Efektory końcowe
Efektory końcowe są projektowane z myślą o interakcji robota z otoczeniem. To właśnie one przenoszą przedmioty i wykonują inne czynności. Ramię ustawia efektor końcowy we właściwym miejscu i czasie. Istnieje wiele rodzajów efektorów końcowych:
- mechaniczne chwytaki,
- przyssawki,
- magnetyczne,
- haki,
- naczynia (do nabierania cieczy lub proszków),
- inne (elektrostatyczne).
W mechanicznych ramionach dwóch robotów zamontowaliśmy mechaniczne efektory końcowe. W ofercie firmy RS Media można znaleźć mechaniczne ramiona i efektory końcowe typu mechanicznego. Najczęściej korzysta się właśnie z takich komponentów. Mechaniczne chwytaki można podzielić na następujące kategorie:
- chwytaki równoległe,
- chwytaki kątowe,
- chwytaki kolankowe.
Rysunek 7.24 przedstawia mechaniczne efektory końcowe naszych dwóch robotów. W tabeli 7.12 porównaliśmy mechaniczne ramiona i efektory końcowe robotów Unit1 i Unit2. Jeżeli z obliczeń wynika, że ramię może podnieść dany przedmiot, należy przyjrzeć się parametrom efektora końcowego. Możliwość podniesienia przedmiotu przez serwomotory ramienia nie oznacza, że efektor końcowy może go utrzymać. Aby sprawdzić możliwość zastosowania efektora końcowego do przenoszenia danego obiektu, należy wykonać obliczenia mające na celu określenie, czy dysponuje on odpowiednią siłą:
F = μ · mob · n
gdzie F to siła wymagana do utrzymania obiektu, ? to współczynnik tarcia, mob to masa obiektu, a n to liczba palców chwytaka.
Moment obrotowy chwytaka nie jest jedynym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę. Trzeba zwrócić uwagę również na inne parametry chwytaka. Przyjrzyjmy się efektorom końcowym trzech używanych przez nas robotów. Uchwyty są wyposażone w mechaniczne palce. Robot RS Media jest wyposażony w dłonie, ale nie zostały one zaprojektowane z myślą o utrzymaniu
przedmiotu o rozmiarach kubka. Pierwsze ramię robota Unit1 to PhantomX Pincher, które, biorąc pod uwagę efektor końcowy, charakteryzuje się pięcioma stopniami swobody. Zgodnie z parametrami podanymi w tabeli 7.11 chwytak mógłby utrzymać kubek:
0,297 kg < 0,5 kg,
ale nie można tego powiedzieć o przegubie (nadgarstku):
0,297 kg > 0,25 kg.
Rysunek 7.24. Efektory końcowe robotów Unit1 i Unit2
Tabela 7.12. Mechaniczne ramiona i efektory końcowe robotów Unit1 i Unit2
| Ramiona robotów | Rodzaj ramienia | Typ efektora końcowego |
| 1. ramię robota Unit1 | Przegubowe (4 stopnie swobody | Równoległy (1 stopień swobody) Chwytak mechaniczny (zewnętrzny uchwyt) |
| 2. ramię robota Unit1 | Sferyczne (1 stopień swobody) | Kątowy (1 stopień swobody) Chwytak mechaniczny (tarcie, obejmowanie) |
| Unit2 | Przegubowe (2 stopnie swobody) | Kątowy (3 stopnie swobody) Chwytak mechaniczny (obejmowanie) |
Kolejnym problemem jest średnica kubka. Mechaniczne palce chwytaka nie otwierają się na tyle szeroko, aby go objąć. Kubek może być utrzymany przez chwytak drugiego ramienia robota Unit1 (zobacz rysunek 7.25).
Rysunek 7.25. Efektory końcowe robotów Unit1 i Unit2
Programowanie mechanicznego ramienia
W tej sekcji przedstawimy konstruktor drugiego ramienia robota Unit1 (zobacz rysunek 7.26), który umożliwi sterowanie serwomotorami firmy Tetrix za pomocą mikrokontrolera EV3 przy użyciu klas TetrixServoController i TetrixServo interfejsu programistycznego leJOS (zobacz listing 7.8). Wspomniane ramię charakteryzuje się jednym stopniem swobody i jest wyposażone
w jeden serwomotor otwierający i zamykający chwytak.
Rysunek 7.26. Drugie mechaniczne ramię robota Unit1
Programowanie robotów. Sterowanie pracą robotów autonomicznych Autorzy: Cameron Hughes, Tracey Hughes Wydawnictwo: Helion
