Det finns en mängd olika sätt att bygga en robotarm för att lägga till din VEX IQ-robot. En robotarm är en mekanism eller maskin som fungerar på liknande sätt i rörelse som en mänsklig arm. Den kan användas för att plocka upp, flytta och transportera föremål. Robotarmar är vanligtvis fästa vid ett torn på chassit och används för att lyfta en annan manipulator i änden av armen. Armar kan också användas för att lyfta roboten från marken. Se animationen nedan för att se ett exempel på en robotarms rörelseomfång.
Motorer är vanligtvis monterade på tornet och driver en kugghjulsledning eller ett kedje- och kedjehjulssystem för att röra armen. Armarna kan också använda gummiband för att hjälpa till med lyftning. VEX IQ-robotarmar monteras vanligtvis av balkar eller stora balkar. Armar kan vara bara en enda uppsättning monterade balkar eller två armar kan paras sida vid sida med ett spännvidd mellan dem. Korsstöd gjorda med distanser eller hörnkopplingar kan användas för att ansluta paret.
Se nedan för exempel på en mängd olika armar som du kan bygga med ett VEX IQ-kit.
Svängarm
En enda svingarm är kanske den enklaste armen att montera. Det här är den typen av arm som finns på ClawBot IQ ( :a generationen) version. Manipulatorn i änden följer svängarmens rörelsebåge. Det är möjligt för en svängarmsdesign att passera över toppen av tornet och nå robotens andra sida, som visas i den här animationen.
Denna rörelse kan dock vara ett problem med en passiv gaffel, skopa eller spelpjäs som måste förbli vågrät.
Länkarmar
Länkarmar är armar som involverar mer än en svängbar stång som skapar länkar mellan ett torn och ett gaveltorn.
- Länkarna är vanligtvis byggda för att bilda ett parallellogram.
- När dessa stänger och torn har samma avstånd mellan sina parallella länkar, förblir de parallella när armen lyfts. Detta kan hålla det som armen lyfter relativt plant. Armen rör sig dock i en lätt båge när den lyfts.
- Dessa armar är begränsade i hur högt de lyfter eftersom de parallella stängerna vid någon tidpunkt kommer i kontakt med varandra.
Länkarmar inkluderar: 4-stångs, 6-stångs, kedjesvärd och dubbel omvänd 4-stångs. Se nedan för exempel på dessa robotarmsvariationer.
4-takt
4-stångsarmen är den enklaste armen att montera tack vare sin enkla struktur som består av två uppsättningar parallella stänger. Dess struktur ökar också dess stabilitet och gör att armen kan ha ett stort rörelseomfång. 4-stångsarmen består av en tornanslutning, en uppsättning parallella länkarmar och en ändtorn-/manipulatoranslutning. Denna 3D-bygge ger en detaljerad titt på 6-stångsarmens konstruktion.
Ett exempel på 4-stångsarmen finns på ClawBot (2:a generationen). För att konstruera ClawBot kan du följa stegen i bilden nedan eller se -bygginstruktionerna.
6-takt
6-stångsarmen är en förlängning av 4-stångslänkarmen. Det åstadkoms genom att använda en längre toppstång och en förlängd ändstång på den första uppsättningen länkage. Den längre stången fungerar som nedre länkage för den andra uppsättningen länkage och den förlängda ändstången fungerar som ett "torn" för de två översta återstående länkagena. Denna 3D-bygge ger en detaljerad titt på 6-stångsarmens konstruktion.
En 6-stångsarm kan vanligtvis nå högre än en 4-stångsarm, men de sträcker sig längre ut när de svänger upp och kan få roboten att välta om hjulbasen inte är tillräckligt stor.
Kedje-svärd
Kedje-svärdsarmen använder kedjehjul och kedja för att skapa en länkarm. Ett täckt schakt passerar genom tornet. Ett kedjehjul är monterat på tornet och över axelns överdel. Detta gör att axeln kan snurra medan kedjehjulet förblir fäst vid tornet. Axeln är fäst vid armen och en motor med ett kedjehjul/drevsystem eller kugghjulsdrift används för att höja och sänka armen.
En annan fritt roterande axel förs genom armens andra ände. Ändmanipulatorn är monterad på ett andra kedjehjul av samma storlek. När kedjan är kopplad mellan armens kedjehjul fungerar kedjan som ett 4-stångslänkage eftersom ett motorsystem roterar armen.
Du kan behöva använda längre stift med distanser eller korta distanser för att fästa dreven på balkarna för att ge utrymme för kedjan.
Fördelen med en svärdsarm är att den inte har två länkar som kommer samman och begränsar dess höjd, men om kedjan lossnar eller en länk går av kommer armen att gå sönder. Denna 3D-bygge ger en detaljerad titt på svärdsarmens konstruktion.
Dubbel omvänd 4-takt
Den dubbla omvända 4-stångsarmen kräver mest planering och tid att montera. De monteras nästan alltid parvis för att utjämna krafterna på armarna. Monteringen av dessa armar börjar med en fyrstångslänkage. Ändlänken fungerar som ett andra torn för en toppuppsättning av fyra stänger.
Vanligtvis är ett stort kugghjul monterat på den bortre änden av den övre länkmekanismen på den nedre 4-stången och ett annat stort kugghjul är monterat på den närmaste änden av den nedre länkmekanismen på den övre 4-stången. När armen lyfts griper de två kugghjulen in i varandra och flyttar den övre uppsättningen av 4-stänger i motsatt riktning jämfört med den nedre uppsättningen, vilket förlänger armen uppåt. Denna 3D-bygge ger en detaljerad titt på konstruktionen av den dubbla omvända 4-stångsarmen.
Vid konstruering av en dubbel omvänd 4-stångsarm är det viktigt att tillhandahålla utrymme så att den översta 4-stången kan passera antingen inåt eller utåt om den nedre 4-stången. Detta kan åstadkommas genom att montera den övre 4-stången på insidan av det centrala växelsystemet och den nedre 4-stången på utsidan av växelsystemet:
- Övre 4-stångsmonterad på insidan av växeln
-
Nedre 4-stångsmonterad på utsidan av växeln.
Att ge så många korsstöd som möjligt mellan armparen hjälper till att hålla armarna stabila.
Många dubbla omvända 4-stångskonstruktioner monterar lyftmotorn/lyftmotorerna med ett 12T-drev på det andra tornet och driver de stora kugghjulen på lyften. De kan dock lyftas med motor(er)/växelsystem på de stationära tornen som är fästa vid chassit eller på båda platserna.
Dubbel omvänd 4-stångslyft kan ha den högsta räckvidden och det mest linjära lyftet av alla diskuterade armar. På grund av den möjliga extrema höjden som kan uppnås med denna konstruktion måste försiktighet iakttas när roboten körs med armen helt utsträckt, annars kan roboten välta. Denna 3D-konstruktion nedan ger en titt på konstruktionen av den dubbla omvända 4-stångsarmen.
Använd den här länken för att se en 3D-modell av en dubbel omvänd 4-stångsarm mer detaljerat.
För mer information, se videon om armdesign och lektionssammanfattning i Up and Over STEM-labbet.