Att flytta objekt är en av de funktioner som robotar är designade och monterade för att utföra. Dessa objekt kan antingen vara en komponent/enhet på roboten eller ett externt objekt. Objekten manipuleras så dessa robotaggregat kallas manipulatorer.
Oavsett om robotar skapas för ett klassrumsspel eller en robottävling, ger effektiva och ändamålsenliga manipulatorer roboten en konkurrensfördel. Analys av spelstrategi bör vara utgångspunkten när man bestämmer sig för en manipulator. Det betyder att fråga sig: "Hur ska roboten spela spelet?". Några faktorer att beakta är att matcha montörens erfarenhets- och kunskapsnivå med designens komplexitet; och att bedöma den tid som finns tillgänglig för att montera designen.
Till exempel, i VEX Robotics Competition 2019-2020-spelet Tower Takeover, kunde en plog snabbt och enkelt fästas på en drivlina vilket gör att roboten kan knuffa kubspelpjäserna in i målzonerna. Medan monteringen av en dubbel omvänd 4-stångskonstruktion med en rullklo, som skulle göra det möjligt för roboten att poängsätta och ta bort poäng från kuber från det högsta mitttornet och stapla flera kuber i målzonen, skulle kräva mycket mer planering och tid.
En av fördelarna med VEX V5-systemet är att det möjliggör många olika designmöjligheter och en nästan oändlig möjlighet till kreativitet. Detta möjliggör en mängd olika typer av manipulatorer och troligtvis nya designer som ännu inte har monterats. För att ge en utgångspunkt följer här några beskrivningar av olika typer av manipulatorer.
Passiva manipulatorer
Passiva manipulatorer har inga ställdon, eller med andra ord, det finns ingen motor eller pneumatisk cylinder som är direkt ansluten till manipulatorn. Reglerna för många robotspel inkluderar begränsningar för antalet motorer och/eller mängden pneumatisk luftlagring en robot kan ha. Att designa en passiv manipulator gör att robotens ställdon kan användas för ytterligare funktioner. Passiva manipulatorer flyttas genom att de fästs på en drivlina eller en annan aktiv manipulator. De kan också innehålla lagrad energi från gummiband eller latexslangar. Passiva manipulatorer kan vara några av de enklaste och snabbaste typerna av manipulatorer att montera, även om de kan vara mycket komplexa med manuella utlösningar och återställningsmekanismer.
| Passiv plog |
Några exempel på passiva manipulatorer som kan användas för att spela ett robotspel inkluderar:
- Plogar är vanligtvis fästa vid drivlinan och deras funktioner är vanligtvis att knuffa runt spelpjäser och/eller hindra roboten från att köra upp på spelpjäser och bli orörlig.
- Gafflar och skopor (typer av passiva klor) är vanligtvis fästa vid en arm och är vanligtvis utformade för att glida under spelpjäser för att plocka upp dem.
- Sköldar är utformade för att hålla spelpjäser borta från roboten.
- Spelpjäsrutschkanor är utformade så att spelpjäser kan glida ut ur rutschkanan och in i mål- eller poängzonen.
- Expansionszoner tillåter roboten att expandera bortom sin startposition efter att en match har börjat.
För mer information om detta ämne, se: Hur man väljer en passiv manipulator.
Aktiva manipulatorer för att lyfta föremål
Aktiva manipulatorer rör sig genom att ha en aktivator, såsom ett pneumatiskt cylindersystem eller en motor. Motorer kan direkt driva den aktiva manipulatorn. Motorer kan också röra manipulatorer när de monteras i kombination med en kugghjulslina, ett kedje- och kedjehjulssystem, ett linjärrörelsekit, ett vridbordslager eller andra delar som finns tillgängliga i rörelseproduktlinjen. Vanligtvis tar aktiva manipulatorer mer tid och planering att montera än passiva manipulationer.
Några exempel på aktiva manipulatorer som kan användas för att lyfta och placera föremål i ett robotspel inkluderar:
- Armar är vanligtvis fästa vid ett torn på robotchassit och används för att lyfta en annan manipulator i änden av armen eller för att lyfta roboten från marken.
- Klor är vanligtvis fästa vid änden av en arm och används för att gripa tag i ett föremål.
- Grindar och korgar/samlare är utformade för att hålla flera spelpjäser.
- Lyftanordningar monteras för att lyfta andra manipulatorer vertikalt eller för att lyfta roboten från marken.
| V5 Clawbot 4-stångsarm | V5 Clawbot Claw |
Aktiva manipulatorer för att kasta ett föremål
Vissa robotspel har ett lekelement där det finns en konkurrensfördel att kasta spelföremål. Dessa manipulatorer är vanligtvis fästa direkt på robotchassit. De aktiveras vanligtvis med hjälp av en motor, en motor med ett kugghjulssystem eller ett pneumatiskt cylindersystem. Aktiva kastmanipulatorer är ofta i kombination med sensorer för att hjälpa till att kontrollera kastet. De kräver också mycket planering och tid att montera.
Dessa manipulatorer består vanligtvis av ett upphämtnings- och överföringssystem och ett kastsystem såsom:
- Rullintag och transportband flyttar spelpjäser från spelplanen in i roboten och vanligtvis in i kastsystemet.
- Svänghjul kastar spelpjäser genom att spelpjäsen kommer i kontakt med ett snurrande hjul.
- Slangbellor är utformade för att använda gummiband eller latexslangar för att slunga spelpjäsen.
- Katapulter kasta spelpjäser med en hävstång.
För mer information om detta ämne, se: Hur man väljer en aktiv manipulator för att kasta ett föremål.
Val av manipulator
Varje spel har sin egen unika uppsättning krav för manipulatorer. Det finns ingen korrekt design för ett givet spel, även om det finns manipulatorer som är mer konkurrenskraftiga. De mest konkurrenskraftiga manipulatorerna är vanligtvis de som arbetar effektivt, snabbt och konsekvent.
- Strukturmetall och beslag kan köpas från VEX webbplats.
- Hjul och annan rörelseutrustning kan köpas från VEX webbplats.
Anmärkning: både Claw Kit och Claw Kit v2 finns tillgängliga på vexrobotics.com.