VEX IQ 로봇에 추가할 로봇 팔을 조립하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 로봇 팔은 사람의 팔과 비슷하게 동작하는 장치나 기계입니다. 물건을 집어 올리고, 옮기고, 운반하는 데 사용할 수 있습니다. 로봇 팔은 일반적으로 섀시 위의 타워에 부착되어 있으며 팔 끝에 있는 다른 조작기를 들어 올리는 데 사용됩니다. 팔은 로봇을 땅에서 들어 올리는 데에도 사용될 수 있습니다.
모터는 일반적으로 타워에 장착되고 기어 트레인이나 체인과 스프라켓 시스템을 구동하여 팔을 움직입니다. 팔은 고무줄을 이용해 들어올리는 것을 돕기도 합니다. VEX IQ 로봇 팔은 일반적으로 빔이나 대형 빔으로 조립됩니다. 팔은 빔을 조립한 단일 세트일 수도 있고, 두 개의 팔을 서로 간격을 두고 나란히 설치할 수도 있습니다. 스탠드오프나 코너 커넥터를 사용하여 만든 교차 지지대를 사용하여 쌍을 연결할 수 있습니다.
VEX IQ 키트로 제작할 수 있는 다양한 팔의 예를 아래에서 확인하세요.
스윙 암
싱글 스윙 암은 아마도 조립하기 가장 쉬운 암일 것입니다. 이것은 ClawBot IQ(1세대) 빌드에서 발견되는 팔 유형입니다. 끝 부분의 조작기는 스윙 암 동작의 호를 따라갑니다. 스윙암 설계는 타워 꼭대기를 지나 로봇의 반대쪽에 도달하는 것이 가능합니다.
그러나 이러한 동작은 수평을 유지해야 하는 수동적인 포크, 스쿱 또는 게임 피스의 경우 문제가 될 수 있습니다.
연결 암
연결 암은 타워와 엔드 타워 사이를 연결해주는 두 개 이상의 회전 막대가 포함된 암입니다.
- 연결은 일반적으로 평행사변형을 형성하도록 구성됩니다.
- 이 막대와 탑이 평행 연결부 사이의 거리가 같으면 팔을 들어 올려도 평행을 유지합니다. 이렇게 하면 팔로 들어 올리는 물체의 높이를 비교적 수평으로 유지할 수 있습니다. 그러나 팔은 들어올릴 때 약간의 호를 그리며 움직입니다.
- 이 팔은 들어올릴 수 있는 높이에 제한이 있는데, 어느 시점에서 평행봉이 서로 접촉하게 되기 때문입니다.
연결 암에는 4바, 6바, 체인 바, 더블 리버스 4바가 있습니다. 로봇 팔 변형의 예는 아래와 같습니다.
4-바
4바 암은 두 세트의 평행한 막대로 구성된 간단한 구조로 인해 조립이 가장 쉬운 암입니다. 또한, 이 구조는 안정성을 높여주고 팔이 더 넓은 범위에서 움직일 수 있게 해줍니다. 4-바 암은 타워 연결부, 일련의 평행 연결 암, 엔드 타워/조작기 연결부로 구성됩니다.
4개 막대로 구성된 암의 예는 ClawBot(2세대)에서 찾아볼 수 있습니다. ClawBot을 구성하려면 아래 그래픽의 단계를 따르거나 2D 조립 지침을 확인하세요.
6바
6바 암은 4바 연결 암의 확장된 부분입니다. 첫 번째 연결 세트에 더 긴 상단 막대와 확장된 끝 막대를 사용하여 달성됩니다. 긴 막대는 두 번째 연결 세트의 하단 연결 역할을 하고 확장된 끝 막대는 나머지 두 개의 상단 연결에 대한 "타워" 역할을 합니다.
6개 막대로 된 팔은 일반적으로 4개 막대로 된 팔보다 더 높이 닿을 수 있지만, 위로 휘두르면 더 멀리 뻗어 나가므로 휠베이스가 충분히 크지 않으면 로봇이 넘어질 수 있습니다.
체인바
체인바 암은 스프라켓과 체인을 사용하여 연결 암을 만듭니다. 뚜껑이 달린 갱도가 탑을 통과합니다. 스프라켓은 타워와 샤프트 캡 위에 장착됩니다. 이렇게 하면 스프라켓이 타워에 부착된 상태에서도 샤프트가 회전할 수 있습니다. 샤프트는 팔에 고정되어 있으며, 스프라켓/체인 시스템이나 기어 트레인이 있는 모터를 사용하여 팔을 위아래로 움직입니다.
또 다른 자유 회전 샤프트가 팔의 반대쪽 끝에 통과됩니다. 최종 조작기는 동일한 크기의 두 번째 스프라켓에 장착됩니다. 체인이 팔의 스프라켓 사이에 연결되면, 모터 시스템이 팔을 회전시킬 때 체인은 4개 막대로 구성된 링크처럼 작동합니다.
체인을 위한 여유 공간을 확보하기 위해 스프라켓을 빔에 부착하려면 더 긴 핀과 스페이서 또는 짧은 스탠드오프가 필요할 수도 있습니다.
체인바 암의 장점은 높이를 제한하는 두 개의 연결 고리가 없다는 것입니다. 그러나 체인이 끊어지거나 연결이 끊어지면 암이 망가집니다.
더블 리버스 4바
더블 리버스 4바 암은 조립하는 데 가장 많은 계획과 시간이 필요합니다. 그들은 거의 항상 쌍으로 조립되어 팔에 가해지는 힘을 균등하게 조절합니다. 이 팔의 조립은 4개의 막대 연결로 시작됩니다. 끝 연결 장치는 위쪽 4개 막대의 두 번째 타워 역할을 합니다.
일반적으로 큰 기어는 하단 4개 막대의 상단 연결부 맨 끝에 장착되고, 또 다른 큰 기어는 상단 4개 막대의 하단 연결부 맨 끝에 장착됩니다. 팔을 들어올리면 두 개의 기어가 서로 맞물려 위쪽 4개 막대 세트가 아래쪽 세트와 반대 방향으로 움직이면서 팔이 위로 뻗칩니다.
이중 역방향 4바 암을 설계할 때는 위쪽 4바가 아래쪽 4바의 안쪽이나 바깥쪽으로 지나갈 수 있도록 여유 공간을 두는 것이 중요합니다. 이것은 중앙 기어 시스템 내부에 위쪽 4개 막대를 장착하고 기어 시스템 외부에 아래쪽 4개 막대를 장착하여 달성할 수 있습니다.
- 기어 내부에 장착된 상부 4-바
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기어 바깥쪽에 장착된 하단 4바.
두 팔 사이에 가능한 한 많은 교차 지지대를 제공하면 팔을 안정적으로 유지하는 데 도움이 됩니다.
많은 더블 리버스 4바 디자인은 12T 기어와 함께 리프트 모터를 두 번째 타워에 장착하고 리프트의 대형 기어를 구동합니다. 그러나 섀시 또는 두 위치 모두에 부착된 고정 타워에 모터/기어 시스템을 장착하여 들어 올릴 수도 있습니다.
더블 리버스 4바는 논의된 모든 팔 중에서 가장 높은 도달 범위와 가장 선형적인 리프트를 가질 수 있습니다. 이 디자인을 사용하면 도달할 수 있는 높이가 매우 높기 때문에 로봇의 팔을 완전히 뻗은 상태로 운전할 때는 주의가 필요합니다.그렇지 않으면 로봇이 뒤집힐 수 있습니다.
자세한 내용은 Up and Over STEM 랩의 Arm Design 비디오와 수업 요약 참조하세요.