Robô Tutorial Torque Braço

Robô Tutorial Torque Braço

Este tutorial se destina a complementar o robô Calculadora Torque Braço encontrado na seção ferramentas dinâmicas do Centro de Aprendizagem RobotShop. As equações utilizadas na calculadora para determinar o binário necessário, a qualquer conjunto dado de elevação (elevação do braço vertical) em um braço robótico são aqui apresentados. Note que o "atuador" é utilizada em vez de motor porque nem todos os braços robóticos necessariamente usar servomotores (alguns podem usar pneumática, hidráulica, etc.)

Torque (T) é definido como um giro ou de torção "força" e é calculado utilizando a seguinte relação:

A força (F) actua para um comprimento (L) a partir de um ponto de articulação. Em um plano vertical, a força que age sobre um objeto (fazendo-a cair) é a aceleração da gravidade (g = 9.81m/s2) multiplicado pela sua massa:

A força acima também é considerado o peso do objeto (W).

O torque necessário para manter uma massa a uma determinada distância de um pivô é, portanto:

Portanto, substituindo F com m * g, encontramos a mesma equação acima. Este método é a maneira mais precisa de encontrar torque (usando uma balança de torque).

Para estimar o torque necessário em cada junta, devemos escolher o pior cenário.

Na imagem acima, um link de comprimento L é girado no sentido horário. Somente o componente perpendicular de comprimento entre o eixo e a força é tomada em consideração. Observamos que essa distância diminui de L3 para L1 (L1 ser zero). Uma vez que a equação para o binário é o comprimento (ou distância) multiplicada pela força, o maior valor será obtida usando L3, uma vez que F não é alterado. Você pode igualmente girar o link sentido anti-horário e observe o mesmo efeito.

Ele pode ser seguro afirmar que os actuadores no braço estarão sujeitos ao maior binário, quando o braço está esticado horizontalmente. Embora o robô nunca pode ser projetado para encontrar esse cenário, não deve falhar sob seu próprio peso, se esticada na horizontal sem carga.

O peso do objecto (a "carga") sendo realizada (A1 no diagrama), multiplicado pela distância entre o seu centro de massa e do eixo proporciona o binário necessário ao pivot. A ferramenta leva em consideração que as ligações podem ter um peso significativo (W1, W2 ..) e assume o seu centro de massa fica localizado em aproximadamente o centro do seu comprimento. Os torques causados por essas massas diferentes devem ser adicionados

Nota: não confundir 'A' (o peso do actuador ou de carga) com 'a' (aceleração).

Você pode notar que o peso A2 atuador como mostrado no diagrama abaixo não é incluído no cálculo do torque a esse ponto. Isto é porque o comprimento entre o seu centro de massa e o ponto de articulação é igual a zero. Do mesmo modo, ao calcular o torque exigido pela A3 actuador, a sua própria massa não é considerada. O torque necessário na articulação do segundo deve ser recalculado com novos comprimentos, como mostrado abaixo (torque aplicada mostrado em rosa):

Sabendo-se que a relação de peso (W1, W2) situam-se no centro (no meio) dos comprimentos, e a distância entre os actuadores (L1 e L3, como no diagrama acima) que re-escrever a equação como:

A única ferramenta exige que o utilizador insira os comprimentos de cada ligação, o que seria L1 e L3 acima pelo que a equação é mostrada em conformidade. Os binários em cada conjunto subsequente pode ser encontrada de forma semelhante, por re-cálculo do comprimento entre cada peso e cada ponto de articulação novo.

Nota: Se alguma das articulações