Wybór manipulatora V5 – Biblioteka STEM

Poruszające się obiekty to jedna z funkcji, do których wykonania roboty są projektowane i montowane. Obiekty te mogą być komponentem/zespołem robota lub obiektem zewnętrznym. Obiekty są manipulowane, więc te zespoły robotów nazywane są manipulatorami.

Niezależnie od tego, czy roboty są tworzone do gry w klasie, czy do zawodów robotycznych, skuteczne i wydajne manipulatory dają robotowi przewagę nad konkurencją. Analiza strategii gry powinna być punktem wyjścia przy wyborze manipulatora. Oznacza to pytanie: „Jak robot będzie grał w tę grę?”. Niektóre czynniki do rozważenia to dopasowanie poziomu doświadczenia i wiedzy montera do złożoności projektu; oraz oszacowanie ilości czasu dostępnego na zmontowanie projektu.

Na przykład w grze VEX Robotics Competition 2019-2020, Tower Takeover, pług można szybko i łatwo podłączyć do układu napędowego, co pozwala robotowi wpychać elementy gry Cube do Stref Celów. Podczas gdy montaż podwójnego odwróconego 4-pręty z pazurem rolkowym, który umożliwiłby robotowi nacinanie i usuwanie punktacji kostek z najwyższej środkowej wieży i układanie wielu kostek w Strefie Celu, wymagałby znacznie więcej planowania i czasu na montaż.

Jedną z zalet systemu VEX V5 jest to, że pozwala na wiele projektów i prawie nieskończone możliwości kreatywności. Pozwala to na zastosowanie szerokiej gamy różnych typów manipulatorów i najprawdopodobniej nowych projektów, które jeszcze nie zostały zmontowane. Aby zapewnić punkt wyjścia, oto kilka opisów różnych typów manipulatorów.

Pasywne manipulatory

Manipulatory pasywne nie mają siłowników, czyli innymi słowy, nie ma silnika ani siłownika pneumatycznego, który jest bezpośrednio przymocowany do manipulatora. Zasady wielu gier robotycznych obejmują ograniczenia dotyczące liczby silników i/lub ilości powietrza pneumatycznego, jakie może posiadać robot. Zaprojektowanie manipulatora pasywnego pozwala na wykorzystanie siłowników robota do dodatkowych funkcji. Manipulatory pasywne są poruszane poprzez przymocowanie ich do układu napędowego lub innego aktywnego manipulatora. Mogą również zawierać zmagazynowaną energię z gumek lub rurek lateksowych. Manipulatory pasywne mogą być jednymi z najłatwiejszych i najszybszych w montażu typów manipulatorów, chociaż mogą być bardzo złożone z ręcznymi zwalniaczami i mechanizmami resetowania.

Pług pasywny

Niektóre przykłady pasywnych manipulatorów, które można wykorzystać do gry w robotykę, obejmują:

Pługi są zwykle przymocowane do układu napędowego i zazwyczaj ich funkcje to popychanie elementów gry i/lub uniemożliwianie robotowi jazdy na pionkach i unieruchomieniu.
Widły i szufelki (rodzaje pasywnych pazurów) są zwykle przymocowane do ramienia i zwykle są zaprojektowane do wsuwania się pod elementy gry aby je odebrać.
Tarcze służą do trzymania elementów gry z dala od robota.
Slajdy elementów gry umożliwiają ześlizgiwanie elementów gry ze zjeżdżalni do bramki lub strefy punktacji.
Strefy ekspansji umożliwiają robotowi rozszerzenie poza pozycję początkową po rozpoczęciu meczu.

Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, zobacz: Jak wybrać manipulator pasywny.

Aktywne manipulatory do podnoszenia przedmiotów

Aktywne manipulatory poruszają się dzięki aktywatorowi, takiemu jak pneumatyczny układ cylindra lub silnik. Silniki mogą bezpośrednio napędzać aktywny manipulator. Silniki mogą również poruszać manipulatorami, gdy są zmontowane w połączeniu z przekładnią zębatą, systemem łańcucha i zębatki, zestawem do ruchu liniowego, łożyskiem obrotnicy lub innymi częściami dostępnymi w linii produktów Motion. Zazwyczaj montaż aktywnych manipulatorów zajmuje więcej czasu i planowania niż manipulacje pasywne.

Niektóre przykłady aktywnych manipulatorów, które można wykorzystać do podnoszenia i umieszczania obiektów w grze robotycznej, obejmują:

Ramiona są zwykle przymocowane do wieży na podwoziu robota i służą do podnoszenia innego manipulatora na końcu ramienia lub podnoszenia robota z ziemi.
Pazury są zwykle przymocowane do końca ramienia i służą do chwytania przedmiotu.
Bramki i kosze/zbieracze są przeznaczone do przechowywania wielu elementów gry.
wzrosty służą do pionowego podnoszenia innych manipulatorów lub podnoszenia robota z ziemi.

V5 Clawbot 4-Bar Ramię	V5 Szponiasty Pazur

Aktywne manipulatory do rzucania przedmiotem

Niektóre gry z zakresu robotyki mają element zabawy, w którym istnieje przewaga konkurencyjna w rzucaniu przedmiotami w grze. Manipulatory te są zazwyczaj mocowane bezpośrednio do podwozia robota. Są one zwykle uruchamiane za pomocą silnika, silnika z układem przekładnia/koła zębatego lub układu siłownika pneumatycznego. Aktywne manipulatory rzucania są często połączone z czujnikami, aby pomóc kontrolować rzut. Wymagają również dużo planowania i czasu na montaż.

Manipulatory te zwykle składają się z systemu podnoszenia i przenoszenia oraz systemu rzucania, takiego jak:

Wloty rolkowe i przenośniki taśmowe przenoszą elementy gry z pola gry do robota i zwykle do systemu rzucania.
Koła zamachowe rzucają pionkami poprzez kontakt pionka z obracającym się kołem.
Proce są zaprojektowane do używania gumek lub rurek lateksowych do rzucania kawałkiem gry.
Katapulty rzucają pionkami za pomocą ramienia dźwigni.

Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, zobacz: Jak wybrać aktywny manipulator do rzucania obiektu.

Wybór manipulatora

Każda gra ma swój unikalny zestaw wymagań dla manipulatorów. Nie ma poprawnego projektu dla żadnej gry, chociaż istnieją manipulatory, które są bardziej konkurencyjne. Najbardziej konkurencyjne manipulatory to zazwyczaj te, które działają skutecznie, szybko i konsekwentnie.

Uwaga: oba zestaw pazurów i Zestaw pazurów v2 są dostępne na vexrobotics.com.