Skill Builder Hydraulik für Roboter, Make
hydraulische Roboter
Die riesigen Kampfroboter von SyFy Roboterkampfbund verwendet Hydraulik.
Werfen Sie einen Blick obwohl die Begriffe unten, dann werde ich eine hydraulische Projektidee teilen, als ein 800 lb Roboter weniger ... gewichtig ist.
Eigenschaften der Hydraulik
Inkompressible!
Das geschlossene Hydrauliksystem bewegt, gleiche Volumina in jedem Zylinder.
Bild von Orion 8, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Beide Pneumatik und Hydraulik sind Systeme von Flüssigkeiten unter Druck. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass die pneumatischen Systeme beschäftigen sich mit Gasen und hydraulischen Systemen befassen sich mit Flüssigkeiten. Im Gegensatz zu Gasen, Flüssigkeiten sind nicht komprimierbar.
Die Animation auf der rechten Seite zeigt ein Hydrauliksystem. Weil es ein eingeschränktes System einer inkompressiblen Flüssigkeit ist, ist das Volumen der Flüssigkeit aus dem kleinen Zylinder quetschte gleich das Volumen in den großen Zylinder gepresst.
Unter Druck
Pascal Gesetz beschreibt, wie Druck wirkt auf Flüssigkeiten in einem Behälter eingeschlossen. In diesem Bild ist die Flüssigkeit auf der linken Seite in einem offenen zylindrischen Behälter. Der Druck in der Nähe der Unterseite wird höher sein als der Druck an der Spitze, weil es mehr Masse mit einem Gewicht auf die Flüssigkeit die weiter unten Sie ist zu gehen.
Wenn der gleiche Zylinder von Flüssigkeit zu einer größeren Höhe bewegt wurde, in den Atmosphärendruck 10 kPa kleiner wäre, würde der Druck in der Nähe der Unterseite noch größer sein, als in der Nähe der Spitze. Allerdings wäre der Druck überall in der Flüssigkeit genau 10 kPa weniger als zuvor.
Nun, wenn Sie einen eng anliegenden Kolben auf der Oberseite der Flüssigkeit im Zylinder zu platzieren, wie in dem Zylinder auf der rechten Seite, etwas interessantes passiert. Da die Flüssigkeit nicht komprimierbar ist, gleicht der Druck nun in der Flüssigkeit, und eine Kraft, gilt gleichermaßen für alle Punkte des Containers.
Unter mechanischem Vorteile
Eine Folge von all dem ist, dass Sie einen mechanischen Vorteil zu bekommen. Wenn man eine Kraft auf den kleinen Zylinder gilt, ist die Menge an Kraft, die durch die großen Zylinder ausgeübte proportional zu dem Verhältnis der Oberflächenbereiche der beiden Zylinder.
Hydraulik kann einen mechanischen Vorteil bieten.
Bild von Rahulgoel12345 CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Es ist eine umgekehrt proportionale Wirkung auf Distanz ... müssen Sie den kleinen Zylinder einen langen Weg bewegen die großen Zylinder bewegen ein kurzer Weg zu machen. Dies ist analog zu einem Block mit und Flaschenzug bewältigt ein großes Gewicht zu heben. Sie haben das Seil weiter als die Strecke, die Sie beabsichtigten Last zu ziehen, heben, aber Sie nicht so schwer zu ziehen haben.
Der Aufbau eines hydraulischen Arm
Jetzt, wo Sie einige der Theorie haben, wollen wir uns ein praktisches Beispiel suchen Sie selbst bauen können.
Montieren Sie das Kit
Ich nahm diese kostengünstige Hydraulik Roboterarm für meinen Sohn auf, die diesen Beitrag half inspirieren.
Wie man im Video sehen kann, wenn Sie eine der drei Spritzen am Steuerende bewegen, drückt das Wasser der in den Aktoren Arm integriert Spritzen.
Die Spritzen in dem Kit sind alle gleich groß, so dass die aufgebrachte Kraft und die zurückgelegte Distanz ist gleich.
Wenn Sie eine schwerere Last mit dem Roboterarm heben wollten, könnten Sie eine größere Durchmesser Spritze in die Hubbetätigungsvorrichtung ersetzen. Sie würden den Arm zu bewegen, so weit nicht in der Lage sein, aber es könnte jetzt mehr Gewicht heben. Sie müßten die entsprechende Steuerspritze für einen längeren ändern einen des ursprünglichen Durchmessers zu versuchen, den gleichen Abstand auf dem Ausgang zu halten.
Fügen Sie einige Actuators
Sie können Ihren eigenen Linearantrieb aus einem modifizierten Servo und einen alten Klebestift errichten. Ich fand, daß eine kurze Länge der Zeitplan 40½” PVC-Rohr kann in den Klebestift Basis des Stellantriebs aufgeklebt werden, und der Kolben der Spritze ist ein guter Reibschluß in das andere Ende des Rohres.
Einmal montiert, Ihr kostengünstiges Hydraulik Roboterarm kann mit einem Mikrocontroller programmiert werden.