Hay una variedad de formas en las que puedes construir un brazo robótico para agregarlo 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 están unidos a una torre en el chasis y se utilizan para levantar otro manipulador en el extremo del brazo. También se pueden utilizar brazos para levantar el robot del suelo.
Los motores generalmente se montan en la torre y accionan un tren de engranajes o un sistema de cadena y rueda dentada para mover el brazo. Los brazos también pueden usar bandas elásticas para ayudar con el levantamiento. Los brazos robóticos VEX IQ generalmente se ensamblan a partir de vigas o vigas grandes. Los brazos pueden ser simplemente un único conjunto de vigas ensambladas o se pueden emparejar dos brazos uno al lado del otro con un espacio entre ellos. Se pueden utilizar soportes transversales realizados con separadores o conectores de esquina 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 ensamblar. Este es el tipo de brazo que se encuentra en lade ClawBot IQ (1.ª generación). El manipulador en el extremo sigue el arco del movimiento del brazo oscilante. Es posible que un diseño de brazo oscilante pase por la parte superior de la torre y llegue al otro lado del robot.
Sin embargo, este movimiento podría ser un problema con un tenedor pasivo, una pala o una pieza de juego que deben permanecer niveladas.
Brazos de enlace
Los brazos de enlace son brazos que involucran más de una barra pivotante que establece vínculos entre una torre y una torre final.
- Los enlaces normalmente se construyen para formar un paralelogramo.
- Cuando estas barras y torres tienen la misma distancia entre sus eslabones paralelos, permanecen paralelas a medida que el brazo se levanta. Esto puede mantener el brazo levantado relativamente nivelado. Sin embargo, el brazo se mueve en un ligero arco mientras se levanta.
- Estos brazos están limitados en la altura que pueden levantar 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 marcha atrás. Vea a continuación ejemplos de estas variaciones de brazo robótico.
4 barras
El brazo de 4 barras es el más fácil de montar debido a su estructura simple que consta de dos juegos 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 consta de una conexión de torre, un conjunto de brazos de enlace paralelos y una conexión de torre/manipulador de extremo.
Un ejemplo del brazo de 4 barras se puede encontrar en el ClawBot (2.ª generación). Para construir el ClawBot, puedes seguir los pasos del gráfico a continuación o ver las Instrucciones de construcción 2D.
6 barras
El brazo de 6 barras es una extensión del brazo de articulación de 4 barras. Esto se logra utilizando 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 del extremo extendida sirve como "torre" para los dos enlaces superiores restantes.
Un brazo de 6 barras generalmente puede alcanzar mayor altura 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 enlace. 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 rueda dentada/cadena o tren de engranajes para subir y bajar el brazo.
Otro eje giratorio libre pasa a través del otro extremo del brazo. El manipulador final está montado en una segunda rueda dentada del mismo tamaño. Cuando la cadena está conectada entre las ruedas dentadas del brazo, la cadena actúa como un enlace de 4 barras mientras un sistema de motor gira el brazo.
Es posible que necesites usar pasadores más largos con espaciadores o separadores cortos para sujetar las ruedas dentadas a las vigas y dejar espacio para la cadena.
La ventaja de un brazo de barra de cadena es que no tiene dos eslabones que se unen y limitan su altura; sin embargo, si la cadena se suelta o se rompe un eslabón, el brazo fallará.
Doble reverso de 4 barras
El brazo doble inverso de 4 barras requiere la mayor planificación y tiempo para ensamblarlo. Casi siempre se ensamblan en pares para igualar las fuerzas en los brazos. El montaje de estos brazos comienza con un mecanismo de cuatro barras. El varillaje final sirve como segunda torre para un conjunto superior de cuatro barras.
Normalmente, se monta un engranaje grande en el extremo más alejado del enlace superior de las 4 barras inferiores y otro engranaje grande se monta en el extremo cercano del enlace inferior de las 4 barras superiores. A medida que se levanta el brazo, los dos engranajes se entrelazan y mueven el conjunto superior de 4 barras en dirección inversa al conjunto inferior, extendiendo el brazo hacia arriba.
Al diseñar un brazo doble inverso de 4 barras, es importante dejar espacio para que las 4 barras superiores puedan pasar hacia el interior o hacia el 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.
- Barra superior de 4 barras montada en el interior del engranaje
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Barra inferior de 4 piezas montada 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 4 barras con doble inversión montan los motores del elevador con un engranaje de 12 T en la segunda torre y accionan los engranajes grandes del elevador. Aunque se pueden levantar con sistemas de motor(es)/engranajes en las torres estacionarias unidas al chasis o en ambas ubicaciones.
Las 4 barras dobles inversas pueden tener el mayor alcance y la elevación más lineal de todos los brazos analizados. Debido a la posible altura extrema que se puede alcanzar con este diseño, se debe tener cuidado al conducir el robot con el brazo completamente extendido o el robot podría volcar.
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 brazo y el resumen de la lección en el laboratorio STEM Up and Over.