Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

5 actionneurs linéaires pour faire bouger votre robot - Robots

Actionneurs linéairesImage de Dbarak [CC BY 3.0]

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Il existe de nombreux types d'actionneurs sur les robots. Vous savez, les éléments qui font bouger le robot et lui permettent d’interagir physiquement avec le monde… pinces, bras, jambes, roues, etc.

Contrairement aux roues ou aux bras servo-entraînés, les actionneurs linéaires fonctionnent en poussant ou en tirant le long d'une ligne droite. Il existe de nombreuses utilisations potentielles à cet égard, du positionnement fin d'une table X-Y pour un outil automatisé à la demande à votre serviteur de robot d'appuyer sur un bouton de sonnette lorsque vous êtes fatigué des doigts. Voici cinq types d'actionneurs linéaires que vous pouvez intégrer dans une future construction de robot.

1) tiges filetées motorisées

Vous pouvez fabriquer un actionneur linéaire puissant avec une tige filetée, des écrous assortis et une perceuse à piles. Vous pouvez également en créer un très précis à l’aide d’un moteur pas à pas, exactement ce que vous voyez sur de nombreuses imprimantes 3D.

Pour une version légère, recyclez un bâtonnet de colle cylindrique et utilisez un servo modifié et un potentiomètre à glissière, comme l'explique Gareth de Let’s Make Robots dans cet article et dans la vidéo ci-dessous.

2) Cylindres pneumatiques

La pneumatique est une forme de contrôle des fluides qui utilise des gaz sous pression, généralement de l'air, pour appliquer une force. Les cylindres pneumatiques sont disponibles dans une variété de tailles. Ce sont des mécanismes simples, solides et durables, avec de nombreuses applications industrielles. Un des avantages des systèmes pneumatiques est que, contrairement aux moteurs ou aux servos, ils peuvent généralement conserver leur position une fois sous pression, sans nécessiter de puissance supplémentaire.

De nombreux concours FIRST Robotics autorisent l'utilisation de systèmes pneumatiques. Il n'est donc pas exagéré d'envisager leur utilisation dans un robot maison. J'ai récemment rencontré un membre de l'équipe de robotique 224 du lycée Piscataway, dont le robot élévateur à fourche participe aux compétitions FIRST. Il a expliqué comment un compresseur embarqué pressurise un réservoir de stockage, avec des régulateurs pour régler les pressions de travail des bouteilles. Une paire de cylindres permet au préhenseur de la fourche de s’ouvrir et de se fermer, et les moteurs assurent le soulèvement. Le robot pourrait facilement ramasser et empiler des bacs de rangement en plastique, comme indiqué dans l'image ci-dessous.

Équipe de robotique du lycée Piscataway

3) empiècements écossais

De nombreux robots utilisent des moteurs ou des servos comme actionneurs, qui fournissent tous deux un mouvement de rotation. Vous pouvez transformer cette rotation en un mouvement linéaire avec un mécanisme appelé Scotch Yoke. Le Scotch Yoke a une tige avec une fente rectangulaire coupée dans un "joug" au milieu de celui-ci. Une broche sur une roue en rotation est insérée dans la fente et, lorsque la roue tourne, la tige se déplace d'avant en arrière. Ce mécanisme est utilisé dans de nombreux outils alternatifs.

Scotch YokeImage de BRoys [CC BY-SA 2.5]

Les mécanismes Scotch Yoke ont des applications robotiques avancées telles que l'imitation du mouvement dorsal des dauphins pour la propulsion dans des robots semblables à des dauphins. Mon exemple préféré, cependant, est le mécanisme très astucieux du bec est RoboBrrd de RobotGrrl. La vidéo ci-dessous fait partie du tutoriel de construction de RoboBrrd. Je l’ai commencé au moment où le mécanisme du Scotch Yoke est démontré.

4) solénoïdes

Un solénoïde est une bobine électrique qui, lorsqu'elle est alimentée, tire ou pousse un piston en fer ou en acier. Le piston peut être chargé par ressort afin qu’il retourne lorsque le solénoïde n’est pas alimenté. Les solénoïdes sont utilisés dans les serrures électriques des voitures et des portes de sécurité, dans les anciennes sonnettes de portes, les vannes à commande électrique et dans de nombreuses autres applications.

L’application la plus amusante d’un solénoïde que j’ai jamais vue se trouve peut-être dans Spazzi, le robot de danse alimenté par solénoïde, créé par Marek Michalowski de BeatBots. Voici ma propre version avec une musique chiptune 8 bits.

5) les muscles pneumatiques

Les techniques de robotique douce sont de plus en plus répandues, je vais donc terminer cette liste avec un exemple tiré du Harvard Soft Robotics Toolkit. Vous pouvez utiliser un tube maillé tressé avec un ballon maigre à l'intérieur et les extrémités serrées pour créer un muscle pneumatique. Lorsque le ballon est gonflé, il ne peut pas se dilater sur toute sa longueur car il est fixé à la tresse. Il ne peut que se dilater radialement, provoquant la contraction de la tresse.

Pneumatic MuscleSource: http://softroboticstoolkit.com

Vous pouvez utiliser des ensembles opposés de ces muscles artificiels pour plier un bras, comme dans le corps humain, ou n'importe où pour tirer quelque chose. Les actionneurs robotiques mous comme celui-ci ont des «cotes» dans le mécanisme. Cela peut être essentiel dans les robots conçus pour travailler en étroite collaboration avec les humains. La robotique douce trouvera probablement des applications dans de plus en plus de robots de services personnels, où un actionneur traditionnel pourrait facilement causer des blessures.

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