机械臂通常安装到机器人底盘上的一个塔架上,用于抬升在机械臂末端的另一个操纵机构。 机械臂也可以被用于抬升机器人离开地面,如果这是竞赛得分的一部分。 电机通常安装到塔架上并且驱动一个齿轮传动系统,链条和链轮系统,或者一个安装到机械臂的转盘轴承。 机械臂经常使用橡皮筋或乳胶管来协助抬升。

机器人的机械臂可以由诸如横梁,C型梁,或L型梁的金属结构件组装出来。 机械臂可以是单个组装的金属件或两个机械臂可以并排成对,它们之间有一个跨度并且交叉支撑连接。

连杆机械臂包括不止一个枢轴杆,从而在一个塔架和末端塔架之间形成连杆。 连杆通常被搭建成一个平行四边形。 当这些杆和塔架在它们平行连杆之间有相同距离时,它们在机械臂抬升时保持平行。 不管它们抬升的是什么,这可以保持该物体相对水平,但是这些机械臂在抬升到多高时有限制,因为在某个时刻平行连杆将互相接触。

有几种不同类型的机械臂组装件,其中包括:

悬臂

一个单悬臂可能是最易组装的机械臂。 这种类型的机械臂在Cortex钳爪机器人搭建中可以找到。 末端的操纵机构跟随悬臂运动的弧线,这在和一个被动式叉子时可能是个问题。 勺子,或需要保持水平的竞赛道具。 但是,一种越过塔架顶部并达到机器人的另一侧的悬臂设计是可能的。

 

 

小悬臂可以被安装到一个主机械臂的末端。 这些有时候被指作为一个腕关节。 一个腕关节的示例可以在Cortex超级钳爪搭建和V5搭建,Flip以及超级Flip中找到。

单悬臂 腕关节

单悬臂.png

腕关节.png

4-杆机械臂

4-杆

4-杆机械臂是一个连杆机械臂并且通常是最易组装的连杆类机械臂。 它们由一个塔架连接,一组平行连杆机械臂,以及一个末端塔架/操纵机构连接组成。

一个4-杆机械臂的示例可以在V5搭建,V5钳爪机器人和V5抬升机器人中找到。

6-杆机械臂

6-杆

6-杆机械臂是4-连杆机械臂的一个延伸。 这是通过使用一根更长的上方杆以及一根在第一组连杆延伸的末端杆实现的。 更长的杆作为第二组连杆的底部连杆且延伸的末端杆作为顶部两根剩余连杆的一个“塔架”。

6-杆机械臂通常可以比4-杆机械臂伸的更高,但是当它们摆动升起伸展出去更远时,如果机器人轴距不够大时会导致机器人倾倒。

链条-杆机械臂

链条-杆机械臂使用链轮和链条来创建一个连杆机械臂。 该组装使用一个圆孔插销在一个高强度链轮中。 这个链轮被安装到塔架并且驱动轴穿过塔架和插销。 圆孔插销允许机械臂的轴自由转动。 传动轴固定在机械臂上并且带有一个高强度链轮/链条系统或高强度齿轮系统的电机被用来升高和降低它。

另一个自动转动的传动轴穿过机械臂的另一端。 末端操纵机构安装到第二个相同尺寸的带有金属方孔插销的高强度链轮上。 这个插销用于固定链轮到第二根传动轴上。 当链条已连接到机械臂之间的链轮上时,当一个电机系统转动机械臂时链条就像一个4连杆。

链条-杆机械臂通常成对组装来平衡机械臂上的力。

链条-杆机械臂的优势是它没有两个连杆碰到一起限制它的高度,但是如果链条没有扣住或者有一个链节断开,机械臂将失败。

平行反向4-杆机械臂(DR4B)

平行反向4-杆机械臂需要最多的计划和时间来组装。 它们几乎总是成对组装以平衡机械臂上的力。 这些机械臂的组装从一个4连杆开始。 末端连杆作为一组4连杆的顶部的第二个塔架。

通常一个84齿高强度齿轮被安装到底部4-杆的远端并且另一个84齿齿轮被安装到靠近顶部4-杆的底部。 当机械臂被抬升时两个齿轮啮合移动顶部这组4-杆,以与底部这组相反的反向,伸展机械臂向上。

当设计一个平行反向4-杆机械臂时,提供间隙以便顶部4-杆可以通过底部4-杆的内侧或者外侧很重要。 在一对机械臂之间提供尽可能多的交叉支撑将保持机械臂稳定。

很多平行反向4-杆设计安装抬升电机(组)和一个12齿齿轮到第二个塔架并驱动升降机构上的84齿齿轮。 虽然,它们可以被安装到底盘上安装的固定的塔架或两个位置的电机(组)/齿轮传动系统抬升。

平行反向4-杆可以达到所有讨论的机械臂中最高高度。 由于这个设计可能达到的极高的高度,当驱动带有完全伸展机械臂的机器人时需要小心否则机器人可能倾倒。

平行反向4-杆(底部塔架电机安装) 平行反向4-杆(中心塔架电机安装)

平行反向4杆.png

平行反向4杆中心塔架.png

平行反向4杆运行:

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