Articulação robótica de braço

Eu sou muito novo no design robótico e preciso determinar quais peças serão necessárias para montar uma junta de braço. A junta conterá uma polia da correia dentada que um motor remoto girará, um antebraço que a polia irá girar e uma parte do braço que na verdade será dois braços paralelos que agarrarão a polia na parte superior e na parte inferior para apoiar a polia do torque fora do eixo da correia dentada.

Estou meio que perdida em como montar tudo isso junto. Eu gostaria de montar o antebraço diretamente na polia e, em seguida, os dois braços paralelos (incluindo o braço) encaixam o topo da polia e a parte inferior do antebraço. Isso seria anexado usando uma mesa giratória. Alguma idéia de como um eixo seria montado nesses? Ou como prender a polia aos próprios braços?

Qualquer tipo de direção ou link seria muito apreciado, eu nem sei os nomes das partes que eu estaria procurando.

Neste modelo de arte ASCII, as linhas tracejadas (-) são os braços. O braço à esquerda é o antebraço e os dois braços à direita são as duas partes paralelas do braço. As estrelas são o cinto e as barras (||) são as polias no cotovelo | E | e ombro | S |.

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              |E|***********|S|
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Estou pensando em montar a polia no braço esquerdo diretamente (uma bucha?) E talvez usar mesas giratórias para montar a polia no braço superior e outra mesa giratória para montar o braço esquerdo no braço inferior.

Aqui está uma imagem do design para ajudá-lo a visualizar:

Isso se parece muito com a simplificação de um design tradicional de robô SCARA .

É um design simples e agradável, no qual os eixos de sustentação de peso são todos bem horizontais, o que significa que esses eixos se comportam de maneira semelhante, independentemente do peso da carga. A única desvantagem desse design é que algumas posições só podem ser acessadas a partir de uma configuração para canhotos, algumas só podem ser acessadas a partir de uma configuração para destros e outras podem ser acessadas de qualquer um (o que pode causar problemas com o controle de nível superior).

A nomenclatura normal para essas articulações é que o braço está entre o eixo do ombro e o cotovelo, e é assim que chamarei essas articulações abaixo.

Se você deseja que a polia do cotovelo gire o braço inferior, precisará usar um eixo fixo ou um eixo de transmissão:

• Com um eixo de acionamento, você aparafusa a polia e o braço inferior ao eixo e ajusta o eixo nos rolamentos na extremidade dos braços superiores. O torque é transmitido da correia para o braço inferior através do eixo de acionamento.
  • Essa rota é mais fácil, pois provavelmente a polia e o braço foram projetados para isso.
• Com um eixo fixo, você aparafusa o eixo rigidamente entre os braços, monta o braço e a polia nos rolamentos e, em seguida, fixa a polia diretamente no braço.
  • Esse design pode permitir que o braço seja muito mais rígido, o que pode ser uma preocupação se você estiver preocupado com a força do seu braço.

A articulação do ombro tem opções semelhantes, mas é complicada pelo fato de que você não só precisa transmitir torque para o braço, mas também precisa girar o braço. Agora você tem várias opções:

• Use o eixo do ombro como eixo de acionamento, fixe-o nas duas metades do braço e use a rotação do eixo para acionar o braço; em seguida, use um mecanismo de eixo fixo para acionar a polia do braço (essa junta extra estará girando livremente no eixo de acionamento do braço).
  • Esta é provavelmente a opção mais fácil.
• Use o eixo do ombro como eixo de acionamento, mas fixe-o na polia do braço inferior e use a rotação do eixo para acionar o braço inferior; em seguida, use um mecanismo de eixo fixo para montar e acionar o braço.
  • O problema com esta opção é que, a menos que você adicione um mecanismo de ombro do eixo fixo para as duas metades do braço, você poderá torcer o braço ao aplicar torque em uma metade, mas não na outra, um problema que é ainda mais provável se você optou por um mecanismo de cotovelo do eixo de acionamento.
• Fixe o eixo do ombro na base e use um mecanismo de eixo fixo para acionar os braços superior e inferior.
  • Novamente, isso pode dar a você um robô um pouco mais forte em geral, mas tem o mesmo problema em relação à condução das duas metades do braço.

É essa complexidade extra que explica por que um braço superior de serviço mais pesado pode ser preferível a aumentar a força do braço dobrando dois braços mais leves que podem se mover (levemente) independentemente um do outro.

Outra alternativa para remover a necessidade de transmitir o torque do cotovelo através do eixo do ombro é montar o motor do braço no braço . Assim, você pode tratar os braços superiores e inferiores como sistemas mecanicamente independentes, e sua decisão de design para um não terá ramificações para o outro.