Costruire bracci robotici VEX IQ

Esistono diversi modi in cui puoi costruire un braccio robotico da aggiungere al tuo robot VEX IQ. Un braccio robotico è un meccanismo o una macchina che funziona in modo simile a un braccio umano. Può essere utilizzato per raccogliere, spostare e trasportare oggetti. I bracci robotici sono solitamente fissati a una torre sul telaio e vengono utilizzati per sollevare un altro manipolatore all'estremità del braccio. È inoltre possibile utilizzare le braccia per sollevare il robot da terra.

I motori sono solitamente montati sulla torre e azionano un treno di ingranaggi o un sistema di catena e ruota dentata per spostare il braccio. Le braccia possono anche utilizzare elastici per facilitare il sollevamento. I bracci robotici VEX IQ sono solitamente assemblati con travi o travi di grandi dimensioni. I bracci possono essere semplicemente un singolo set di travi assemblate oppure due bracci possono essere accoppiati fianco a fianco con una campata tra di loro. Per collegare la coppia è possibile utilizzare supporti trasversali realizzati utilizzando distanziatori o connettori angolari.

Vedi sotto per esempi di una varietà di armi che puoi costruire con un kit VEX IQ.


Braccio oscillante

Un singolo braccio oscillante è forse il braccio più semplice da assemblare. Questo è il tipo di braccio che si trova sulla build ClawBot IQ (1a generazione). Il manipolatore all'estremità segue l'arco del movimento del braccio oscillante. È possibile che un modello con braccio oscillante passi sopra la parte superiore della torre e raggiunga l'altro lato del robot.

Tuttavia, questo movimento potrebbe rappresentare un problema con una forchetta, una paletta o un pezzo di gioco passivi che devono rimanere a livello.


Bracci di collegamento

I bracci di collegamento sono bracci che coinvolgono più di una barra girevole che crea collegamenti tra una torre e una torre terminale.

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  • I collegamenti sono tipicamente costruiti per formare un parallelogramma.
  • Quando queste barre e torri hanno la stessa distanza tra i loro collegamenti paralleli, rimangono parallele mentre il braccio si solleva. Ciò può mantenere tutto ciò che il braccio sta sollevando relativamente in piano. Tuttavia, il braccio si muove descrivendo un leggero arco mentre si solleva.
  • L'altezza di sollevamento di questi bracci è limitata perché a un certo punto le barre parallele entreranno in contatto tra loro.

I bracci di collegamento includono: 4 barre, 6 barre, barra a catena e doppia retromarcia a 4 barre. Vedi sotto per esempi di queste variazioni del braccio robotico.


4-Bar

Il braccio a 4 barre è un braccio di collegamento ed è solitamente il tipo di braccio di collegamento più semplice da assemblare. È costituito da una connessione alla torre, una serie di bracci di collegamento paralleli e una connessione terminale/manipolatore.

Un esempio del braccio a 4 barre può essere trovato sul ClawBot (2a generazione)


6-Bar

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Il braccio a 6 barre è un'estensione del braccio di collegamento a 4 barre. Si ottiene utilizzando una barra superiore più lunga e una barra terminale estesa sulla prima serie di collegamenti. La barra più lunga funge da collegamento inferiore per la seconda serie di collegamenti e la barra terminale estesa funge da "torre" per i due collegamenti rimanenti superiori.


Un braccio a 6 barre di solito può arrivare più in alto di un braccio a 4 barre, tuttavia si estendono maggiormente quando si oscillano verso l'alto e possono causare il ribaltamento del robot se l'interasse non è abbastanza grande.


Barra a catena

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Il braccio della barra a catena utilizza ruote dentate e catena per creare un braccio di collegamento.  Un pozzo ricoperto passa attraverso la torre. Un pignone è montato sulla torre e sopra il cappuccio dell'albero. Ciò consente all'albero di girare mentre il pignone rimane attaccato alla torre. L'albero è fissato al braccio e per sollevare e abbassare il braccio viene utilizzato un motore con un sistema di pignoni/catena o un treno di ingranaggi.

Un altro albero che gira liberamente viene fatto passare attraverso l'altra estremità del braccio. Il manipolatore finale è montato su un secondo pignone della stessa dimensione. Quando la catena è collegata tra i pignoni del braccio, la catena agisce come un collegamento a 4 barre mentre un sistema motore fa ruotare il braccio.

Potrebbe essere necessario utilizzare perni più lunghi con distanziatori o distanziatori corti per fissare le ruote dentate alle travi per lasciare spazio alla catena.  

Il vantaggio di un braccio con barra a catena è che non ha due collegamenti che si uniscono limitandone l'altezza, tuttavia se la catena si allenta o si rompe un collegamento, il braccio fallirà.


Doppio Reverse 4 Bar

Il braccio doppio a 4 barre inverse richiede la massima pianificazione e tempo per il montaggio. Sono quasi sempre assemblati in coppia per equalizzare le forze sulle braccia. L'assemblaggio di questi bracci inizia con un collegamento a quattro barre. Il collegamento terminale funge da seconda torre per un set superiore di quattro barre.

Solitamente un ingranaggio grande è montato all'estremità più lontana del collegamento superiore delle 4 barre inferiori e un altro ingranaggio grande è montato all'estremità più vicina del collegamento inferiore delle 4 barre superiori. Quando il braccio viene sollevato, i due ingranaggi si ingranano spostando la serie superiore di 4 barre nella direzione opposta verso la serie inferiore, estendendo il braccio verso l'alto.

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Quando si progetta un braccio a 4 barre doppie inverse è importante fornire spazio in modo che le 4 barre superiori possano passare verso l'interno o l'esterno delle 4 barre inferiori. Ciò può essere ottenuto montando le 4 barre superiori all'interno del sistema di ingranaggi centrale e le 4 barre inferiori all'esterno del sistema di ingranaggi

  1. 4 barre superiori montate all'interno dell'ingranaggio
  2. Barra inferiore a 4 barre montata all'esterno dell'ingranaggio.  

Fornire il maggior numero possibile di supporti trasversali tra la coppia di braccia aiuterà a mantenere le braccia stabili.

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Molti modelli a 4 barre doppie inverse montano i motori di sollevamento con un ingranaggio 12T sulla seconda torre e azionano i grandi ingranaggi sull'ascensore. Tuttavia, possono essere sollevati con motori/sistemi di ingranaggi sulle torri fisse fissate al telaio o in entrambe le posizioni.

Il doppio reverse a 4 barre può avere la portata più alta e la portanza più lineare di tutti i bracci discussi. A causa della possibile altezza estrema che può essere raggiunta con questo design, è necessario prestare attenzione quando si guida il robot con il braccio completamente esteso altrimenti il ​​robot potrebbe ribaltarsi.

 

Per ulteriori informazioni vedere il video sulla progettazione del braccio e il riepilogo della lezione nell'Up and Over STEM Lab.

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