มีวิธีต่างๆ มากมายในการสร้างแขนหุ่นยนต์เพื่อเพิ่มให้กับหุ่นยนต์ VEX IQ ของคุณ แขนหุ่นยนต์เป็นกลไกหรือเครื่องจักรที่มีการเคลื่อนไหวคล้ายกับแขนของมนุษย์ สามารถใช้หยิบ เคลื่อนย้าย ขนส่งสิ่งของได้ แขนหุ่นยนต์โดยทั่วไปจะยึดเข้ากับหอคอยบนตัวถังและใช้ในการยกกลไกอีกอันที่ปลายแขน แขนยังสามารถใช้เพื่อยกหุ่นยนต์ขึ้นจากพื้นดินได้

โดยทั่วไปแล้วมอเตอร์จะติดตั้งไว้บนหอคอยและขับเคลื่อนชุดเฟืองหรือระบบโซ่และสเตอร์เพื่อเคลื่อนย้ายแขน แขนอาจใช้หนังยางเพื่อช่วยในการยกด้วย แขนหุ่นยนต์ VEX IQ โดยทั่วไปจะประกอบขึ้นจากคานหรือคานขนาดใหญ่ แขนอาจเป็นเพียงชุดคานที่ประกอบแล้วชุดเดียว หรืออาจวางแขนสองแขนคู่กันโดยเว้นระยะห่างระหว่างแขนทั้งสอง ตัวรองรับแบบไขว้ซึ่งใช้ Standoffs หรือ Corner Connectors เพื่อเชื่อมต่อคู่เข้าด้วยกันได้

โปรดดูด้านล่างเพื่อดูตัวอย่างแขนหลากหลายแบบที่คุณสามารถสร้างด้วย VEX IQ Kit


สวิงอาร์ม

แขนแกว่งเดี่ยวอาจเป็นแขนที่ประกอบง่ายที่สุด นี่คือประเภทของแขนที่พบในรุ่น ClawBot IQ (รุ่นที่ 1) รุ่นที่ ตัวควบคุมที่ปลายจะเคลื่อนไหวตามส่วนโค้งของการเคลื่อนไหวของแขนแกว่ง การออกแบบแขนแกว่งสามารถผ่านยอดหอคอยและไปถึงอีกด้านหนึ่งของหุ่นยนต์ได้

อย่างไรก็ตาม การเคลื่อนไหวนี้สามารถเป็นปัญหาได้หากใช้ส้อม ช้อน หรือชิ้นเกมแบบพาสซีฟที่ต้องคงระดับไว้


แขนเชื่อมต่อ

แขนเชื่อมโยงคือแขนที่มีแถบหมุนมากกว่าหนึ่งแถบซึ่งใช้เชื่อมโยงระหว่างหอคอยและหอคอยปลายสุด

แผนภาพแสดงเคล็ดลับการประกอบแพลตฟอร์ม VEX IQ Robotics โดยแสดงส่วนประกอบสำคัญและการจัดเรียงเพื่อช่วยเหลือผู้สอนและนักเรียนในการสร้างหุ่นยนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

  • โดยทั่วไปแล้ว การเชื่อมโยงจะสร้างขึ้นให้เป็นรูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน
  • เมื่อแท่งและหอคอยเหล่านี้มีระยะห่างระหว่างข้อต่อขนานกันเท่ากัน พวกมันจะยังคงขนานกันเมื่อแขนยกขึ้น วิธีนี้จะช่วยให้สิ่งที่ยกแขนไว้อยู่ในระดับที่ค่อนข้างคงที่ อย่างไรก็ตาม แขนจะเคลื่อนไหวเป็นส่วนโค้งเล็กน้อยขณะที่ยก
  • แขนเหล่านี้มีข้อจำกัดในระดับความสูงที่ยกได้ เนื่องจากในบางจุดแท่งคู่จะสัมผัสกัน

แขนเชื่อมโยงประกอบด้วย: 4 บาร์, 6 บาร์, บาร์โซ่ และ 4 บาร์ย้อนกลับคู่ โปรดดูตัวอย่างแขนหุ่นยนต์รูปแบบต่างๆ ด้านล่าง


4 บาร์

แขน 4 แท่งเป็นแขนที่ประกอบง่ายที่สุดเนื่องจากมีโครงสร้างเรียบง่ายประกอบด้วยแท่งขนาน 2 ชุด โครงสร้างยังช่วยเพิ่มความเสถียรและทำให้แขนสามารถเคลื่อนไหวได้ในระยะที่ไกล แขน 4 บาร์ประกอบด้วยการเชื่อมต่อหอคอย ชุดแขนเชื่อมโยงขนาน และการเชื่อมต่อหอคอย/แมนิพิวเลเตอร์ด้านปลาย

ตัวอย่างของแขน 4 บาร์สามารถพบได้บน ClawBot (รุ่นที่ 2) ในการสร้าง ClawBot คุณสามารถทำตามขั้นตอนในกราฟิกด้านล่าง หรือดูคำแนะนำการสร้าง  


6 บาร์

แขน 6 บาร์เป็นส่วนขยายของแขนเชื่อมโยง 4 บาร์ ทำได้โดยใช้แถบด้านบนที่ยาวขึ้นและแถบปลายที่ขยายออกบนข้อต่อชุดแรก แท่งที่ยาวกว่าทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมด้านล่างสำหรับชุดเชื่อมชุดที่สอง และแท่งปลายที่ขยายออกทำหน้าที่เป็น "หอคอย" สำหรับชุดเชื่อมสองชุดที่เหลือด้านบน

โดยทั่วไปแขน 6 บาร์จะเอื้อมได้สูงกว่าแขน 4 บาร์ อย่างไรก็ตาม แขน 6 บาร์จะยื่นออกไปไกลขึ้นเมื่อแกว่งขึ้น และอาจทำให้หุ่นยนต์พลิกคว่ำได้หากฐานล้อไม่ใหญ่พอ


โซ่บาร์

แขนโซ่-บาร์ใช้สเตอร์และโซ่เพื่อสร้างแขนเชื่อมโยง  มีเพลาปิดฝาพาดผ่านหอคอย สเตอร์จะติดตั้งไว้กับหอคอยและเหนือฝาครอบของเพลา วิธีนี้จะทำให้เพลาหมุนได้ในขณะที่เฟืองยังคงติดอยู่กับหอคอย เพลาจะยึดกับแขนและใช้มอเตอร์พร้อมระบบสเตอร์/โซ่หรือชุดเฟืองเพื่อยกและลดแขน

เพลาหมุนอิสระอีกอันจะถูกส่งผ่านไปยังปลายอีกด้านหนึ่งของแขน แมนิพิวเลเตอร์ปลายจะติดตั้งไว้กับสเตอร์ตัวที่สองที่มีขนาดเท่ากัน เมื่อโซ่เชื่อมต่อระหว่างเฟืองของแขน โซ่จะทำหน้าที่เหมือนข้อต่อ 4 บาร์ในขณะที่ระบบมอเตอร์หมุนแขน

คุณอาจต้องใช้หมุดที่ยาวขึ้นพร้อมสเปเซอร์หรือสแตนด์ออฟสั้นเพื่อยึดสเตอร์เข้ากับคานเพื่อให้มีระยะห่างสำหรับโซ่  

ข้อดีของแขนโซ่-บาร์คือไม่มีข้อต่อสองชิ้นมารวมกันเพื่อจำกัดความสูง อย่างไรก็ตาม ถ้าโซ่หลุดหรือข้อต่อขาด แขนก็จะล้มเหลว


ดับเบิ้ลรีเวิร์ส 4 บาร์

แขน 4 บาร์ย้อนกลับคู่ต้องมีการวางแผนและใช้เวลาในการประกอบมากที่สุด พวกมันเกือบจะรวมตัวกันเป็นคู่เสมอเพื่อให้แรงที่กระทำกับแขนมีความสมดุล การประกอบแขนเหล่านี้เริ่มต้นด้วยการเชื่อมโยงสี่บาร์ ข้อต่อปลายทำหน้าที่เป็นหอคอยที่สองสำหรับชุดแท่งด้านบนจำนวนสี่แท่ง

โดยทั่วไปแล้ว เฟืองขนาดใหญ่จะติดตั้งไว้ที่ปลายสุดของข้อต่อด้านบนของแถบ 4 แถบด้านล่าง และมีเฟืองขนาดใหญ่อีกตัวหนึ่งติดตั้งไว้ที่ปลายใกล้ของข้อต่อด้านล่างของแถบ 4 แถบด้านบน ขณะที่ยกแขนขึ้น เกียร์ทั้งสองจะประสานกันโดยเคลื่อนชุดแท่ง 4 แท่งด้านบนในทิศทางย้อนกลับไปยังชุดแท่งด้านล่าง ทำให้แขนยื่นขึ้นไป

แผนภาพแสดงเคล็ดลับการประกอบแพลตฟอร์ม VEX IQ Robotics โดยแสดงส่วนประกอบสำคัญและการจัดเรียงเพื่อช่วยเหลือผู้สอนและนักเรียนในการสร้างหุ่นยนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เมื่อออกแบบแขน 4 บาร์ย้อนกลับคู่ สิ่งสำคัญคือต้องให้มีระยะห่างเพื่อให้ 4 บาร์ด้านบนสามารถผ่านเข้าด้านในหรือด้านนอกของ 4 บาร์ด้านล่างได้ สามารถทำได้โดยติดตั้งแถบ 4 อันบนไว้ที่ด้านในของระบบเกียร์กลางและติดตั้งแถบ 4 อันล่างไว้ที่ด้านนอกของระบบเกียร์

  1. แถบด้านบน 4 อันติดตั้งไว้ด้านในของเกียร์
  2. บาร์ล่าง 4 ตัวติดตั้งอยู่ด้านนอกของเกียร์  

การจัดให้มีการรองรับไขว้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ระหว่างแขนทั้งสองจะช่วยให้แขนมีเสถียรภาพ

 

การออกแบบ 4 บาร์ย้อนกลับคู่จำนวนมากจะติดตั้งมอเตอร์ลิฟต์ที่มีเกียร์ 12 ตันเข้ากับหอคอยที่สองและขับเคลื่อนเกียร์ขนาดใหญ่บนลิฟต์ แม้ว่าจะสามารถยกได้โดยใช้ระบบมอเตอร์หรือเกียร์บนหอคอยคงที่ที่ติดอยู่กับแชสซีหรือทั้งสองตำแหน่งก็ตาม

บาร์ 4 แท่งแบบย้อนกลับคู่สามารถให้ระยะเอื้อมสูงสุดและการยกที่เป็นเส้นตรงที่สุดจากแขนทั้งหมดที่กล่าวถึง เนื่องจากการออกแบบนี้อาจต้องไปถึงความสูงที่สูงมาก จึงจำเป็นต้องใช้ความระมัดระวังเมื่อขับเคลื่อนหุ่นยนต์โดยยืดแขนออกจนสุด มิฉะนั้น หุ่นยนต์อาจพลิกคว่ำได้

ใช้ลิงก์นี้เพื่อดูโมเดล 3 มิติของ Double Reverse 4-Bar Arm โดยละเอียดเพิ่มเติม

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูวิดีโอการออกแบบแขน และบทสรุปบทเรียน ในห้องปฏิบัติการ STEM แบบ Up and Over

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus

Last Updated: