Quindi la forza peso tende a far ruotare in senso orario il nostro braccio, creando un “Momento” indicato con “M”, al centro del nostro giunto, pari al prodotto tra forza peso “P” ed il braccio “b”:

M = P x b

Quindi per tenere il peso sollevato i miei muscoli devono creare, nel giunto di rotazione (detto anche “cerniera”), un momento “Mr” (Momento di Reazione) di verso contrario.

Per i servomotori, ma più in generale per le macchine elettriche, sui datasheet, generalmente non si parla di “Momento di una forza”, bensì di “Coppia” (in alcuni casi rari di Momento torcente), infatti la Coppia è definita come l’azione, su un asse di rotazione, di due forze complanari e parallele ed aventi direzioni opposte distanti tra loro “r”. Il Momento generato dalla Coppia di Forze è dato dal prodotto:

Mr = F x r

Con queste nozioni base di Fisica è possibile quindi già fare diverse considerazioni importanti, infatti poiché il nostro braccio robotico dovrà spostare dei pesi con la mano (cioè in punta al braccio), più il braccio robotico è lungo o più l’oggetto è pesante e maggiore sarà la coppia che dovrà avere il servomotore per poter movimentare l’oggetto stesso.

Nella analisi sopra fatta non abbiamo considerato il peso del braccio, che già di suo, in funzione del materiale che lo costituisce, introduce un ulteriore forza e quindi momento che deve essere vinto per poterlo far muovere.

Ad ogni giunto di rotazione dobbiamo inserire un servomotore ed avere un servomotore più performante significa anche che l’alimentazione disponibile da Arduino non è sufficiente per alimentare i servomotori, per questo motivo si utilizzerà una alimentazione esterna con tensione che dovrà essere compatibile con quella massima ammessa dal servomotore stesso.