Xây dựng cánh tay robot VEX IQ

Có nhiều cách khác nhau để bạn có thể chế tạo một cánh tay robot để bổ sung vào Robot VEX IQ của mình. Cánh tay robot là một cơ chế hoặc máy móc có chức năng chuyển động tương tự như cánh tay con người. Nó có thể được sử dụng để nhặt, di chuyển và vận chuyển đồ vật. Cánh tay robot thường được gắn vào một tháp trên khung xe và được sử dụng để nâng một bộ điều khiển khác ở cuối cánh tay. Cánh tay cũng có thể được sử dụng để nâng robot lên khỏi mặt đất.

Động cơ thường được gắn vào tháp và dẫn động bộ truyền bánh răng hoặc hệ thống xích và bánh xích để di chuyển cánh tay. Cánh tay cũng có thể sử dụng dây cao su để hỗ trợ nâng. Cánh tay Robot VEX IQ thường được lắp ráp từ Dầm hoặc Dầm lớn. Cánh tay có thể chỉ là một bộ dầm lắp ráp duy nhất hoặc hai cánh tay có thể được ghép cạnh nhau với một khoảng cách giữa chúng. Có thể sử dụng các hỗ trợ chéo được thực hiện bằng cách sử dụng Standoffs hoặc Corner Connectors để kết nối cặp.

Xem bên dưới để biết ví dụ về nhiều loại vũ khí mà bạn có thể chế tạo bằng Bộ VEX IQ.


Tay đòn

Một cánh tay đòn đơn có lẽ là cánh tay đòn dễ lắp ráp nhất. Đây là loại cánh tay được tìm thấy trên phiên bản ClawBot IQ (thế hệ 1). Bộ điều khiển ở cuối tuân theo chuyển động của cánh tay đòn. Thiết kế cánh tay đòn có thể vượt qua đỉnh tháp và chạm tới phía bên kia của robot.

Tuy nhiên, chuyển động này có thể là một vấn đề với nĩa, muỗng hoặc phần trò chơi thụ động cần duy trì ở mức ổn định.


Cánh tay liên kết

Cánh tay liên kết là cánh tay bao gồm nhiều thanh xoay tạo nên mối liên kết giữa tháp và tháp cuối.

4-bar_update.png

  • Các mối liên kết thường được xây dựng để tạo thành hình bình hành.
  • Khi các thanh và tháp này có cùng khoảng cách giữa các mối liên kết song song của chúng, chúng vẫn song song khi cánh tay nâng lên. Điều này có thể giữ cho bất cứ thứ gì cánh tay đang nâng ở mức độ tương đối. Tuy nhiên, cánh tay sẽ di chuyển theo hình vòng cung nhẹ khi nâng lên.
  • Những cánh tay này bị hạn chế về độ cao nâng vì đến một lúc nào đó các thanh song song sẽ tiếp xúc với nhau.

Cánh tay liên kết bao gồm: 4 thanh, 6 thanh, thanh xích và 4 thanh đảo ngược kép. Xem bên dưới để biết ví dụ về các biến thể của cánh tay robot này.


4 thanh

Cánh tay 4 thanh là cánh tay liên kết và thường là loại cánh tay liên kết dễ lắp ráp nhất. Nó bao gồm một kết nối tháp, một tập hợp các nhánh liên kết song song và kết nối tháp cuối/bộ điều khiển.

Một ví dụ về cánh tay 4 thanh có thể được tìm thấy trên ClawBot (thế hệ 2)


6 thanh

hình ảnh1.png

Cánh tay 6 thanh là phần mở rộng của cánh tay liên kết 4 thanh. Nó được thực hiện bằng cách sử dụng thanh trên cùng dài hơn và thanh cuối mở rộng trên bộ liên kết đầu tiên. Thanh dài hơn đóng vai trò là thanh liên kết phía dưới cho bộ liên kết thứ hai và thanh cuối mở rộng đóng vai trò là “tháp” cho hai thanh liên kết còn lại trên cùng.


Cánh tay 6 thanh thường có thể vươn cao hơn cánh tay 4 thanh, tuy nhiên, chúng sẽ vươn ra xa hơn khi vung lên và có thể khiến robot bị lật nếu chiều dài cơ sở không đủ lớn.


