Построение роботизированного сустава

Я очень новичок в роботизированной конструкции, и мне нужно определить, какие детали мне понадобятся для сборки шарнира. Шарнир будет содержать один шкив зубчатого ремня, который будет вращать дистанционный двигатель, предплечье, которое будет вращать шкив, и часть плеча, которая фактически будет двумя параллельными рычагами, которые будут захватывать шкив сверху и снизу, чтобы закрепить шкив от внеосевого момента от ремня ГРМ.

Я немного растерялся, как собрать все это вместе. Я хотел бы прикрепить предплечье непосредственно к шкиву, а затем два параллельных рычага (включающих в себя верхний рычаг) зажать верхнюю часть шкива и нижнюю часть предплечья. Это будет прикреплено с помощью поворотного стола. Любые идеи о том, как вал будет крепиться к ним? Или как прикрепить шкив к самим рукам?

Будем весьма благодарны за любые указания или ссылки, я даже не знаю названий частей, которые я буду искать.

В этой арт-модели ASCII пунктирные линии (-) - это руки. Рука слева - это предплечье, а две руки справа - это две параллельные части плеча. Звезды - это пояс, а столбцы (||) - это шкивы в колене | E | и плечо | S |.

              -----------------
              |E|***********|S|
-----------------
              -----------------

Я подумываю установить шкив непосредственно на левую руку (втулка?), А затем, возможно, использовать поворотные столы для крепления шкива к верхнему рычагу и другой поворотный стол для крепления левого рычага к нижнему рычагу.

Вот изображение дизайна, чтобы помочь вам визуализировать:

Это очень похоже на упрощение конструкции традиционного робота SCARA .

Это приятная простая конструкция, в которой все оси весовых опор расположены горизонтально, что означает, что эти оси ведут себя одинаково, независимо от веса груза. Единственным недостатком этой конструкции является то, что некоторые позиции могут быть доступны только из конфигурации левой руки, некоторые могут быть доступны только из конфигурации правой руки, а некоторые могут быть доступны из любой (что может вызвать проблемы с управлением более высокого уровня).

Обычная номенклатура для этих суставов состоит в том, что верхняя часть руки находится между осью плеча и локтем, так что я буду называть эти суставы ниже.

Если вы хотите, чтобы коленчатый шкив поворачивал нижний рычаг, вам нужно использовать либо неподвижный вал, либо ведущий вал:

• При помощи приводного вала прикрутите шкив и нижний рычаг к валу и установите вал в подшипники на конце верхних рычагов. Крутящий момент передается от ремня на нижний рычаг через приводной вал.
  • Этот маршрут проще, так как шкив и рычаг, вероятно, предназначены для этого.
• С помощью фиксированного вала вы крепко закрепите вал между верхними рычагами, установите нижний рычаг и шкив на подшипниках, а затем прикрепите шкив непосредственно к нижнему рычагу.
  • Такая конструкция может позволить плечу быть более жестким, что может быть проблемой, если вы беспокоитесь о силе вашего плеча.

Плечевой сустав имеет аналогичные варианты, но осложняется тем, что вам нужно не только передавать крутящий момент на нижнюю часть, но и поворачивать верхнюю часть. Теперь у вас есть несколько вариантов:

• Используйте плечевой вал в качестве приводного вала, прикрепите его к обеим половинкам верхнего рычага и используйте вращение вала для привода верхнего рычага, затем используйте механизм с фиксированным валом для привода шкива нижнего рычага (этот дополнительный шарнир будет свободно вращаться на верхнем рычаге приводного вала).
  • Это, наверное, самый простой вариант.
• Используйте плечевой вал в качестве приводного вала, но прикрепите его к шкиву нижнего рычага и используйте вращение вала для привода нижнего рычага, затем используйте механизм с фиксированным валом для крепления и привода верхнего рычага.
  • Проблема с этой опцией заключается в том, что, если вы не добавите фиксированный механизм плеча вала для обеих половин плеча, вы можете в конечном итоге повернуть рычаг, когда прикладываете крутящий момент к одной половине, но не к другой, проблема, которая еще более вероятна, если Вы выбрали коленчатый механизм приводного вала.
• Прикрепите плечевой вал к основанию и используйте фиксированный механизм вала для привода как верхнего, так и нижнего плеча.
  • Опять же, это может дать вам немного более сильного робота в целом, но имеет ту же проблему в отношении вождения обеих половин плеча.

Именно эта дополнительная сложность и является причиной того, что для более сильной нагрузки на плечо может быть предпочтительнее увеличение силы плеча путем удвоения двух более легких рычагов, которые могут (слегка) двигаться независимо друг от друга.

Другой альтернативой для устранения необходимости передавать крутящий момент колена через ось плеча является установка двигателя нижнего рычага на верхний рычаг . Таким образом, вы можете рассматривать верхнее и нижнее плечи как механически независимые системы, и ваше дизайнерское решение для одного не будет иметь последствий для другого.