Przenoszenie obiektów to jedna z funkcji, do wykonywania których projektuje się i montuje roboty. Obiekty te mogą być komponentem/zespołem robota lub obiektem zewnętrznym. Obiektami poddaje się manipulację, dlatego te zespoły robotów nazywane są manipulatorami.
Niezależnie od tego, czy tworzone są roboty na potrzeby gry w klasie, czy zawodów robotyki, skuteczne i wydajne manipulatory zapewniają robotowi przewagę konkurencyjną. Analiza strategii gry powinna być punktem wyjścia przy wyborze manipulatora. Oznacza to pytanie: „Jak robot będzie grał w tę grę?”. Niektóre czynniki, które należy wziąć pod uwagę, to dopasowanie poziomu doświadczenia i wiedzy montera do złożoności projektu; oraz ocenę ilości czasu dostępnego na montaż projektu.
Na przykład w grze Tower Takeover w konkursie VEX Robotics Competition 2019–2020 pług można szybko i łatwo przymocować do układu napędowego, co pozwala robotowi wpychać elementy gry w kostkę do stref bramek. Natomiast złożenie podwójnego odwróconego 4-prętowego z pazurem rolkowym, który umożliwiłby robotowi punktowanie i usuwanie nacięć Kostek z najwyższej środkowej Wieży i układanie wielu Kostek w Strefie Bramkowej, wymagałoby znacznie więcej planowania i czasu na montaż.
Jedną z zalet systemu VEX V5 jest możliwość wielu projektów i niemal nieograniczone możliwości kreatywności. Pozwala to na szeroką gamę różnych typów manipulatorów i najprawdopodobniej nowych konstrukcji, które nie zostały jeszcze zmontowane. Aby zapewnić punkt wyjścia, oto kilka opisów różnych typów manipulatorów.
Manipulatory pasywne
Manipulatory pasywne nie mają siłowników, czyli innymi słowy, nie ma silnika ani cylindra pneumatycznego, który jest bezpośrednio podłączony do manipulatora. Zasady wielu gier robotyki obejmują ograniczenia liczby silników i/lub ilości pneumatycznego magazynu powietrza, jaki może posiadać robot. Zaprojektowanie manipulatora pasywnego pozwala na wykorzystanie elementów wykonawczych robota do dodatkowych funkcji. Manipulatory pasywne przemieszczane są poprzez dołączenie do układu napędowego lub innego aktywnego manipulatora. Mogą również zawierać zmagazynowaną energię z gumek lub rurek lateksowych. Manipulatory pasywne to jedne z najłatwiejszych i najszybszych typów manipulatorów w montażu, chociaż mogą być bardzo skomplikowane w przypadku ręcznego zwalniania i mechanizmów ponownego ustawiania.
Pług pasywny |
Oto kilka przykładów pasywnych manipulatorów, które można wykorzystać do grania w robotykę:
- Pługi są zwykle przymocowane do układu napędowego i zazwyczaj ich zadaniem jest przesuwanie elementów gry i/lub zapobieganie podjeżdżaniu robota na elementy gry i unieruchomieniu.
- Widelce i łyżki (rodzaje pasywnych pazurów) są zwykle przymocowane do ramienia i zwykle mają na celu wsuwanie się pod elementy gry w celu ich podniesienia.
- Tarcze zostały zaprojektowane tak, aby trzymać elementy gry z dala od robota.
- Slajdy elementów gry są zaprojektowane tak, aby elementy gry mogły wysunąć się ze slajdu do bramki lub strefy punktacji.
- Strefy ekspansji pozwalają robotowi rozszerzyć się poza swoją pozycję startową po rozpoczęciu meczu.
Więcej informacji na ten temat znajdziesz w: Jak wybrać manipulator pasywny.
Aktywne manipulatory do podnoszenia przedmiotów
Aktywne manipulatory poruszają się dzięki aktywatorowi, takiemu jak układ cylindra pneumatycznego lub silnik. Silniki mogą bezpośrednio napędzać aktywny manipulator. Silniki mogą również poruszać manipulatorami, gdy są zmontowane w połączeniu z przekładnią, łańcuchem i systemem zębatek, zestawem ruchu liniowego, łożyskiem gramofonu lub innymi częściami dostępnymi w linii produktów Motion. Zwykle montaż aktywnych manipulatorów zajmuje więcej czasu i planowania niż manipulacje pasywne.
Oto kilka przykładów aktywnych manipulatorów, których można użyć do podnoszenia i umieszczania obiektów w grze robotycznej:
- Ramiona są zwykle przymocowane do wieży na podwoziu robota i służą do podnoszenia kolejnego manipulatora na końcu ramienia lub do podnoszenia robota z ziemi.
- Pazury są zwykle przyczepione do końca ramienia i służą do chwytania przedmiotu.
- Bramki i kosze/kolekcjonery są przeznaczone do przechowywania wielu elementów gry.
- Podnośniki służą do podnoszenia innych manipulatorów w pionie lub do podnoszenia robota z ziemi.
Ramię V5 Clawbot z 4 prętami | Pazur Clawbota V5 |
Aktywne manipulatory do rzucania przedmiotem
Niektóre gry robotyki zawierają element zabawy, w którym rzucanie przedmiotami zapewnia przewagę konkurencyjną. Manipulatory te są zwykle mocowane bezpośrednio do podwozia robota. Zwykle uruchamia się je za pomocą silnika, silnika z układem przekładni/zębatki lub układu cylindra pneumatycznego. Aktywne manipulatory rzucania są często połączone z czujnikami pomagającymi kontrolować rzut. Ich montaż wymaga również dużo czasu i planowania.
Manipulatory te składają się zwykle z układu podnosząco-przenoszącego oraz układu rzucającego, takiego jak:
- Wloty rolkowe i przenośniki taśmowe Przenoszą elementy gry z pola gry do robota i zwykle do systemu rzucania.
- Koła zamachowe Rzucaj pionkami gry, dotykając kręcącego się koła.
- Proce są przeznaczone do używania gumek lub rurek lateksowych do rzucania pionkiem.
- Katapulty elementy do rzucania za pomocą ramienia dźwigni.
Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, zobacz: Jak wybrać aktywny manipulator do rzucania przedmiotem.
Wybór manipulatora
Każda gra ma swój własny, unikalny zestaw wymagań dla manipulatorów. Nie ma prawidłowego projektu dla danej gry, chociaż istnieją manipulatory, które są bardziej konkurencyjne. Najbardziej konkurencyjni manipulatorzy to zazwyczaj ci, którzy działają skutecznie, szybko i konsekwentnie.
- Metal konstrukcyjny i okucia można kupić na stronie internetowej VEX.
- Koła i inny sprzęt do poruszania się można kupić na stronie internetowej VEX.
Uwaga: zarówno zestaw pazurów jak i zestaw pazurów v2 są dostępne pod adresem vexrobotics.com.