استخدام نسب التروس مع محرك V5

يحتوي نظام VEX EDR على نوعين من التروس المحفزة ، مجموعة التروس ومجموعة التروس عالية القوة (يرجى الاطلاع علىكيفية تحديد ترس Spur). يمكن تجميع هذه التروس لنقل الطاقة ، أو لزيادة عزم الدوران ، أو لزيادة السرعة. يمكن القيام بذلك عن طريق تجميع ترسين أو أكثر معًا على أعمدة الإدارة بحيث تتداخل أسنانهم. سيشغل المحرك أحد أعمدة إدارة التروس.

نسب التروس البسيطة

تستخدم نسب التروس البسيطة ترسًا واحدًا فقط لكل عمود إدارة ويمكن استخدامها لنقل الطاقة أو زيادة عزم الدوران أو زيادة السرعة. يُطلق على الترس الذي يوفر الطاقة أو الإدخال اسم ترس القيادة ويطلق على الترس الذي يتم تشغيله أو إخراجه اسم الترس المُدار.

نقل الطاقة - مع هذا النوع من نسبة التروس ، يكون الهدف هو نقل الطاقة من موقع إلى آخر ، مثل من محرك إلى عجلة غير متصلة مباشرة بالمحرك. تمتلك معدات القيادة والعتاد المُدار نفس عدد الأسنان.على سبيل المثال ، يقود المحرك ترسًا 60 سنًا (60T) إلى ترس 60T مدفوع على عجلة. يقوم المحرك بتدوير ترس القيادة 60T بمجرد تدوير الترس المدفوع 60T على العجلة مرة واحدة. يُعرف هذا بنسبة 1: 1.

زيادة عزم الدوران (سرعة منخفضة)- مع هذا النوع من نسبة التروس ، الهدف هو زيادة عزم الدوران من المحرك مثل من محرك إلى ذراع. تمتلك معدات القيادة أسنانًا أقل من الترس المُدار. على سبيل المثال ، إذا كان المحرك يقود ترسًا 12T إلى ترس مدفوع 60T على ذراع ، فيجب أن يدور ترس القيادة 12T 5 مرات لتدوير الترس 60T مرة واحدة. يُعرف هذا بنسبة 5: 1. ناتج عزم الدوران هو 5 أضعاف ، ومع ذلك ، فإن خرج السرعة هو 1/5 فقط.

زيادة السرعة (سرعة عالية) - مع هذا النوع من نسبة التروس يكون الهدف هو زيادة السرعة من المحرك ، مثل من محرك إلى عجلة. تمتلك معدات القيادة أسنانًا أكثر من الترس المُدار. على سبيل المثال ، إذا كان محرك يقود ترسًا 60T إلى ترس 12T مدفوعًا على عجلة ،عندما يدور ترس القيادة 60T مرة واحدة ، فإن الترس المدفوع 12T يدور خمس (5) مرات . يُعرف ذلك بنسبة ترس 1: 5. في هذه الحالة ، يكون خرج السرعة 5/1 أضعاف ، ومع ذلك ، فإن خرج عزم الدوران هو 1/5.

ملاحظات خاصة

تعمل النسب لأنظمة العجلة المسننة والسلسلة بنفس طريقة نسب التروس. تتمتع أنظمة العجلة المسننة والسلسلة بميزة أنه يمكن وضع العجلة المسننة على مسافات متعددة لأنها متصلة بواسطة سلسلة.ومع ذلك ، يمكن أن تنكسر روابط السلسلة بقوة أقل مما يمكن أن ينكسر السن على ترس عالي القوة. سيحتاج أي نوع من الكسر إلى الإصلاح حتى يعمل الروبوت بكامل طاقته.

يمكن وضع أي عدد من التروس بأي حجم بين ترس القيادة والعتاد المُدار في نسبة تروس بسيطة ولن يغير نسبة التروس. على سبيل المثال ، يقود ترس 12T ترس 36T الذي يقود ترسًا مدفوعًا 60T ، ونسبة الترس لا تزال 5: 1 ، كما لو كان الترس 60T مدفوعًا مباشرة بواسطة الترس 12T.

سرعة

سرعة الدوران هي مدى سرعة دوران الجسم. على سبيل المثال ، يمكن أن يدور مقبس عمود المحرك الذكي V5 100 دورة في الدقيقة أو 100 دورة في الدقيقة. كما هو موضح أعلاه ، إذا تم استخدام نسبة تروس 5: 1 ، فإن ترس قيادة 60 سنًا يتم تشغيله بواسطة عمود المحرك ثم يدور ترسًا مدفوعًا بـ 12 سنًا ، وسوف يدور الترس 12 سنًا بسرعة 5 مرات أسرع. باستخدام المثال أعلاه ، سيتم بعد ذلك تدوير الترس المكون من 12 سنًا بسرعة 500 دورة في الدقيقة مقارنة بـ 100 دورة في الدقيقة لعمود المحرك. إذا تم استخدام نسبة تروس 1: 5 ، يتم تشغيل ترس قيادة 12 سنًا بواسطة عمود المحرك ثم يدور 60 سنًا ترسًا مدفوعًا ، فإن الترس 60 سنًا سوف يدور بسرعة 1/5. باستخدام المثال أعلاه مرة أخرى ، سوف تدور 60 سنًا بسرعة 20 دورة في الدقيقة مقارنة بـ 100 دورة في الدقيقة لعمود المحرك.

