De combien de servos un bras robotique a-t-il besoin ? Guide de sélection pour quantité de deux à six axes

Avez-vous déjà pensé au nombre d'« articulations » nécessaires pour fabriquer un bras robotique capable de saisir, de tenir et de tourner ? De nombreuses personnes entrent en contact avecservomoteurs pour la première fois. Lorsqu’ils regardent des vidéos sympas de bras robotiques sur Internet, la chose la plus déroutante dans leur esprit est : combienservomoteurs dois-je acheter pour mon projet ? Si vous achetez trop peu, vous avez peur de ne pas avoir assez de fonctionnalités ; si vous en achetez trop, vous avez peur de ne pas pouvoir le contrôler. Aujourd'hui, nous allons vous expliquer clairement cette question et vous faire comprendre comment choisir le nombre deservomoteurs à la fois.

Qu'est-ce qui détermine le nombre de servos ?

La clé pour décider du nombre de servos qu’un bras robotique doit utiliser dépend d’abord du degré de « liberté » que votre bras robotique souhaite être. Le degré de liberté ici est simplement le nombre de directions dans lesquelles le bras robotique peut se déplacer indépendamment. Une action de préhension de base nécessite au moins trois degrés de liberté : l'un est responsable de la rotation gauche et droite, l'autre est responsable du levage du bras de haut en bas et le dernier est responsable de l'ouverture et de la fermeture des griffes. C’est comme la coopération fondamentale du bras humain, de l’épaule au poignet. Si vous voulez qu'il soit plus flexible, capable de passer sous une table ou autour d'obstacles, vous devez augmenter les degrés de liberté, et chaque degré de liberté nécessite généralement un servo pour être piloté. Alors ne vous précipitez pas pour passer une commande, prenez un stylo, dessinez sur le papier et réfléchissez aux actions que votre bras robotique doit effectuer. C'est la première étape pour déterminer le nombre de servos.

Le manipulateur à deux axes le plus simple nécessite plusieurs servos

Si vous souhaitez simplement fabriquer un jouet d'entrée de gamme ou un modèle de démonstration, la structure la plus simple est un bras robotique à deux axes. Ce type de bras robotique se compose généralement de deux servos : un servo sert de base, chargé de tourner dans le sens horizontal, permettant à l'ensemble du bras de tourner à gauche et à droite ; l'autre servo est installé sur le bras, chargé de faire pivoter le bras de haut en bas. Où sont les griffes ? Habituellement, la version la plus simple est sans griffes, ou avec une petite pelle fixe à la place. Sa fonction est très limitée et ne peut se déplacer que dans un plan bidimensionnel. Il convient pour démontrer les principes de base du mouvement ou pour effectuer quelques mouvements simples de « poussée » et de « cadran ». Pour ceux qui débutent et souhaitent expérimenter le servocommande, commencer avec deux servos est un bon choix.

Un bras robotique commun à quatre axes est-il suffisant ?

La plupart des petits bras robotiques de bureau les plus courants sur le marché aujourd'hui sont composés de quatre servos. Il s'agit d'une configuration relativement équilibrée qui peut effectuer la plupart des tâches d'exploration simples. Les quatre servos sont généralement attribués comme ceci : un sur la base contrôle la rotation, un sur le grand bras contrôle le mouvement vers l'avant et l'arrière, un sur le petit bras contrôle le réglage de haut en bas, et enfin un sur la griffe contrôle l'ouverture et la fermeture. C'est comme les quatre nœuds clés d'un bras humain, de l'épaule au poignet. Avec ces quatre servos, votre bras robotique peut atteindre une position désignée dans un espace tridimensionnel, puis saisir avec précision un petit carré. Pour les concours de créateurs étudiants, les expériences d'automatisation simples ou le bricolage à domicile, un bras robotique à quatre axes est fondamentalement suffisant et offre le rapport coût-performance le plus élevé.

Quelle est la force du bras robotique à six axes ?

Si votre budget et vos canaux de commande le permettent, alors je dois dire que le bras robot à six axes est le véritable « polyvalent ». Les deux axes supplémentaires sont généralement ajoutés à la partie du poignet, permettant à la griffe de « tanguer » et de « tourner » de manière flexible comme un poignet humain. Ne sous-estimez pas ces deux actions, il y a une énorme différence entre les avoir et ne pas les avoir. Imaginez que vous vouliez choisir une vis parmi une pile de pièces. Non seulement vous devez tendre la main, mais vos griffes doivent également être au bon angle pour le ramasser. C'est l'avantage des six axes. Les robots collaboratifs utilisés dans l’industrie sont essentiellement à six axes afin de pouvoir gérer diverses postures complexes. Si le produit que vous fabriquez doit manipuler des objets sous différents angles ou simuler des mouvements de la main humaine plus précis, l'utilisation directe de six axes peut vous éviter bien des problèmes lors de modifications ultérieures.

Quelle est la particularité du servo à griffes ?

Nous avons parlé de plusieurs servos tout à l'heure, mais le servo utilisé pour la griffe est effectivement un peu spécial. Des servos rotatifs ordinaires sont utilisés pour contrôler l'ouverture et la fermeture des griffes. Bien qu'elle soit simple et directe, la force de serrage n'est pas facile à contrôler et il est facile d'endommager ou de ne pas serrer les objets. Si vous souhaitez être plus sophistiqué, vous pouvez envisager d'équiper la griffe d'un servo linéaire séparé, ou de convertir le mouvement de rotation en un mouvement de serrage linéaire via une structure de bielle. Une autre façon de jouer consiste à utiliser deux servos comme griffes. L'un contrôle le positionnement des griffes et l'autre est responsable du serrage. Cette conception peut simuler une méthode de préhension plus stable, comme pincer quelque chose avec deux doigts. Alors quand on compte le nombre de servos, ne pensez pas trop simplement à la partie griffe, elle peut cacher un ou deux servos.

À quoi faut-il faire attention lors du choix d’une commande multi-axes ?

Après avoir décidé combien de servos vous souhaitez acheter, il y a un autre écueil auquel vous devez faire attention : votre contrôleur peut-il piloter autant de servos ? Une carte ordinaire peut contrôler plus d'une douzaine de servos grâce à une simulation logicielle, mais une fois que les servos agiront en même temps, la demande de courant augmentera fortement. Par exemple, si six servos d'un bras robotique à six axes tournent à pleine puissance en même temps, le courant instantané peut dépasser 10 A. L'alimentation USB ordinaire ne peut pas être utilisée du tout, provoquant un crash ou une réinitialisation. Par conséquent, lors de la planification du nombre de servos, vous devez envisager d'utiliser une alimentation externe haute puissance et choisir une carte de servomoteur capable de produire suffisamment de courant. Ne laissez pas le bras robotique faire la moitié du chemin, il sera paralysé en raison d'une alimentation électrique insuffisante. Ce serait dommage.

Après avoir tant lu, avez-vous vos propres idées sur les servos à choisir ? Je suis curieux, si vous deviez en faire un, quelle serait la première chose que vous voudriez saisir ? Est-ce le stylo sur la table ou la boîte de chocolats non ouverte ? Bienvenue pour discuter de vos idées créatives dans la zone de commentaires. Si vous trouvez l'article utile, n'oubliez pas de l'aimer et de le partager avec vos amis qui jouent ensemble avec du matériel !