Di quanti servi ha bisogno un braccio robotico? Guida alla selezione per quantità da due a sei assi

Hai mai pensato a quante "articolazioni" sono necessarie per realizzare un braccio robotico in grado di afferrare, trattenere e ruotare? Molte persone entrano in contatto conservoè per la prima volta. Quando guardano fantastici video di bracci robotici su Internet, la cosa più confusa nella loro mente è: quanti?servoCosa dovrei acquistare per il mio progetto? Se acquisti troppo poco, hai paura di non avere abbastanza funzionalità; se compri troppo, hai paura di non riuscire a controllarlo. Oggi spiegheremo chiaramente questo argomento e ti faremo capire come scegliere il numero diservoè subito.

Cosa determina il numero di servi?

La chiave per decidere quanti servi deve utilizzare un braccio robotico dipende innanzitutto da quanto "libero" vuole essere il tuo braccio robotico. Il grado di libertà qui è semplicemente il numero di direzioni in cui il braccio robotico può muoversi in modo indipendente. Un'azione di presa di base richiede almeno tre gradi di libertà: uno è responsabile della rotazione a destra e sinistra, uno è responsabile del sollevamento del braccio su e giù e l'altro è responsabile dell'apertura e della chiusura degli artigli. È come la cooperazione di base del braccio umano dalla spalla al polso. Se vuoi che sia più flessibile, in grado di arrivare sotto un tavolo o aggirare gli ostacoli, devi aumentare i gradi di libertà, e ogni grado di libertà di solito richiede un servo per essere guidato. Quindi, non affrettarti a effettuare un ordine, prendi una penna, disegna sul foglio e pensa a quali azioni deve eseguire il tuo braccio robotico. Questo è il primo passo per determinare il numero di servi.

Il manipolatore a due assi più semplice richiede diversi servi

Se vuoi semplicemente realizzare un giocattolo entry-level o un modello dimostrativo, la struttura più semplice è un braccio robotico a due assi. Questo tipo di braccio robotico è generalmente costituito da due servi: un servo funge da base, responsabile della rotazione in direzione orizzontale, consentendo all'intero braccio di ruotare a sinistra e a destra; l'altro servo è installato sul braccio, responsabile dell'oscillazione del braccio su e giù. Dove sono gli artigli? Di solito la versione più semplice è senza artigli o con una piccola pala fissa. La sua funzione è molto limitata e può muoversi solo su un piano bidimensionale. È adatto per dimostrare i principi di base del movimento o per eseguire alcuni semplici movimenti di "spinta" e "quadrante". Per coloro che hanno appena iniziato e vogliono sperimentare il servocontrollo, iniziare con due servi è una buona scelta.

È sufficiente un comune braccio robotico a quattro assi?

La maggior parte dei bracci robotici desktop di piccole dimensioni più comuni oggi sul mercato sono composti da quattro servi. Si tratta di una configurazione relativamente bilanciata in grado di completare le attività di scansione più semplici. I quattro servi sono solitamente assegnati in questo modo: uno sulla base controlla la rotazione, uno sul braccio grande controlla il movimento in avanti e all'indietro, uno sul braccio piccolo controlla la regolazione su e giù, e infine uno sull'artiglio controlla l'apertura e la chiusura. Sono come i quattro nodi chiave di un braccio umano, dalla spalla al polso. Con questi quattro servi, il tuo braccio robotico può raggiungere una posizione designata nello spazio tridimensionale e quindi afferrare con precisione un piccolo quadrato. Per le competizioni di studenti creativi, semplici esperimenti di automazione o fai-da-te domestico, un braccio robotico a quattro assi è sostanzialmente sufficiente e ha le prestazioni in termini di costi più elevati.

Qual è la forza del braccio robotico a sei assi?

Se il budget e i canali del controller lo consentono, allora devo dire che il braccio robotico a sei assi è il vero "tuttofare". I due assi extra vengono solitamente aggiunti alla parte del polso, consentendo all'artiglio di "inclinare" e "ruotare" in modo flessibile come un polso umano. Non sottovalutare queste due azioni, c'è un'enorme differenza tra averle e non averle. Immagina di voler scegliere una vite da una pila di parti. Non solo devi allungarti, ma anche i tuoi artigli devono essere ad angolo retto per raccoglierlo. Questo è il vantaggio dei sei assi. I robot collaborativi utilizzati nell'industria sono fondamentalmente a sei assi per poter gestire varie posture complesse. Se il prodotto che stai realizzando deve maneggiare oggetti da diverse angolazioni o simulare movimenti della mano umana più precisi, l'utilizzo diretto di sei assi può farti risparmiare molti problemi nelle modifiche successive.

Cosa c'è di speciale nel servo ad artiglio?

Abbiamo parlato di diversi servi proprio ora, ma il servo utilizzato per l'artiglio è in realtà un po' speciale. I normali servi rotanti vengono utilizzati per controllare l'apertura e la chiusura degli artigli. Sebbene sia semplice e diretta, la forza di serraggio non è facile da controllare ed è facile danneggiare o non riuscire a bloccare le cose. Se vuoi essere più sofisticato, puoi considerare di dotare l'artiglio di un servo lineare separato o convertire il movimento di rotazione in un movimento di bloccaggio lineare attraverso una struttura a biella. Un altro modo di giocare è usare due servi come artigli. Uno controlla il posizionamento degli artigli e l'altro è responsabile del bloccaggio. Questo design può simulare un metodo di presa più stabile, come pizzicare qualcosa con due dita. Quindi, quando conti il ​​numero di servi, non pensare troppo semplicemente alla parte dell'artiglio, potrebbe nascondere uno o due servi.

A cosa dovresti prestare attenzione quando scegli il controllo multiasse?

Dopo aver deciso quanti servi acquistare, c'è un'altra trappola a cui devi prestare attenzione: il tuo controller può pilotare così tanti servi? Una normale scheda può controllare più di una dozzina di servi attraverso la simulazione software, ma una volta che i servi agiscono contemporaneamente, la richiesta di corrente aumenterà notevolmente. Ad esempio, se sei servi di un braccio robotico a sei assi ruotano contemporaneamente alla massima potenza, la corrente istantanea può superare i 10 A. Non è possibile utilizzare il normale alimentatore USB, causando un arresto anomalo o un ripristino. Pertanto, quando si pianifica il numero di servi, è necessario considerare l'utilizzo di un alimentatore esterno ad alta potenza e scegliere una scheda servoazionamento in grado di emettere corrente sufficiente. Non lasciare che il braccio robotico lo faccia a metà strada e rimarrà paralizzato a causa dell'alimentazione insufficiente. Sarebbe un peccato.

Dopo aver letto così tanto, hai le tue idee su quali servi scegliere? Sono curioso, se dovessi realizzarne uno, quale sarebbe la prima cosa che vorresti prendere? È la penna sul tavolo o la scatola di cioccolatini non aperti? Benvenuto per parlare delle tue idee creative nell'area commenti. Se trovi utile l'articolo, ricordati di mettergli un mi piace e di condividerlo con i tuoi amici che giocano insieme con l'hardware!