فلماذا لا يتم دائمًا استخدام أسرع نسبة تروس ممكنة؟ يبدو أنه كلما زادت سرعة تحرك الروبوت كلما زادت قدرته التنافسية. السبب الأول هو أن هناك سرعة قصوى يمكن من خلالها التحكم في وظائف الروبوت. في مثالين ، إذا كانت الوظيفة هي الروبوت الذي يتجول ، إذا كانت العجلات تدور بسرعة كبيرة ، فقد يكون من الصعب للغاية التحكم فيها. إذا كانت الوظيفة عبارة عن ذراع تدور لأعلى ولأسفل ، إذا كانت تدور بسرعة كبيرة ، فقد يكون من الصعب أيضًا التحكم فيها.

عزم الدوران

عزم الدوران هو مقدار القوة اللازمة لتدوير الحمل على مسافة. المحركات لديها كمية محدودة من عزم الدوران. على سبيل المثال ، إذا كان محرك V5 Smart ينتج 1 نيوتن متر (نيوتن متر) من عزم الدوران ، فعند استخدام نسبة تروس 5: 1 ، سيخرج ترس 12 سنًا مدفوعًا ⅕ مدخل عزم دوران المحرك ، سيكون الناتج 0.2 نيوتن متر ومع نسبة التروس 1: 5 ، سيخرج ترس الأسنان 60 5 أضعاف مدخلات عزم دوران المحرك ، وسيكون الناتج 5 نيوتن متر.

يعتبر عزم الدوران السبب الثاني لعدم إمكانية استخدام أسرع نسبة تروس ممكنة عند تصميم إنسان آلي. من الممكن عند استخدام نسبة تروس زيادة السرعة لدفع عجلات الروبوت بشكل أسرع ، قد تتجاوز نسبة التروس عزم الدوران المتاح من المحرك ولن يتحرك الروبوت بنفس السرعة أو يتحرك على الإطلاق. من الممكن أيضًا إذا تفاعل روبوتان لهما نفس التصميم تقريبًا ، فمن المحتمل أن يكون الروبوت الذي يحتوي على مجموعة نقل ذات نسبة تروس أقل قادرًا على دفع الروبوت باستخدام مجموعة نقل نسبة تروس أعلى لأن الروبوت ذي نسبة التروس المنخفضة سيكون لديه المزيد من عزم الدوران. مثال آخر ، قد لا يدور الذراع حتى إذا تم توصيله مباشرة بعمود تم إدخاله في المحرك لأن تدويره قد يتجاوز عزم الدوران المتاح للمحرك. في هذه الحالة ، يجب استخدام زيادة نسبة تروس عزم الدوران لزيادة ناتج عزم دوران المحرك وتجاوز مقدار عزم الدوران المطلوب لتدوير الذراع.

يمكن قياس سرعة المحرك الذكي V5 وعزم دورانه باستخدام لوحة عدادات المحرك

حقيقة الروبوت

لحسن الحظ ، فإن نسب التروس المستخدمة مع تعليمات البناء لتجميع V5 ClawBot كافية لبدء تصميم روبوتات مخصصة. تعمل العديد من مجموعات الدفع بشكل جيد من خلال قيادة أعمدة العجلات أو مسننات الجنزير مباشرةً باستخدام محرك V5 Smart مع خرطوشة التروس الخضراء 200 RPM V5. ومع ذلك ، إذا كان هناك حاجة إلى وضع هيكل في التصميم مثل برج أو مدخل قطعة لعبة حيث يوجد محرك ، فيمكن استخدام نقل الطاقة باستخدام العجلة المسننة والسلسلة أو التروس كما هو موضح أعلاه. بالنسبة لمعظم الأذرع ، فإن نسبة ترس زيادة عزم الدوران 7: 1 الموضحة أعلاه كافية من خلال قيادة الترس 12T بمحرك 200 دورة في الدقيقة وربط ترس مدفوع 84T بالذراع. عندما تصبح الميزة التنافسية أكثر أهمية ، يصبح إيجاد توازن "البقعة الحلوة" بين السرعة وعزم الدوران أكثر أهمية. يمكن تحقيق ذلك باستخدام محرك ذكي V5 مع واحدة من خراطيش التروس الثلاثة المتاحة V5 (الأحمر: 100 دورة في الدقيقة ، والأخضر: 200 دورة في الدقيقة ، والأزرق: 600 دورة في الدقيقة) وإذا لزم الأمر ، مع الجمع بين المحرك ونسبة التروس لزيادة عزم الدوران أو نسبة تروس لزيادة السرعة.

يمكن شراء Gears وأجهزة الحركة الأخرى على https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.