本节书摘来异步社区《机器人爱好者(第2辑)》一书中的第1章,作者:美国SERVO杂志社,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看
设计带机械臂和机械手的机器人
有不少玩家在一开始制作的是相对简单的底盘,后期再增加带机械手的操纵器,这种做法当然是可行的。不过,如果能在设计时就考虑好机械臂和机械手的部署,那就更好了。请务必牢记,设计机械臂时有诸多因素需要考虑。
图6展示的是CrustCrawler机器人(Alex Dirks于2010年推出),这款机器人设计得很好,机械臂之外留有一块干干净净的空间,大小约是45.7厘米×35.6厘米。机器人内部也留有10.2厘米见方的空间,用以安装电子设备。CrustCrawler Nomad机器人使用Parallax充气轮胎和齿轮马达,牵引力较大,而马达的重量可以抵消机械臂的载荷重量。设计机器人时要注意,不要让零部件、感应器和其他附属装置挡住机械臂的活动。
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机械臂的运动范围较大,其本身及抓取物都有一定重量,如果没有设计好重心,机器人就很有可能在快速移动过程中翻倒在地。Parallax公司在为其广受欢迎的Boe-Bot机器人设计机械手套装时,就考虑到了这一点(图7)。
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请注意看,重量最大的部件(伺服电机)安装在机器人后部与手爪相对的位置。这样能让机械手抓取较重的物体,而不至于倾翻。这是多么好的工程实践案例啊!
我在Boe-Bot和ActivityBot两款机器人上都安装了机械手,发现平行机械手的抓取效果更好,大概是因为机械手内侧有橡胶垫的缘故。Boe-Bot属于桌面型机器人,是一个极佳的机械手和感应设备测试平台,很适合机器人比赛。