Construyendo brazos robóticos VEX IQ

Hay varias formas de construir un brazo robótico para agregarlo a su 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 suelen estar 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 suelen estar montados 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 a levantar objetos. Los brazos del robot VEX IQ generalmente se ensamblan a partir de vigas o vigas grandes. Los brazos pueden ser solo un conjunto de vigas ensambladas o se pueden emparejar dos brazos uno al lado del otro con un espacio entre ellos. Se pueden usar soportes transversales hechos 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 montar. Este es el tipo de brazo que se encuentra en la versión ClawBot IQ (1.ª generación). El manipulador del extremo sigue el arco del movimiento del brazo oscilante. Es posible que un diseño de brazo oscilante pase por encima 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 debe permanecer nivelada.


Brazos de conexión

Los brazos de articulación son brazos que involucran más de una barra pivotante que realiza vínculos entre una torre y una torre final.

4-bar_update.png

  • Los enlaces generalmente se construyen para formar un paralelogramo.
  • Cuando estas barras y torres tienen la misma distancia entre sus vínculos paralelos, permanecen paralelas mientras el brazo se eleva. Esto puede mantener relativamente nivelado lo que sea que esté levantando el brazo. Sin embargo, el brazo se mueve formando un ligero arco a medida que se levanta.
  • Estos brazos tienen una altura limitada que se elevan porque en algún momento las barras paralelas entrarán en contacto entre sí.

Los brazos de varillaje incluyen: 4 barras, 6 barras, barra de cadena y 4 barras inversas dobles. Vea a continuación ejemplos de estas variaciones de brazos robóticos.


4 barras

El brazo de 4 barras es un brazo de articulación y suele ser el tipo de brazo de articulación más fácil de ensamblar. Consta de una conexión de torre, un conjunto de brazos de varillaje paralelos y una conexión final de torre/manipulador.

Se puede encontrar un ejemplo del brazo de 4 barras en ClawBot (2.ª generación)


6 barras

imagen1.png

El brazo de 6 barras es una extensión del brazo de articulación de 4 barras. Esto se logra usando una barra superior más larga y una barra final extendida en el primer conjunto de enlaces. La barra más larga sirve como varillaje inferior para el segundo conjunto de varillajes y la barra del extremo extendido sirve como una “torre” para los dos varillajes restantes superiores.


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 y pueden hacer que el robot se vuelque si la distancia entre ejes no es lo suficientemente grande.


Barra de cadena

barra_cadena_con_cadena.png

El brazo de la barra de cadena utiliza ruedas dentadas y cadena para crear un brazo de articulación.  Un eje tapado atraviesa 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 se fija al brazo y se utiliza un motor con sistema de piñón/cadena o tren de engranajes para subir y bajar el brazo.

Otro eje que gira libremente pasa 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 las ruedas dentadas del brazo, la cadena actúa como un enlace de 4 barras mientras un sistema de motor hace girar el brazo.

Es posible que necesite usar pasadores más largos con espaciadores o separadores cortos para fijar 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 inversión de 4 barras

El brazo doble inverso de 4 barras requiere la mayor planificación y tiempo para su 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 varillaje final sirve como segunda torre para un conjunto superior de cuatro barras.

Por lo general, se monta un engranaje grande en el extremo más alejado del varillaje superior de las 4 barras inferiores y otro engranaje grande se monta en el extremo cercano del varillaje inferior de las 4 barras superiores. A medida que se levanta el brazo, los dos engranajes se entrelazan moviendo el conjunto superior de 4 barras en dirección inversa al conjunto inferior, extendiendo el brazo hacia arriba.

imagen2.png

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.

  1. 4 barras superiores montadas en el interior del engranaje
  2. 4 barras inferiores montadas en la parte exterior del engranaje.  

Proporcionar tantos soportes transversales como sea posible entre el par de brazos ayudará a mantenerlos estables.

Screen_Shot_2021-11-03_at_11.35.00_AM.png

Muchos diseños de doble barra inversa de 4 montan los motores de elevación con un engranaje de 12T en la segunda torre y accionan los engranajes grandes del elevador. Sin embargo, se pueden levantar con sistemas de motor/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 precaución al conducir el robot con el brazo completamente extendido o el robot podría volcarse.

 

Para obtener más información, consulte el vídeo de diseño de Arm y el resumen de la lección en el laboratorio Up and Over STEM.

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

Last Updated: