Skill Builder Hydraulique pour Robots, Marque
Robots hydrauliques
Les robots de combat géants de la Ligue de Combat Robot de SyFy utilisé l'hydraulique.
Jetez un oeil si les concepts ci-dessous, puis je vais partager une idée de projet hydraulique qui est moins lourd que ... un robot de 800 lb.
Caractéristiques de l'hydraulique
Incompressible!
Le système hydraulique fermé se déplace volumes égaux dans chaque cylindre.
Image par Orion 8, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Les deux pneumatiques et hydrauliques sont des systèmes de fluides sous pression. La principale différence est que les systèmes pneumatiques traitent des gaz et des systèmes hydrauliques traitent avec des liquides. A la différence des gaz, des liquides sont incompressibles.
L'animation à droite montre un système hydraulique. Parce qu'il est un système contraint d'un fluide incompressible, le volume de liquide exprimé hors du petit cylindre est égal au volume serré dans le grand cylindre.
Sous pression
La loi de Pascal décrit comment agit la pression sur les liquides confinés dans un récipient. Dans le tableau ci-dessous, le liquide sur le côté gauche se trouve dans un récipient cylindrique ouvert. La pression près du fond sera supérieure à la pression au sommet, car il y a plus d'un poids de masse sur le liquide le plus bas que vous allez.
Si le même cylindre de liquide a été déplacé à une altitude plus élevée, où la pression atmosphérique est de 10 kPa moins, la pression dans la partie inférieure serait encore plus grand que dans la partie supérieure. Cependant, la pression partout dans le liquide serait exactement 10 kPa moins qu'avant.
Maintenant, si vous placez un piston bien raccord au-dessus du liquide dans le cylindre, comme dans le cylindre à droite, quelque chose d'intéressant se produit. Etant donné que le liquide est incompressible, la pression égalise maintenant dans le liquide, et applique une force égale à tous les points de son conteneur.
En prenant avantage mécanique
Une conséquence de tout cela est que vous pouvez obtenir un avantage mécanique. Lorsque vous appliquer une force sur le petit cylindre, la quantité de force exercée par le grand cylindre est proportionnel au rapport des aires de surface des deux cylindres.
Hydraulique peut fournir un avantage mécanique.
Image par Rahulgoel12345 CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Il y a un effet inversement proportionnel à la distance ... vous devez déplacer le petit cylindre un long chemin à faire le grand cylindre se déplacent d'une façon courte. Ceci est analogue à l'aide d'un palan système de poulies pour soulever un grand poids. Vous devez tirer sur la corde plus loin que la distance que vous soulevez votre charge prévue, mais vous ne devez pas tirer aussi fort.
Construction d'un bras hydraulique
Maintenant que vous avez une partie de la théorie, regardons un exemple pratique, vous pouvez construire vous-même.
Monter le kit
Je pris ce bras de robot hydraulique bon marché pour mon fils, qui a contribué à inspirer ce poste.
Comme vous pouvez le voir dans la vidéo, lorsque vous déplacez l'une des trois seringues à la fin de commande, l'eau pousse les seringues intégrées dans les actionneurs du bras.
Les seringues dans le kit sont tous de la même taille, de sorte que la force appliquée et la distance déplacée est le même.
Si vous vouliez soulever une charge plus lourde avec le bras de robot, vous pouvez remplacer une seringue de plus grand diamètre dans l'actionneur de levage. Vous ne seriez pas en mesure de déplacer le bras jusqu'à, mais il pourrait maintenant soulever plus de poids. Vous devez changer la seringue de commande correspondante pour une plus longue du diamètre d'origine pour essayer de maintenir la même distance sur la sortie.
Ajouter quelques Actionneurs
Vous pouvez construire votre propre actionneur linéaire à partir d'un servo modifié et un vieux bâton de colle. Nous avons constaté qu'une courte longueur de calendrier 40½” tuyau en PVC peut être collé dans la base de bâton de colle de l'actionneur et le piston de la seringue effectue un bon ajustement par friction dans l'autre extrémité du tuyau.
Une fois assemblé, le bras de robot hydraulique peu coûteux peut être programmé avec un microcontrôleur.