يتيح نظام نقل الحركة للروبوت أن يكون متحركًا باستخدام العجلات أو مداسات الخزان أو طريقة أخرى. يُشار إلى نظام نقل الحركة أحيانًا باسم قاعدة القيادة. يعد تحديد نوع نظام نقل الحركة الذي يجب استخدامه أحد الاعتبارات الأولى عند تصميم الروبوت. تعتبر أنظمة نقل الحركة الخاصة بـ Clawbot جيدة في البداية، ولكن تصميمات أنظمة نقل الحركة الإضافية يمكن أن تسمح للروبوت بمزيد من الوظائف، مثل القدرة على التحرك جانبيًا بالإضافة إلى الدوران والتحرك للأمام والخلف. يُسمى هذا النوع من الحركة بالحركة متعددة الاتجاهات. قد تحتاج أنظمة نقل الحركة أيضًا إلى التحرك فوق العوائق أو قد تحتاج إلى مقاومة الدفع من الجانب بواسطة روبوت آخر. يمكن للروبوتات المصممة للمنافسة أن تكتسب ميزة تنافسية من خلال اختيار نظام نقل الحركة الذي يتناسب مع استراتيجية لعبتها.
بعض الأشياء التي يجب مراعاتها عند اختيار نظام نقل الحركة لروبوت المنافسة:
- هل هناك عوائق في الملعب تحتاج إلى القيادة فوقها أو الصعود إليها؟ يمكن أن تساعد المسارات أو العجلات ذات القطر الأكبر في تجاوز العوائق.
- ما هو حجم الدفاع الذي سوف يتعرض له نظام نقل الحركة؟ تحتوي بعض الألعاب على حاجز يفصل بين الخصوم ومحرك دفاعي لا يمكن دفعه جانبيًا بسهولة، وهو ليس بالأمر المهم.
- ما مدى الميزة التي يتمتع بها نظام نقل الحركة في أن يكون متعدد الاتجاهات؟
- هل سيعمل نظام نقل الحركة على دفع قطع اللعبة المتعددة/الثقيلة، أم أنه يحتاج إلى أن يكون سريعًا؟ يمكن تعديل الحد الأقصى للسرعة أو عزم الدوران الناتج عن مجموعة نقل الحركة عن طريق التغيير إلى نسبة تروس مختلفة، أو عن طريق تغيير خراطيش تروس المحرك الذكي V5، و/أو عن طريق تغيير قطر العجلات.
- ما الارتفاع والمسافة التي سيكون الروبوت قادرًا على الوصول إليها؟ تستفيد الروبوتات التي تصل إلى ارتفاعات عالية و/أو تمتد إلى الخارج من بصمة نقل الحركة الأكبر ومركز الثقل المنخفض. يمكن للعجلات ذات القطر الصغير أن تساعد في كلا الأمرين.
- كم عدد المحركات التي ستكون مطلوبة لوظائف أخرى غير نظام نقل الحركة؟ بعض قواعد المنافسة تحد من عدد المحركات الموجودة على الروبوت.
تعتبر هذه الاعتبارات بعض الأمثلة، ولكن ليس كلها، لأنواع التحليل التي ينبغي استخدامها عند اختيار نظام نقل الحركة لروبوت المنافسة.
أوصاف بعض أنواع أنظمة نقل الحركة
محرك قياسي
يُعرف أيضًا نظام نقل الحركة القياسي باسم نظام نقل الحركة ذو التوجيه الانزلاقي وهو أحد أكثر أنواع أنظمة نقل الحركة شيوعًا. يمكن تشغيل نظام نقل الحركة القياسي بواسطة محركين ويمكن استخدام هذه المحركات لتشغيل عجلات القيادة مباشرة أو يمكن أن تكون جزءًا من مجموعة تروس يمكن أن تحتوي على عجلات قيادة متعددة. يمكن أيضًا تصميم نظام نقل الحركة بحيث يحتوي على محركات متعددة وعجلات متعددة. وتسمى هذه الاختلافات أحيانًا بالدفع الرباعي، أو الدفع السداسي، وما إلى ذلك. يُمكن لنظام نقل الحركة هذا استخدام مجموعة متنوعة من عجلات VEX. ومع ذلك، فإنه يفتقر إلى القدرة على أن يكون متعدد الاتجاهات.
يعرض الرسم البياني أعلاه نظام نقل الحركة القياسي الذي يعمل بمحركين. يمكنك تدوير الصورة وتكبيرها وتصغيرها لعرض كل زاوية من زوايا نظام نقل الحركة ثنائي المحرك. حدد الأجزاء لعرض اسم كل مكون.
