δεύτερος πύργος για ένα κορυφαίο σετ τεσσάρων ράβδων.

Συνήθως, ένα γρανάζι υψηλής αντοχής 84T τοποθετείται στο άκρο του άνω συνδέσμου της κάτω 4-ράβδου και ένα άλλο γρανάζι 84T τοποθετείται στο εγγύς άκρο του κάτω συνδέσμου της άνω 4-ράβδου. Καθώς ο βραχίονας ανυψώνεται, τα δύο γρανάζια αλληλοεμπλέκονται, μετακινώντας το πάνω σετ των 4 ράβδων προς την αντίθετη κατεύθυνση από το κάτω σετ, εκτείνοντας τον βραχίονα προς τα πάνω.

Κατά το σχεδιασμό ενός διπλού αντίστροφου βραχίονα 4 ράβδων, είναι σημαντικό να παρέχεται διάκενο έτσι ώστε οι άνω 4 μπάρες να μπορούν να περνούν είτε προς τα μέσα είτε προς τα έξω από τις κάτω 4 μπάρες. Η παροχή όσο το δυνατόν περισσότερων εγκάρσιων στηριγμάτων μεταξύ των ζευγών βραχιόνων θα βοηθήσει στη διατήρηση της σταθερότητας των βραχιόνων.

Πολλά σχέδια διπλής αντίστροφης κίνησης 4 ράβδων τοποθετούν τον/τους κινητήρα/ες ανυψωτήρα με γρανάζι 12T στον δεύτερο πύργο και κινούν τα γρανάζια 84T του ανυψωτήρα. Ωστόσο, μπορούν να ανυψωθούν με συστήματα κινητήρα/μειωτήρων στους σταθερούς πύργους που είναι προσαρτημένοι στο πλαίσιο ή και στις δύο θέσεις.

Οι διπλά αντίστροφες 4 ράβδοι μπορούν να έχουν την υψηλότερη εμβέλεια από όλους τους βραχίονες που συζητήθηκαν. Λόγω του πιθανού ακραίου ύψους που μπορεί να επιτευχθεί με αυτόν τον σχεδιασμό, πρέπει να δίνεται προσοχή κατά την οδήγηση του ρομπότ με τον βραχίονα πλήρως τεντωμένο, διαφορετικά το ρομπότ μπορεί να ανατραπεί.

Διπλή Αντίστροφη 4-Bar (Βάση Κινητήρα Κάτω Πύργου) Διπλή αντίστροφη 4-Bar (Βάση κινητήρα σε κεντρικό πύργο)
Γωνιακή όψη ενός βραχίονα V5 διπλής ανάστροφης 4-ράβδων με βάση κινητήρα σε κάτω πύργο. Γωνιακή όψη ενός βραχίονα V5 διπλής ανάστροφης 4-ράβδων με βάση κινητήρα σε κεντρικό πύργο.

Διπλή αντίστροφη κίνηση 4 ράβδων:

Δείτε την παρακάτω κινούμενη εικόνα για να δείτε ένα παράδειγμα του πώς κινείται ένας βραχίονας 4-Bar με διπλή ανάστροφη κίνηση.

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus

Last Updated: