Hay una variedad de formas en que puedes construir un brazo robótico para agregar a tu robot VEX IQ. Un brazo robótico es un mecanismo o máquina que funciona de manera similar en movimiento a un brazo humano. Se puede utilizar para recoger, mover y transportar objetos. Los brazos robóticos generalmente se unen a una torre en el chasis y se utilizan para levantar otro manipulador en el extremo del brazo. Los brazos también se pueden utilizar para levantar el robot del suelo. Vea la animación a continuación para ver un ejemplo del rango de movimiento de un brazo robótico.
Los motores generalmente se montan en la torre y accionan un tren de engranajes o un sistema de cadena y piñón para mover el brazo. Los brazos también pueden usar bandas elásticas para ayudar con el levantamiento. Los brazos del robot VEX IQ generalmente se ensamblan a partir de vigas o vigas grandes. Los brazos pueden ser un solo conjunto de vigas ensambladas o dos brazos se pueden emparejar uno al lado del otro con un tramo entre ellos. Los soportes transversales hechos con separadores o conectores de esquina se pueden usar para conectar el par.
Vea a continuación ejemplos de una variedad de brazos que puede construir con un kit VEX IQ.
Brazo oscilante
Un solo brazo oscilante es quizás el brazo más fácil de montar. Este es el tipo de brazo que se encuentra en la compilación ClawBot IQ (1ª generación). El manipulador en el extremo sigue el arco del movimiento del brazo oscilante. Es posible que un diseño de brazo oscilante pase por encima de la parte superior de la torre y llegue al otro lado del robot, como se muestra en esta animación.
Sin embargo, este movimiento podría ser un problema con un tenedor pasivo, una cuchara o una pieza de juego que debe permanecer nivelada.
Brazos de enlace
Los brazos de enlace son brazos que involucran más de una barra pivotante que hace enlaces entre una torre y una torre final.
- Los enlaces se construyen típicamente para formar un paralelogramo.
- Cuando estas barras y torres tienen la misma distancia entre sus enlaces paralelos, permanecen paralelas a medida que el brazo se levanta. Esto puede mantener lo que sea que el brazo esté levantando relativamente nivelado. Sin embargo, el brazo se mueve en un ligero arco a medida que se levanta.
- Estos brazos están limitados en la altura a la que se levantan porque en algún momento las barras paralelas entrarán en contacto entre sí.
Los brazos de enlace incluyen: 4 barras, 6 barras, barra de cadena y 4 barras de doble reversa. Vea a continuación ejemplos de estas variaciones del brazo del robot.
4 barras
El brazo de 4 barras es el brazo más fácil de montar debido a su estructura simple que consta de dos conjuntos de barras paralelas. Su estructura también aumenta su estabilidad y permite que ese brazo tenga un amplio rango de movimiento. El brazo de 4 barras contiene una conexión de torre, un conjunto de brazos de enlace paralelos y una conexión de torre/manipulador final. Esta Construcción 3D ofrece una visión detallada de la construcción del brazo de 6 barras.
Un ejemplo del brazo de 4 barras se puede encontrar en el ClawBot (2 .ª generación). Para construir el ClawBot, puede seguir los pasos del siguiente gráfico o ver las instrucciones de construcción 2D.
6-Bar
El brazo de 6 barras es una extensión del brazo de articulación de 4 barras. Se logra mediante el uso de una barra superior más larga y una barra final extendida en el primer conjunto de enlaces. La barra más larga sirve como enlace inferior para el segundo conjunto de enlaces y la barra final extendida sirve como una "torre" para los dos enlaces superiores restantes. Esta Construcción 3D ofrece una visión detallada de la construcción del brazo de 6 barras.
Un brazo de 6 barras generalmente puede llegar más alto que un brazo de 4 barras, sin embargo, se extienden más a medida que se balancean hacia arriba y pueden hacer que el robot se vuelque si la distancia entre ejes no es lo suficientemente grande.
Barra de cadena
El brazo de la barra de cadena utiliza piñones y cadena para crear un brazo de articulación. Un eje tapado pasa a través de la torre. Se monta una rueda dentada en la torre y sobre la tapa del eje. Esto permite que el eje gire mientras la rueda dentada permanece unida a la torre. El eje está fijado al brazo y se utiliza un motor con un sistema de piñón/cadena o un tren de engranajes para subir y bajar el brazo.
Se pasa otro eje de giro libre por el otro extremo del brazo. El manipulador final está montado en una segunda rueda dentada del mismo tamaño. Cuando la cadena está conectada entre los piñones del brazo, la cadena actúa como un enlace de 4 barras a medida que un sistema de motor gira el brazo.
Es posible que deba usar pasadores más largos con espaciadores o separadores cortos para unir los piñones a las vigas para permitir el espacio para la cadena.
La ventaja de un brazo de barra de cadena es que no tiene dos eslabones que se unen limitando su altura, sin embargo, si la cadena se desengancha o tiene una rotura de eslabón, el brazo fallará. Esta Construcción 3D ofrece una visión detallada de la construcción del brazo de la barra de la cadena.
Doble reversa de 4 barras
El brazo doble inverso de 4 barras requiere la mayor planificación y tiempo de montaje. Casi siempre se ensamblan en pares para igualar las fuerzas sobre los brazos. El montaje de estos brazos comienza con un varillaje de cuatro barras. El enlace final sirve como una segunda torre para un conjunto superior de cuatro barras.
Por lo general, un engranaje grande se monta en el extremo más alejado de la articulación superior de la barra inferior de 4 y otro engranaje grande se monta en el extremo cercano de la articulación inferior de la barra superior de 4. A medida que se levanta el brazo, los dos engranajes se engranan moviendo el conjunto superior de 4 barras en la dirección inversa al conjunto inferior, extendiendo el brazo hacia arriba. Esta Construcción 3D ofrece una visión detallada de la construcción del brazo de 4 barras de doble reversa.
Al diseñar un brazo doble inverso de 4 barras, es importante proporcionar espacio libre para que las 4 barras superiores puedan pasar al interior o al exterior de las 4 barras inferiores. Esto se puede lograr montando las 4 barras superiores en el interior del sistema de engranajes central y las 4 barras inferiores en el exterior del sistema de engranajes:
- 4 barras superiores montadas en el interior del engranaje
-
4 barras inferiores montadas en el exterior del engranaje.
Proporcionar tantos apoyos cruzados como sea posible entre el par de brazos ayudará a mantener los brazos estables.
Muchos diseños de doble reversa de 4 barras montan el (los) motor(es) del elevador con un engranaje de 12T en la segunda torre y accionan los engranajes grandes en el elevador. Aunque, se pueden levantar con motor(es)/sistemas de engranajes en las torres estacionarias unidas al chasis o en ambas ubicaciones.
Las 4 barras inversas dobles pueden tener el mayor alcance y la elevación más lineal de todos los brazos discutidos. Debido a la posible altura extrema que se puede alcanzar con este diseño, se debe tener precaución al conducir el robot con el brazo completamente extendido o el robot puede volcarse. Esta Construcción 3D a continuación ofrece un vistazo a la construcción del brazo de 4 barras de doble reversa.
Utilice este enlace para ver un modelo 3D de un brazo doble inverso de 4 barras con más detalle.
Para obtener más información, consulte el video de diseño de ARM y el resumen de la lección en el laboratorio Up and Over STEM.