Construire des bras de robot VEX IQ

Il existe de nombreuses façons de construire un bras de robot à ajouter à votre robot VEX IQ. Un bras robotique est un mécanisme ou une machine qui fonctionne de la même manière en mouvement qu'un bras humain. Il peut être utilisé pour ramasser, déplacer et transporter des objets. Les bras de robot sont généralement fixés à une tour sur le châssis et sont utilisés pour soulever un autre manipulateur à l'extrémité du bras. Les bras peuvent également être utilisés pour soulever le robot du sol.

Les moteurs sont généralement montés sur la tour et entraînent un train d'engrenages ou un système de chaîne et de pignons pour déplacer le bras. Les bras peuvent également utiliser des élastiques pour faciliter le levage. Les bras du robot VEX IQ sont généralement assemblés à partir de poutres ou de grandes poutres. Les bras peuvent être constitués d'un seul ensemble de poutres assemblées ou deux bras peuvent être jumelés côte à côte avec une portée entre eux. Des supports transversaux fabriqués à l'aide d'entretoises ou de connecteurs d'angle peuvent être utilisés pour connecter la paire.

Voir ci-dessous pour des exemples d'une variété d'armes que vous pouvez construire avec un kit VEX IQ.


Bras oscillant

Un seul bras oscillant est peut-être le bras le plus simple à assembler. C'est le type de bras que l'on retrouve sur le build ClawBot IQ (1ère génération). Le manipulateur à l'extrémité suit l'arc du mouvement du bras oscillant. Il est possible qu'une conception à bras oscillant passe par-dessus le sommet de la tour et atteigne l'autre côté du robot.

Cependant, ce mouvement pourrait poser problème avec une fourchette, une cuillère ou une pièce de jeu passive qui doit rester de niveau.


Bras de liaison

Les bras de liaison sont des bras qui impliquent plus d'une barre pivotante qui établit des liaisons entre une tour et une tour d'extrémité.

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  • Les liaisons sont généralement construites pour former un parallélogramme.
  • Lorsque ces barres et tours ont la même distance entre leurs liaisons parallèles, elles restent parallèles lorsque le bras se lève. Cela peut maintenir tout ce que le bras soulève relativement à niveau. Cependant, le bras bouge légèrement en se soulevant.
  • La hauteur de levage de ces bras est limitée car les barres parallèles entreront en contact les unes avec les autres à un moment donné.

Les bras de liaison comprennent : 4 barres, 6 barres, barre de chaîne et double barre inversée à 4 barres. Voir ci-dessous pour des exemples de ces variantes de bras de robot.


4 barres

Le bras à 4 barres est un bras de liaison et constitue généralement le type de bras de liaison le plus simple à assembler. Il se compose d'une connexion de tour, d'un ensemble de bras de liaison parallèles et d'une connexion d'extrémité tour/manipulateur.

Un exemple de bras à 4 barres peut être trouvé sur le ClawBot (2e génération)


6 barres

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Le bras à 6 barres est une extension du bras de liaison à 4 barres. Ceci est réalisé en utilisant une barre supérieure plus longue et une barre d'extrémité allongée sur le premier ensemble de liaisons. La barre la plus longue sert de liaison inférieure pour le deuxième ensemble de liaisons et la barre d'extrémité étendue sert de « tour » pour les deux liaisons supérieures restantes.


Un bras à 6 barres peut généralement atteindre plus haut qu'un bras à 4 barres, mais ils s'étendent plus loin lorsqu'ils pivotent vers le haut et peuvent faire basculer le robot si l'empattement n'est pas assez grand.


Barre de chaîne

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Le bras du guide-chaîne utilise des pignons et une chaîne pour créer un bras de liaison.  Un puits coiffé traverse la tour. Un pignon est monté sur la tour et sur le capuchon de l'arbre. Cela permet à l'arbre de tourner tandis que le pignon reste attaché à la tour. L'arbre est fixé au bras et un moteur avec un système pignon/chaîne ou train d'engrenages est utilisé pour monter et descendre le bras.

Un autre arbre à rotation libre passe à travers l’autre extrémité du bras. Le manipulateur d'extrémité est monté sur un deuxième pignon de même taille. Lorsque la chaîne est connectée entre les pignons du bras, la chaîne agit comme une liaison à 4 barres lorsqu'un système moteur fait tourner le bras.

Vous devrez peut-être utiliser des broches plus longues avec des entretoises ou des entretoises courtes pour fixer les pignons aux poutres afin de permettre un dégagement pour la chaîne.  

L'avantage d'un bras de chaîne est qu'il n'a pas deux maillons qui se rejoignent, limitant sa hauteur. Cependant, si la chaîne se détache ou si un maillon se casse, le bras tombera en panne.


Double barre inversée à 4 barres

Le bras double inversé à 4 barres nécessite le plus de planification et de temps à assembler. Ils sont presque toujours assemblés par paires pour égaliser les forces exercées sur les bras. L'assemblage de ces bras commence par une liaison à quatre barres. La tringlerie d'extrémité sert de deuxième tour pour un ensemble supérieur de quatre barres.

Généralement, un grand engrenage est monté à l'extrémité de la liaison supérieure des 4 barres inférieures et un autre grand engrenage est monté à l'extrémité la plus proche de la liaison inférieure des 4 barres supérieures. Lorsque le bras est levé, les deux engrenages s'engrènent, déplaçant l'ensemble supérieur de 4 barres dans le sens inverse vers l'ensemble inférieur, étendant ainsi le bras vers le haut.

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Lors de la conception d'un bras double inversé à 4 barres, il est important de prévoir un jeu pour que les 4 barres supérieures puissent passer soit vers l'intérieur, soit vers l'extérieur des 4 barres inférieures. Ceci peut être accompli en montant la barre 4 supérieure à l'intérieur du système d'engrenage central et la barre 4 inférieure à l'extérieur du système d'engrenage.

  1. 4 barres supérieures montées à l'intérieur de l'engrenage
  2. 4 barres inférieures montées à l'extérieur de l'engrenage.  

Fournir autant de supports transversaux que possible entre la paire de bras aidera à maintenir la stabilité des bras.

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De nombreuses conceptions à 4 barres inversées doubles montent le(s) moteur(s) de levage avec un engrenage 12T sur la deuxième tour et entraînent les grands engrenages sur l'ascenseur. Cependant, ils peuvent être soulevés avec des systèmes de moteur(s)/engrenages sur les tours fixes fixées au châssis ou aux deux emplacements.

Les 4 barres inversées doubles peuvent avoir la portée la plus élevée et la levée la plus linéaire de tous les bras discutés. En raison de la hauteur extrême possible qui peut être atteinte avec cette conception, il faut faire preuve de prudence lors de la conduite du robot avec le bras complètement étendu, sinon le robot pourrait basculer.

 

Pour plus d'informations, consultez la vidéo de conception à bras et le résumé de la leçon dans le laboratoire Up and Over STEM.

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