Lo spostamento degli oggetti è una delle funzioni per cui i robot sono progettati e assemblati. Questi oggetti possono essere un componente/assieme del robot o un oggetto esterno. Gli oggetti vengono manipolati, quindi questi gruppi robot sono chiamati manipolatori.
Sia che i robot vengano creati per un gioco in classe o per una competizione di robotica, manipolatori efficaci ed efficienti danno al robot un vantaggio competitivo. L'analisi della strategia di gioco dovrebbe essere il punto di partenza quando si decide un manipolatore. Ciò significa chiedere: "Come giocherà il robot?". Alcuni fattori da considerare sono: abbinare il livello di esperienza e conoscenza dell'assemblatore alla complessità del progetto; e valutare la quantità di tempo disponibile per assemblare il progetto.
Ad esempio, nel gioco VEX Robotics Competition 2019-2020, Tower Takeover, un aratro potrebbe essere collegato rapidamente e facilmente a una trasmissione che consente al robot di spingere i pezzi del gioco Cube nelle Goal Zone. Considerando che, assemblare una doppia barra a 4 inversioni con un artiglio a rulli che consentirebbe al robot di segnare e rimuovere cubi dalla torre centrale più alta e impilare più cubi nella zona di meta, richiederebbe molta più pianificazione e tempo per l'assemblaggio.
Uno dei vantaggi del sistema VEX V5 è che consente molti progetti e un'opportunità quasi infinita di creatività. Ciò consente un'ampia varietà di diversi tipi di manipolatori e molto probabilmente nuovi progetti che devono ancora essere assemblati. Per fornire un punto di partenza, ecco alcune descrizioni di diversi tipi di manipolatori.
Manipolatori passivi
I manipolatori passivi non hanno attuatori o, in altre parole, non vi è alcun motore o cilindro pneumatico direttamente collegato al manipolatore. Le regole di molti giochi di robotica includono limitazioni sul numero di motori e/o sulla quantità di aria compressa che un robot può possedere. La progettazione di un manipolatore passivo consente di utilizzare gli attuatori del robot per funzioni aggiuntive. I manipolatori passivi vengono spostati essendo collegati a una trasmissione o a un altro manipolatore attivo. Possono anche contenere energia immagazzinata da elastici o tubi in lattice. I manipolatori passivi possono essere alcuni dei tipi di manipolatori più facili e veloci da assemblare, sebbene possano essere molto complessi con rilasci manuali e meccanismi di ripristino.
| Aratro passivo |
Alcuni esempi di manipolatori passivi che possono essere utilizzati per giocare a un gioco di robotica includono:
- Gli aratri sono solitamente collegati alla trasmissione e in genere le loro funzioni sono spingere i pezzi del gioco e/o impedire al robot di salire sui pezzi del gioco e di rimanere immobile.
- Forchette e palette (tipi di artigli passivi) sono generalmente attaccati a un braccio e solitamente sono progettati per scivolare sotto i pezzi del gioco per raccoglierli.
- Gli scudi sono progettati per tenere i pezzi del gioco lontani dal robot.
- Gli scivoli dei pezzi di gioco sono progettati per consentire ai pezzi del gioco di scivolare fuori dallo scivolo e nella zona di porta o di punteggio.
- Le zone di espansione consentono al robot di espandersi oltre la sua posizione iniziale dopo l'inizio di una partita.
Per ulteriori informazioni su questo argomento, vedere: Come scegliere un manipolatore passivo.
Manipolatori attivi per il sollevamento di oggetti
I manipolatori attivi si muovono avendo un attivatore come un sistema di cilindri pneumatici o un motore. I motori possono azionare direttamente il manipolatore attivo. I motori possono anche muovere i manipolatori se assemblati in combinazione con un treno di ingranaggi, un sistema di catena e ruota dentata, un kit di movimento lineare, un cuscinetto per piattaforma girevole o altre parti disponibili nella linea di prodotti Motion. In genere, i manipolatori attivi richiedono più tempo e pianificazione per l'assemblaggio rispetto alle manipolazioni passive.
Alcuni esempi di manipolatori attivi che possono essere utilizzati per sollevare e posizionare oggetti in un gioco di robotica includono:
- I bracci sono solitamente fissati a una torre sul telaio del robot e vengono utilizzati per sollevare un altro manipolatore all'estremità del braccio o per sollevare il robot da terra.
- Gli artigli sono solitamente attaccati all'estremità di un braccio e vengono utilizzati per afferrare un oggetto.
- I cancelli e il cestello/raccoglitori sono progettati per contenere più pezzi di gioco.
- Gli ascensori sono assemblati per sollevare verticalmente altri manipolatori o per sollevare il robot da terra.
| Braccio a 4 barre V5 Clawbot | Artiglio del robot artiglio V5 |
Manipolatori attivi per lanciare un oggetto
Alcuni giochi di robotica hanno un elemento di gioco in cui esiste un vantaggio competitivo nel lanciare oggetti di gioco. Questi manipolatori sono generalmente collegati direttamente al telaio del robot. Di solito vengono attivati tramite un motore, un motore con un sistema di ingranaggi/pignone o un sistema di cilindri pneumatici. I manipolatori di lancio attivi sono spesso abbinati a sensori per aiutare a controllare il lancio. Richiedono anche molta pianificazione e tempo per il montaggio.
Questi manipolatori sono solitamente costituiti da un sistema di prelievo e trasferimento e da un sistema di lancio come:
- Prese a rulli e nastri trasportatori spostano i pezzi del gioco dal campo di gioco al robot e solitamente al sistema di lancio.
- Volani lancia i pezzi del gioco facendo entrare in contatto il pezzo del gioco con una ruota che gira.
- Le fionde sono progettate per utilizzare elastici o tubi in lattice per lanciare il pezzo del gioco.
- Catapulte lancio di pezzi di gioco con braccio di leva.
Per ulteriori informazioni su questo argomento, vedere: Come scegliere un manipolatore attivo per lanciare un oggetto.
Selezione del manipolatore
Ogni gioco ha i propri requisiti unici per i manipolatori. Non esiste un design corretto per ogni determinato gioco, sebbene esistano manipolatori più competitivi. I manipolatori più competitivi sono solitamente quelli che funzionano in modo efficace, rapido e coerente.
- Il metallo strutturale e l'hardware possono essere acquistati dal sito Web di VEX.
- Ruote e altro hardware di movimento possono essere acquistati dal sito Web di VEX.
Nota: sia il Claw Kit che il Claw Kit v2 sono disponibili su vexrobotics.com.