Thanh xích

chain_bar_with_chain.png

Tay thanh xích sử dụng đĩa xích và xích để tạo thành tay liên kết.  Một trục có nắp đi qua tháp. Một bánh xích được gắn vào tháp và trên nắp trục. Điều này cho phép trục quay trong khi bánh xích vẫn được gắn vào tháp. Trục được cố định vào cánh tay và một động cơ có hệ thống bánh xích/xích hoặc bộ truyền bánh răng được sử dụng để nâng và hạ cánh tay.

Một trục quay tự do khác được truyền qua đầu kia của cánh tay đòn. Bộ điều khiển cuối được gắn vào bánh xích thứ hai có cùng kích thước. Khi xích được nối giữa các đĩa xích của cánh tay, dây xích hoạt động giống như một thanh liên kết 4 thanh khi hệ thống động cơ làm quay cánh tay.

Bạn có thể cần sử dụng các chốt dài hơn với các miếng đệm hoặc các thanh đỡ ngắn để gắn các đĩa xích vào Dầm nhằm tạo khoảng trống cho xích.  

Ưu điểm của tay đòn thanh xích là không có hai mắt xích kết hợp với nhau làm hạn chế chiều cao của nó, tuy nhiên nếu dây xích không bị đứt hoặc đứt liên kết thì tay đòn sẽ bị hỏng.


4 thanh đảo ngược đôi

Cánh tay 4 thanh đảo ngược đôi đòi hỏi phải lập kế hoạch và thời gian nhiều nhất để lắp ráp. Chúng gần như luôn được ghép thành từng cặp để cân bằng lực tác dụng lên cánh tay. Việc lắp ráp các cánh tay này bắt đầu bằng liên kết bốn thanh. Liên kết cuối đóng vai trò như tháp thứ hai cho bộ bốn thanh trên cùng.

Thông thường, một Bánh răng lớn được gắn vào đầu xa của thanh nối trên cùng của 4 thanh phía dưới và một Bánh răng lớn khác được gắn vào đầu gần của thanh liên kết dưới cùng của 4 thanh trên cùng. Khi cánh tay được nâng lên, hai bánh răng trung gian di chuyển bộ 4 thanh trên cùng theo hướng ngược lại với bộ dưới cùng, kéo cánh tay lên.

hình ảnh2.png

Khi thiết kế tay đòn 4 thanh đảo ngược kép, điều quan trọng là phải tạo khoảng trống để 4 thanh trên cùng có thể đi vào bên trong hoặc ra bên ngoài của 4 thanh dưới cùng. Điều này có thể được thực hiện bằng cách gắn thanh 4 phía trên vào bên trong hệ thống bánh răng trung tâm và thanh 4 phía dưới ở bên ngoài hệ thống bánh răng.

  1. 4 thanh trên gắn bên trong bánh răng
  2. 4 thanh dưới gắn bên ngoài bánh răng.  

Cung cấp càng nhiều giá đỡ chéo càng tốt giữa hai cánh tay sẽ giúp giữ cho cánh tay ổn định.

Screen_Shot_2021-11-03_at_11.35.00_AM.png

Nhiều thiết kế 4 thanh đảo ngược kép gắn (các) động cơ thang máy với Bánh răng 12T vào tháp thứ hai và dẫn động các Bánh răng lớn trên thang máy. Mặc dù vậy, chúng có thể được nâng lên bằng (các) hệ thống động cơ/bánh răng trên các tháp cố định gắn vào khung hoặc cả hai vị trí.

4 thanh đảo ngược đôi có thể có tầm với cao nhất và lực nâng tuyến tính nhất trong số tất cả các cánh tay được thảo luận. Do thiết kế này có thể đạt tới độ cao cực cao nên cần thận trọng khi điều khiển rô-bốt với cánh tay duỗi thẳng hoàn toàn nếu không rô-bốt có thể bị lật.

 

Để biết thêm thông tin, hãy xem Video thiết kế cánh tay và Tóm tắt bài học trong Phòng thí nghiệm STEM Up and Over.

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

Last Updated: