การสร้างแขนหุ่นยนต์ VEX IQ

มีหลากหลายวิธีที่คุณสามารถสร้างแขนหุ่นยนต์เพื่อเพิ่มลงใน VEX IQ Robot ของคุณได้ แขนหุ่นยนต์เป็นกลไกหรือเครื่องจักรที่ทำงานคล้ายกับแขนมนุษย์ สามารถใช้ในการหยิบ เคลื่อนย้าย และขนส่งสิ่งของต่างๆ แขนหุ่นยนต์มักจะติดอยู่กับหอคอยบนโครงเครื่อง และใช้ในการยกหุ่นยนต์อีกตัวที่ปลายแขน แขนยังสามารถใช้เพื่อยกหุ่นยนต์ขึ้นจากพื้นได้

โดยปกติมอเตอร์จะติดตั้งอยู่กับหอคอยและขับเคลื่อนชุดเกียร์หรือระบบโซ่และเฟืองเพื่อขยับแขน แขนอาจใช้หนังยางเพื่อช่วยในการยก แขนหุ่นยนต์ VEX IQ มักจะประกอบจากคานหรือคานขนาดใหญ่ แขนอาจเป็นเพียงชุดคานที่ประกอบขึ้นเพียงชุดเดียว หรือสามารถจับคู่แขนสองข้างเคียงข้างกันโดยมีระยะห่างระหว่างแขนทั้งสองข้างก็ได้ การรองรับแบบไขว้ที่ทำโดยใช้ Standoffs หรือ Corner Connectors สามารถใช้เชื่อมต่อทั้งคู่ได้

ดูตัวอย่างแขนแบบต่างๆ ที่คุณสามารถสร้างได้ด้วย VEX IQ Kit ด้านล่าง


แกว่งแขน

สวิงอาร์มเดี่ยวอาจเป็นแขนที่ง่ายที่สุดในการประกอบ นี่คือประเภทของแขนที่พบใน ClawBot IQ (รุ่นที่ 1) build หุ่นยนต์ที่อยู่ส่วนท้ายจะเคลื่อนตามส่วนโค้งของการเคลื่อนที่ของสวิงอาร์ม เป็นไปได้ที่การออกแบบสวิงอาร์มจะผ่านด้านบนของทาวเวอร์และไปถึงอีกด้านหนึ่งของหุ่นยนต์

อย่างไรก็ตาม การเคลื่อนไหวนี้อาจเป็นปัญหาของทางแยก ตัก หรือชิ้นส่วนเกมที่ต้องรักษาระดับไว้


แขนเชื่อมโยง

แขนเชื่อมต่อคือแขนที่เกี่ยวข้องกับแกนหมุนมากกว่าหนึ่งอันซึ่งทำการเชื่อมโยงระหว่างหอคอยและหอคอยส่วนท้าย

4-bar_update.png

  • โดยทั่วไปการเชื่อมโยงจะถูกสร้างขึ้นเพื่อสร้างรูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน
  • เมื่อคานและหอคอยเหล่านี้มีระยะห่างระหว่างจุดเชื่อมต่อแบบขนานเท่ากัน ทั้งสองจุดจะยังคงขนานกันในขณะที่ยกแขนขึ้น วิธีนี้สามารถรักษาทุกสิ่งที่แขนยกได้ค่อนข้างเสมอกัน อย่างไรก็ตาม แขนจะขยับส่วนโค้งเล็กน้อยขณะยกขึ้น
  • แขนเหล่านี้ถูกจำกัดว่ายกได้สูงแค่ไหน เพราะเมื่อถึงจุดหนึ่ง บาร์คู่ขนานก็จะสัมผัสกัน

แขนต่อพ่วงประกอบด้วย: 4 บาร์ 6 บาร์ โซ่บาร์ และ 4 บาร์ถอยหลังคู่ ดูตัวอย่างรูปแบบแขนหุ่นยนต์เหล่านี้ด้านล่าง


4 บาร์

แขนยึดแบบ 4 บาร์เป็นแขนยึดและโดยปกติจะเป็นแขนยึดชนิดที่ง่ายที่สุดในการประกอบ ประกอบด้วยการเชื่อมต่อทาวเวอร์ ชุดแขนเชื่อมต่อแบบขนาน และการเชื่อมต่อทาวเวอร์/หุ่นยนต์ส่วนปลาย

ตัวอย่างของแขน 4 บาร์สามารถพบได้ใน ClawBot (รุ่นที่ 2)


6-บาร์

image1.png

แขน 6 บาร์เป็นส่วนต่อขยายของแขนเชื่อมต่อ 4 บาร์ สามารถทำได้โดยการใช้แถบด้านบนที่ยาวขึ้นและแถบปลายที่ขยายในข้อต่อชุดแรก แถบที่ยาวกว่าทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อด้านล่างสำหรับจุดเชื่อมต่อชุดที่สอง และแถบปลายที่ขยายออกทำหน้าที่เป็น "หอคอย" สำหรับจุดเชื่อมต่อที่เหลือสองจุดบนสุด


โดยปกติแล้ว แขน 6 บาร์สามารถเข้าถึงได้สูงกว่าแขน 4 บาร์ แต่จะขยายออกไปอีกเมื่อแกว่งขึ้น และอาจทำให้หุ่นยนต์คว่ำได้หากฐานล้อไม่ใหญ่พอ


เชนบาร์

chain_bar_with_chain.png

แขนโซ่บาร์ใช้เฟืองและโซ่เพื่อสร้างแขนเชื่อมต่อ  เพลาที่ต่อยอดจะผ่านหอคอย เฟืองจะติดตั้งอยู่บนหอคอยและเหนือฝาเพลา ช่วยให้เพลาหมุนได้ในขณะที่เฟืองยังคงติดอยู่กับหอคอย เพลาถูกยึดเข้ากับแขนและใช้มอเตอร์ที่มีระบบเฟือง/โซ่หรือชุดเฟืองเพื่อยกและลดแขนลง

เพลาหมุนอิสระอีกอันหนึ่งถูกส่งผ่านปลายอีกด้านของแขน หุ่นยนต์ส่วนปลายถูกติดตั้งเข้ากับเฟืองขนาดเดียวกันตัวที่สอง เมื่อโซ่เชื่อมต่อระหว่างเฟืองของแขน โซ่จะทำหน้าที่เหมือนตัวต่อ 4 บาร์เนื่องจากระบบมอเตอร์หมุนแขน

คุณอาจจำเป็นต้องใช้หมุดที่ยาวกว่าพร้อมตัวเว้นระยะหรือตัวเว้นระยะห่างแบบสั้นเพื่อติดเฟืองเข้ากับคานเพื่อให้มีช่องว่างสำหรับโซ่  

ข้อดีของแขนโซ่บาร์คือไม่มีข้อต่อสองชิ้นมารวมกันซึ่งจำกัดความสูงของโซ่ อย่างไรก็ตาม หากโซ่หลุดออกหรือข้อต่อขาด แขนก็จะพัง


ดับเบิ้ลรีเวิร์ส 4 บาร์

แขน 4 บาร์แบบถอยหลังคู่ต้องใช้เวลาในการวางแผนและประกอบมากที่สุด แทบจะประกอบกันเป็นคู่เพื่อปรับแรงที่แขนให้เท่ากัน การประกอบแขนเหล่านี้เริ่มต้นด้วยการเชื่อมโยงสี่บาร์ ส่วนเชื่อมต่อส่วนท้ายทำหน้าที่เป็นหอคอยที่สองสำหรับชุดบนสุดที่มีสี่แท่ง

โดยทั่วไปแล้ว เฟืองขนาดใหญ่จะติดตั้งอยู่ที่ปลายสุดของจุดเชื่อมต่อด้านบนของ 4 บาร์ด้านล่าง และเฟืองขนาดใหญ่อีกอันจะติดตั้งอยู่ที่ปลายใกล้ของจุดเชื่อมต่อด้านล่างของ 4 บาร์ด้านบน ขณะที่ยกแขนขึ้น เกียร์ทั้งสองจะเคลื่อนชุดบนของ 4 บาร์ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับชุดด้านล่าง และยืดแขนขึ้น

image2.png

เมื่อออกแบบแขน 4 บาร์แบบย้อนกลับแบบคู่ สิ่งสำคัญคือต้องมีระยะห่างเพื่อให้ 4 บาร์ด้านบนสามารถผ่านเข้าด้านในหรือด้านนอกของ 4 บาร์ด้านล่างได้ ซึ่งสามารถทำได้โดยการติดตั้งแถบ 4 ตัวบนเข้ากับด้านในของระบบเกียร์กลาง และแถบ 4 ตัวล่างเข้ากับด้านนอกของระบบเกียร์

  1. แถบ 4 บาร์ด้านบนติดตั้งอยู่ที่ด้านในของเกียร์
  2. 4 บาร์ด้านล่างติดตั้งอยู่ที่ด้านนอกของเกียร์  

การจัดให้มีการรองรับไขว้ระหว่างแขนทั้งสองข้างให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จะช่วยให้แขนทั้งสองข้างมั่นคง

Screen_Shot_2021-11-03_at_11.35.00_AM.png

การออกแบบ 4 บาร์แบบกลับด้านคู่หลายแบบจะติดตั้งมอเตอร์ลิฟต์ที่มีเกียร์ 12T ไปยังทาวเวอร์ที่สอง และขับเคลื่อนเกียร์ขนาดใหญ่บนลิฟต์ แม้ว่าจะสามารถยกได้โดยใช้ระบบมอเตอร์/เกียร์บนหอคอยที่อยู่กับที่ซึ่งติดอยู่กับแชสซีหรือทั้งสองตำแหน่ง

4 บาร์แบบถอยหลังสองเท่าสามารถมีระยะเอื้อมสูงสุดและการยกเชิงเส้นตรงมากที่สุดในบรรดาแขนทั้งหมดที่กล่าวถึง เนื่องจากการออกแบบนี้อาจมีความสูงสุดขีดได้ จึงต้องใช้ความระมัดระวังเมื่อขับเคลื่อนหุ่นยนต์โดยยืดแขนออกจนสุด มิฉะนั้นหุ่นยนต์อาจล้มคว่ำได้

 

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูที่ วิดีโอการออกแบบ Arm และข้อมูลสรุปบทเรียน ใน Up and Over STEM Lab

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

Last Updated: