Перемещение объектов — одна из функций, для выполнения которых спроектированы и собраны роботы. Эти объекты могут быть либо компонентом/сборкой робота, либо внешним объектом. Объектами манипулируют, поэтому эти сборки роботов называются манипуляторами.
Независимо от того, создаются ли роботы для классной игры или соревнований по робототехнике, эффективные и действенные манипуляторы дают роботу конкурентное преимущество. Анализ игровой стратегии должен стать отправной точкой при выборе манипулятора. Это означает вопрос: «Как робот будет играть в игру?». Некоторые факторы, которые следует учитывать, - это соответствие уровня опыта и знаний сборщика сложности конструкции; и оценку количества времени, доступного для сборки конструкции.
Например, в игре Tower Takeover, проводимой VEX Robotics Competition 2019–2020, к трансмиссии можно быстро и легко прикрепить плуг, который позволяет роботу толкать игровые детали Cube в целевые зоны. Принимая во внимание, что сборка двойной обратной 4-стержневой системы с роликовым захватом, которая позволит роботу забивать и снимать кубики из самой высокой центральной башни и складывать несколько кубиков в зоне ворот, потребует гораздо больше планирования и времени на сборку.
Одним из преимуществ системы VEX V5 является то, что она позволяет создавать множество дизайнов и предоставляет почти безграничные возможности для творчества. Это позволяет создавать самые разнообразные типы манипуляторов и, скорее всего, новые конструкции, которые еще предстоит собрать. В качестве отправной точки приведем несколько описаний различных типов манипуляторов.
Пассивные манипуляторы
Пассивные манипуляторы не имеют приводов, или, другими словами, нет двигателя или пневматического цилиндра, непосредственно прикрепленного к манипулятору. Правила многих робототехнических игр включают ограничения на количество двигателей и/или объем запаса пневматического воздуха, которым может обладать робот. Разработка пассивного манипулятора позволяет использовать приводы робота для выполнения дополнительных функций. Пассивные манипуляторы перемещаются путем прикрепления к трансмиссии или другому активному манипулятору. Они также могут содержать накопленную энергию от резиновых лент или латексных трубок. Пассивные манипуляторы могут быть одними из самых простых и быстрых в сборке типов манипуляторов, хотя они могут быть очень сложными с механизмами ручного спуска и повторной установки.
| Пассивный плуг |
Некоторые примеры пассивных манипуляторов, которые можно использовать в робототехнических играх, включают:
- Плуги обычно прикрепляются к трансмиссии, и их функции обычно заключаются в том, чтобы передвигать игровые фишки и/или не давать роботу подъехать к игровым фишкам и стать неподвижным.
- Вилки и совки (типы пассивных когтей) обычно прикрепляются к руке и обычно предназначены для того, чтобы скользить под игровыми фигурами и поднимать их.
- Щиты предназначены для защиты робота от игровых предметов.
- Слайды для игровых фигур предназначены для того, чтобы игровые фишки могли выскальзывать из слайдов в ворота или зону зачета очков.
- Зоны расширения позволяют роботу выйти за пределы исходной позиции после начала матча.
Более подробную информацию по этой теме см. в разделе: Как выбрать пассивный манипулятор.
Активные манипуляторы для подъема предметов
Активные манипуляторы движутся за счет активатора, такого как пневматическая цилиндровая система или двигатель. Двигатели могут напрямую управлять активным манипулятором. Двигатели также могут перемещать манипуляторы, если они собраны в сочетании с зубчатой передачей, системой цепи и звездочки, комплектом линейного перемещения, подшипником поворотной платформы или другими деталями, доступными в линейке продуктов Motion. Обычно активные манипуляторы требуют больше времени и планирования для сборки, чем пассивные манипуляции.
Некоторые примеры активных манипуляторов, которые можно использовать для подъема и размещения объектов в робототехнических играх, включают:
- Руки обычно крепятся к башне на шасси робота и используются для подъема другого манипулятора на конце руки или для подъема робота над землей.
- Когти обычно прикреплены к концу руки и используются для захвата предмета.
- Ворота и корзины/коллекторы предназначены для хранения нескольких игровых фишек.
- Подъемники собираются для вертикального подъема других манипуляторов или для подъема робота над землей.
| Рукоятка V5 Clawbot с 4 стержнями | Коготь робота-когтя V5 |
Активные манипуляторы для метания предметов
В некоторых робототехнических играх есть элемент игры, в котором есть конкурентное преимущество в бросании игровых предметов. Эти манипуляторы обычно крепятся непосредственно к шасси робота. Обычно они активируются с помощью двигателя, двигателя с системой шестерня/звездочка или системы пневматического цилиндра. Активные манипуляторы для броска часто сочетаются с датчиками, помогающими контролировать бросок. Они также требуют тщательного планирования и времени для сборки.
Эти манипуляторы обычно состоят из системы захвата и передачи, а также системы метания, такой как:
- Роликовые приемники и конвейерные ленты перемещают игровые фишки с игрового поля в робота и обычно в систему метания.
- Маховики бросайте игровые фишки, соприкасаясь с вращающимся колесом.
- Рогатки предназначены для использования резиновых лент или латексных трубок для бросания игрового предмета.
- Катапульты бросайте игровые фишки с помощью рычага.
Более подробную информацию по этой теме см. в статье: Как выбрать активный манипулятор для метания предмета.
Выбор манипулятора
В каждой игре свой уникальный набор требований к манипуляторам. Не существует правильного дизайна для какой-либо конкретной игры, хотя есть манипуляторы, более конкурентоспособные. Наиболее конкурентоспособными манипуляторами обычно являются те, которые работают эффективно, быстро и последовательно.
- Металлоконструкции и метизы можно приобрести на сайте VEX.
- Колеса и другое движущееся оборудование можно приобрести на сайте VEX.
Примечание: как комплект Claw Kit , так и комплект Claw Kit v2 доступны на vexrobotics.com.