Aufbau eines Roboterarmgelenks

Ich bin sehr neu im Roboterdesign und muss bestimmen, welche Teile ich für die Montage eines Armgelenks benötige. Das Gelenk enthält eine Zahnriemenscheibe, die von einem entfernten Motor gedreht wird, einen Unterarm, um den sich die Rolle dreht, und ein Oberarmstück, das tatsächlich zwei parallele Arme sind, die die Rolle oben und unten greifen, um sie zu verspannen Das Drehmoment der Riemenscheibe außerhalb der Achse vom Zahnriemen.

Ich bin irgendwie ratlos, wie man all dies zusammenbringt. Ich möchte den Unterarm direkt an der Riemenscheibe befestigen und dann die beiden parallelen Arme (bestehend aus dem Oberarm) zwischen der Oberseite der Riemenscheibe und dem unteren Teil des Unterarms einklemmen. Dies würde mit einem Drehtisch befestigt werden. Irgendwelche Ideen, wie eine Welle an diesen montiert werden würde? Oder wie man die Riemenscheibe an den Armen selbst befestigt?

Jede Art von Richtung oder Links wäre sehr dankbar, ich kenne nicht einmal die Namen der Teile, nach denen ich suchen würde.

In diesem ASCII-Kunstmodell sind die gestrichelten Linien (-) die Arme. Der Arm links ist der Unterarm und die beiden Arme rechts sind die beiden parallelen Teile des Oberarms. Die Sterne sind der Riemen und die Stangen (||) sind die Riemenscheiben am Ellbogen | E | und Schulter | S |.

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              |E|***********|S|
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Ich denke daran, die Riemenscheibe direkt am linken Arm zu montieren (eine Buchse?) Und dann möglicherweise Plattenspieler zu verwenden, um die Riemenscheibe am Oberarm und einen anderen Drehtisch zu montieren, um den linken Arm am Unterarm zu montieren.

Hier ist ein Bild des Designs, das Ihnen bei der Visualisierung hilft:

Dies ähnelt einer Vereinfachung eines traditionellen SCARA- Roboterdesigns.

Es ist ein schönes einfaches Design, bei dem die tragenden Achsen alle schön horizontal sind, was bedeutet, dass sich diese Achsen unabhängig vom Lastgewicht ähnlich verhalten. Der einzige Nachteil dieses Entwurfs besteht darin, dass auf einige Positionen nur von einer linkshändigen Konfiguration aus zugegriffen werden kann, auf einige nur von einer rechtshändigen Konfiguration und auf einige von beiden (auf die Probleme mit der Steuerung auf höherer Ebene auftreten können).

Die normale Nomenklatur für diese Gelenke lautet, dass sich der Oberarm zwischen der Schulterachse und dem Ellbogen befindet. Das werde ich diese Gelenke im Folgenden nennen.

Wenn Sie möchten, dass die Winkelscheibe den Unterarm dreht, müssen Sie entweder eine feste Welle oder eine Antriebswelle verwenden:

• Mit einer Antriebswelle schrauben Sie die Riemenscheibe und den Unterarm mit der Welle fest und setzen die Welle am Ende der Oberarme in Lager. Das Drehmoment wird vom Riemen über die Antriebswelle auf den Unterarm übertragen.
  • Diese Route ist einfacher, da wahrscheinlich sowohl die Riemenscheibe als auch der Arm dafür ausgelegt sind.
• Mit einer festen Welle schrauben Sie die Welle fest zwischen den Oberarmen, montieren sowohl den Unterarm als auch die Riemenscheibe auf Lagern und befestigen die Riemenscheibe direkt am Unterarm.
  • Diese Konstruktion könnte dazu führen, dass der Oberarm viel steifer wird. Dies kann ein Problem sein, wenn Sie sich Sorgen über die Stärke Ihres Oberarms machen.

Das Schultergelenk hat ähnliche Optionen, wird jedoch dadurch erschwert, dass Sie nicht nur das Drehmoment auf den Unterarm übertragen müssen, sondern auch den Oberarm drehen müssen. Jetzt haben Sie mehrere Möglichkeiten:

• Verwenden Sie die Schulterwelle als Antriebswelle, befestigen Sie sie an beiden Hälften des Oberarms und verwenden Sie die Wellendrehung, um den Oberarm anzutreiben. Verwenden Sie dann einen festen Wellenmechanismus, um die Unterarmscheibe anzutreiben (dieses zusätzliche Gelenk dreht sich frei auf der Oberarmantriebswelle).
  • Dies ist wahrscheinlich die einfachste Option.
• Verwenden Sie die Schulterwelle als Antriebswelle, aber befestigen Sie sie an der Unterarmscheibe. Verwenden Sie die Wellendrehung, um den Unterarm anzutreiben. Verwenden Sie dann einen festen Wellenmechanismus, um den Oberarm zu montieren und anzutreiben.
  • Das Problem bei dieser Option besteht darin, dass Sie den Arm möglicherweise verdrehen, wenn Sie ein Drehmoment auf beide Hälften des Oberarms anwenden, wenn Sie nicht einen festen Wellenschultermechanismus für beide Hälften des Oberarms hinzufügen. Dies ist jedoch noch wahrscheinlicher Sie haben sich für einen Antriebswellen-Ellbogenmechanismus entschieden.
• Befestigen Sie den Schulterschaft an der Basis und treiben Sie den Ober- und Unterarm mit einem festen Wellenmechanismus an.
  • Auch dies könnte Ihnen insgesamt einen etwas stärkeren Roboter geben, hat jedoch das gleiche Problem hinsichtlich des Antriebs beider Hälften des Oberarms.

Es ist diese zusätzliche Komplexität, weshalb ein einzelner Oberarm mit höherer Beanspruchung der Erhöhung der Stärke des Oberarms vorzuziehen ist, indem zwei leichtere Arme verdoppelt werden, die sich (leicht) unabhängig voneinander bewegen dürfen.

Eine andere Alternative, um die Notwendigkeit der Übertragung des Ellbogenmoments über die Schulterachse zu beseitigen, besteht darin, den Unterarmmotor am Oberarm zu montieren . So können Sie Ober- und Unterarme als mechanisch unabhängige Systeme behandeln, und Ihre Entwurfsentscheidung für einen hat keine Auswirkungen auf den anderen.