¿Cuántos servos necesita un brazo robótico? Guía de selección para cantidad de dos a seis ejes

¿Alguna vez has pensado cuántas "articulaciones" se necesitan para hacer un brazo robótico que pueda agarrar, sostener y rotar? Muchas personas entran en contacto conservos por primera vez. Cuando ven vídeos geniales de brazos robóticos en Internet, lo que más les confunde es: ¿cuántosservo¿Qué debo comprar para mi proyecto? Si compras muy poco, temes no tener suficientes funciones; Si compras demasiado, tienes miedo de no poder controlarlo. Hoy vamos a explicarte claramente este asunto y dejarte entender cómo elegir el número deservos de una vez.

¿Qué determina el número de servos?

La clave para decidir cuántos servos necesita usar un brazo robótico depende primero de qué tan "libre" quiera ser su brazo robótico. El grado de libertad aquí es simplemente el número de direcciones en las que el brazo robótico puede moverse de forma independiente. Una acción de agarre básica requiere al menos tres grados de libertad: uno es responsable de la rotación hacia la izquierda y hacia la derecha, otro es responsable de levantar el brazo hacia arriba y hacia abajo y el otro es responsable de abrir y cerrar las garras. Esto es como la cooperación básica del brazo humano desde el hombro hasta la muñeca. Si desea que sea más flexible, capaz de alcanzar debajo de una mesa o sortear obstáculos, debe aumentar los grados de libertad, y cada grado de libertad generalmente requiere un servo para funcionar. Por lo tanto, no se apresure a hacer un pedido, tome un bolígrafo, dibuje en el papel y piense en las acciones que debe realizar su brazo robótico. Este es el primer paso para determinar el número de servos.

El manipulador de dos ejes más sencillo requiere varios servos.

Si sólo desea hacer un juguete básico o un modelo de demostración, la estructura más simple es un brazo robótico de dos ejes. Este tipo de brazo robótico generalmente consta de dos servos: un servo sirve como base, responsable de girar en dirección horizontal, permitiendo que todo el brazo gire hacia izquierda y derecha; el otro servo está instalado en el brazo y es responsable de mover el brazo hacia arriba y hacia abajo. ¿Dónde están las garras? Por lo general, la versión más sencilla es sin garras o con una pequeña pala fija. Su función es muy limitada y sólo puede moverse en un plano bidimensional. Es adecuado para demostrar los principios básicos del movimiento o para realizar algunos movimientos sencillos de "empujar" y "marcar". Para aquellos que recién están comenzando y desean experimentar el control de servos, comenzar con dos servos es una buena opción.

¿Es suficiente un brazo robótico común de cuatro ejes?

La mayoría de los pequeños brazos robóticos de escritorio más comunes en el mercado hoy en día están compuestos por cuatro servos. Esta es una configuración relativamente equilibrada que puede completar la mayoría de las tareas de rastreo simples. Los cuatro servos generalmente se asignan así: uno en la base controla la rotación, uno en el brazo grande controla el movimiento hacia adelante y hacia atrás, uno en el brazo pequeño controla el ajuste hacia arriba y hacia abajo, y finalmente uno en la garra controla la apertura y el cierre. Esto es como los cuatro nodos clave de un brazo humano desde el hombro hasta la muñeca. Con estos cuatro servos, su brazo robótico puede alcanzar una posición designada en el espacio tridimensional y luego agarrar con precisión un pequeño cuadrado. Para competiciones de estudiantes, experimentos simples de automatización o bricolaje en casa, un brazo robótico de cuatro ejes es básicamente suficiente y tiene el mayor costo-beneficio.

¿Cuál es la fuerza del brazo robótico de seis ejes?

Si su presupuesto y sus canales de control lo permiten, debo decir que el brazo robótico de seis ejes es el verdadero "todoterreno". Los dos ejes adicionales generalmente se agregan a la parte de la muñeca, lo que permite que la garra "cabece" y "gire" con flexibilidad como una muñeca humana. No subestimes estas dos acciones, existe una enorme diferencia entre tenerlas y no tenerlas. Imagina que quieres escoger un tornillo de un montón de piezas. No sólo tienes que estirar la mano, sino que tus garras también deben estar en el ángulo correcto para levantarlo. Ésta es la ventaja de los seis ejes. Los robots colaborativos utilizados en la industria tienen básicamente seis ejes para poder manejar diversas posturas complejas. Si el producto que está fabricando necesita manejar objetos en diferentes ángulos o simular movimientos más precisos de la mano humana, entonces el uso directo de seis ejes puede ahorrarle muchos problemas en modificaciones posteriores.

¿Qué tiene de especial el servo de garra?

Hemos estado hablando de varios servos hace un momento, pero el servo utilizado para la garra es en realidad un poco especial. Se utilizan servos rotativos ordinarios para controlar la apertura y el cierre de las garras. Aunque es simple y directo, la fuerza de sujeción no es fácil de controlar y es fácil dañar o no sujetar cosas. Si desea ser más sofisticado, puede considerar equipar la garra con un servo lineal separado o convertir el movimiento de rotación en un movimiento de sujeción lineal a través de una estructura de biela. Otra forma de jugar es utilizar dos servos a modo de garras. Uno controla el posicionamiento de las garras y el otro se encarga de sujetarlas. Este diseño puede simular un método de agarre más estable, como pellizcar algo con dos dedos. Entonces, cuando cuentes el número de servos, no pienses demasiado simplemente en la parte de la garra, puede ocultar uno o dos servos.

¿A qué debe prestar atención al elegir el control multieje?

Después de decidir cuántos servos desea comprar, hay otro problema al que debe prestar atención: ¿puede su controlador controlar tantos servos? Una placa normal puede controlar más de una docena de servos mediante simulación de software, pero una vez que los servos actúan al mismo tiempo, la demanda de corriente aumentará considerablemente. Por ejemplo, si seis servos de un brazo robótico de seis ejes giran con toda su fuerza al mismo tiempo, la corriente instantánea puede exceder los 10 A. La fuente de alimentación USB normal no se puede utilizar en absoluto, lo que provoca un fallo o un reinicio. Por lo tanto, al planificar la cantidad de servos, debe considerar el uso de una fuente de alimentación externa de alta potencia y elegir una placa de servocontrolador que pueda generar suficiente corriente. No dejes que el brazo robótico lo haga hasta la mitad, ya que quedará paralizado debido a un suministro de energía insuficiente. Sería una lástima.

Después de leer tanto, ¿tienes tus propias ideas sobre qué servos elegir? Tengo curiosidad, si hicieras uno, ¿qué sería lo primero que querrías agarrar? ¿Es el bolígrafo sobre la mesa o la caja de bombones sin abrir? Bienvenido a charlar sobre sus ideas creativas en el área de comentarios. Si encuentra útil el artículo, recuerde darle un me gusta y compartirlo con sus amigos que juegan juntos con hardware.