Mecánica del robot didáctico: ruedas principales (1)

En este artículo analizo las opciones para las ruedas principales, de movimiento, del robot didáctico social, y la búsqueda (constante) de muy bajo costo, o si es posible CERO costo. Sólo me quedaré tranquilo cuando se pueda armar totalmente con material de desarme de equipos descartados.

Ruedas

Gracias a un dinero donado pude comprar 96 ruedas de la marca RASTI de 53 mm de diámetro y sus juegos de ejes con dos puntas de encastre.

Ruedas de RASTI

Los ejes son del viejo estilo, no como se fabrican ahora, lo mismo en el caso de las ruedas, aunque en éstas no se nota gran diferencia. Con los ejes es otra cosa, ya que los ejes actuales son de metal con el cabezal de empalme plástico, mientras que los antiguos son totalmente de plástico blando.

Ejes y otras piezas

Los ejes cortos (96 en total) tienen 40 mm de longitud total, 17 de la parte recta del eje en sí y el resto en 11,5 mm de cada uno de los cabezales. La rigidez en el caso de este eje corto es aceptable.

Los ejes largos (48 en total) tienen 74 mm de longitud total, 51 de la parte recta del eje en sí y el resto en 11,5 mm de cada uno de los cabezales. El eje largo se dobla con facilidad.

Ejes blandos

Los 96 ejes cortos parecen ofrecer la mejor solución para empalmar la rueda con el mecanismo de reducción del motor en el robot didáctico. La tarea a pensar seriamente es crear un buje que, en su fricción contra el eje, no lo desgaste ni tampoco se desgaste demasiado. Debería tener, incluso, un punto de ingreso de grasa lubricante.

En el centro de la imagen de abajo se observan las piezas de Rasti que, de a dos, cumplen esta función (de color gris). Pero no me parece que su durabilidad en un uso más intenso, como en un robot para aprendizaje, sea adecuada.

Unión tipo RASTI

El montaje que debemos estudiar no utilizará las piezas de RASTI que se diseñaron como “bujes”, y de uno de los extremos debemos estudiar el método de anclaje (conexión) con el mecanismo de engranajes de reducción de los motores.

Unión que se debe diseñar

Se muestra un diagrama del fabricante del montaje de ruedas con un eje corto (no hacer caso a los colores, no coinciden con los reales de ninguna de las dos clases de ejes que he conocido). Le sigue una imagen con mis anotaciones.

El “buje” ideal sería, como lo son las piezas de ladrillos encastrables originales, una pieza compuesta de dos partes, con su conducto para el eje, dos orificios de fijación y uno en la parte superior, centrado y conectado con el conducto del eje, por donde aplicar la grasa adecuada. Debo averiguar bien con qué material se debería hacer esta pieza que dibujé, más o menos, en la imagen de abajo.

Bloques de montaje diseñados

El próximo paso necesario es conectar el extremo opuesto del eje de la rueda al mecanismo de reducción de la unidad de CD-ROM, sobre el engranaje de salida. Quizás la mejor opción es buscar un engranaje que se ajuste al de este mecanismo y colocarlo en el extremo del eje de RASTI. Uno de los problemas es que en estos mecanismos (como ya comenté en artículos anteriores) hay una variación muy grande de diámetros de engranaje, de paso y cantidad de dientes.

Sin embargo, es una posibilidad más interesante que la de unir directamente el eje al engranaje de salida, ya que aporta facilidad de desarme para el mantenimiento y reemplazo de partes.

En este caso se conectaría así:

Conexión propuesta con engranaje acoplado

Otra opción (con costo de compra, y lamentablemente sin posibilidad de comprar las piezas individuales, ya que solamente se pueden adquirir como parte de kits con muchas otras piezas), sería usar el conector que mostramos remarcado en la foto que sigue:

Pieza de RASTI para encastrar piezas al eje

Este conector nos permitiría unir el eje a aquellos engranajes de salida que tengan suficiente diámetro, en los cuales se puedan perforar los 4 agujeros de encastre para los postes de amarre de esta pieza.




En las fotos que siguen muestro algunos ejemplos de uso de esta pieza.

Pieza de encastre unida a un engranaje (y otros empalmes)Ejemplo de encastre 1

Pieza de encastre unida a una llanta de ruedaEjemplo de encastre 2

Pieza de encastre unida a una polea y a un engranajeEjemplo de encastre 3

Piezas de encastre unidas a piezas “ladrillo” estándarEjemplo de encastre 4

Otra posibilidad es sacar molde del encastre del cubo de la rueda y de la parte circular de la llanta plástica, y crear nuestra propias piezas con epoxi o algún plástico derretible. Puede ser difícil… o no. No tengo experiencia en esta tarea y debería hacer pruebas.

Ruedas

También se podría tomar un molde del punto de unión con el eje de la pieza de encastre de cuatro postes que vimos antes, sólo que del lado de los postes insertables se colocaría un círculo plástico a unir con el engranaje, o un engranaje que coincida en el engranaje de salida de la caja de reducción.

Otra manera es unir un círculo de plástico al extremo del eje (muy bien centrado, y esto me resulta difícil de lograr), y que éste se pueda pegar o atornillar (aunque los tornillos “pesan” y todo lo que sea peso adicional evitable debe ser muy tenido en cuenta en este diseño) a los engranajes de salida de la caja de reducción.

Aquí se observa una solución similar, un tanto tosca, que encontré en Internet (pero es más o menos la idea). Obviamente, se hizo utilizando pegamento. El eje que sobresale del disco gris de la foto sería, en nuestro caso, el eje de RASTI al que va unida la rueda.

Unión eje – engranajeUnión eje con engranaje

El primer intento será: engranajes acoplados al eje y a la salida de la caja de reducción

Ya que en principio parece ser menos complejo agregar un engranaje en el extremo opuesto del eje de la rueda, he desarmado una serie de video-caseteras VHS viejas y descartadas que compré en remates, obteniendo varios pares de engranajes.

Recordemos que cada robot tiene un par de motores y sus juegos de engranaje asociados, de modo que siempre estamos hablando de conjuntos de dos piezas.

Engranajes de desarmeEngranajes varios

El trabajo ahora es buscar de aparear estos engranajes con los de salida de los conjuntos de reducción que obtuve del desarme de unidades de CD-ROM (muy variados en diámetro y paso, como ya dije), y luego buscar la forma más segura y práctica de unirlos al extremo del eje. El resto es montar todo sobre una base.

Continuaré con este tema…

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