يعرض الرسم البياني أعلاه نظام نقل الحركة القياسي الذي يعمل بأربعة محركات. يؤدي استخدام أربعة محركات إلى توفير طاقة إضافية لتحسين السرعة وعزم الدوران الأكبر وتعزيز الجر والاستقرار. يمكنك تدوير الصورة وتكبيرها وتصغيرها لعرض كل زاوية من زوايا نظام نقل الحركة ثنائي المحرك. حدد الأجزاء لعرض اسم كل مكون.
محرك إتش
يستخدم محرك H Drive ثلاثة أو خمسة محركات مع أربع عجلات متعددة الاتجاهات وعجلة خامسة متعددة الاتجاهات مثبتة بشكل عمودي بين العجلات الأخرى في نظام نقل الحركة. يتيح ترتيب العجلات لنظام نقل الحركة هذا أن يكون متعدد الاتجاهات. يمكن لـ H Drive الاستفادة من العجلات متعددة الاتجاهات مقاس 2.75 بوصة، أو العجلات متعددة الاتجاهات مقاس 3.25 بوصة، أو العجلات متعددة الاتجاهات مقاس 4 بوصة. ومع ذلك، يمكن دفع هذا النوع من نظام نقل الحركة جانبيًا بواسطة روبوت آخر بفضل البكرات الموجودة على العجلات متعددة الاتجاهات. يمكن أيضًا أن تتعطل العجلة المركزية الخامسة في عائق أثناء محاولة الروبوت التدحرج فوقها.
ميكانوم
يستخدم تصميم Mecanum Drivetrain عجلات Mecanum. تحتوي هذه العجلات على بكرات مائلة مما يسمح لها بالتحرك في جميع الاتجاهات. عندما تدور العجلات في نظام نقل الحركة هذا بشكل معاكس لبعضها البعض، يتسبب اتجاه البكرات في تحرك نظام نقل الحركة جانبياً. ومع ذلك، تتطلب الأسطوانات المائلة عزم دوران أكبر من المحركات لتحريك العجلات، ويتطلب نظام نقل الحركة رمز برمجة أكثر تعقيدًا لحركته من نظام الدفع القياسي.
هولونوميك
نظام نقل الحركة Drivetrain متعدد الاتجاهات. يمكن تجميع هذا التصميم باستخدام ثلاث عجلات متعددة الاتجاهات وثلاثة محركات أو أربع عجلات متعددة الاتجاهات وأربعة محركات. يمكن تصميم أنظمة نقل الحركة Holonomic هذه إما باستخدام عجلات متعددة الاتجاهات مقاس 2.75 بوصة، أو عجلات متعددة الاتجاهات مقاس 3.25 بوصة، أو عجلات متعددة الاتجاهات مقاس 4 بوصات. يتم تجميع الإصدار المزود بثلاث عجلات متعددة الاتجاهات وثلاث محركات دفع مع ضبط العجلات على 120أو بالنسبة لبعضها البعض. يمكن تجميع الإصدار ذو العجلات الأربع متعددة الاتجاهات والأربعة محركات إما عن طريق إمالة العجلات في كل زاوية (يُطلق عليها أحيانًا محرك X ويظهر مثال أدناه) أو وضع عجلات القيادة في منتصف كل جانب من قاعدة القيادة. تتطلب أنظمة الدفع Holonomic Drivetrains هذه رمز برمجة أكثر تعقيدًا لحركتها من نظام الدفع القياسي. إن نظام الدفع ثلاثي العجلات ليس مستقرًا مثل نظام الدفع رباعي العجلات.
مسار القيادة
Track Drive هو نوع آخر من نظام نقل الحركة القياسي يستخدم مجموعة Tank Tread Kit بدلاً من العجلات. ويمكنه تجاوز العقبات بسهولة. ومع ذلك، فإن محرك الخزان يفتقر إلى القدرة على أن يكون متعدد الاتجاهات. لا تتمتع مجموعة مداس الخزان القياسية بقدرة جر جيدة جدًا. يمكن أن يؤدي تضمين بعض وصلات الجر الخاصة بمداس الخزان من مجموعة ترقية مداس الخزان في سلسلة المداسات إلى زيادة الجر. بالإضافة إلى عجلات القيادة التي تأتي مع مجموعة مداس الخزان، يمكن أيضًا استخدام عجلات القيادة عالية القوة كعجلات قيادة.
بعض الأخطاء التصميمية التي يجب تجنبها عند تجميع أنظمة نقل الحركة
محرك قياسي
أحد الأخطاء التصميمية التي يمكن ارتكابها مع Standard Drive هو تشغيل جميع العجلات بنفس النسبة واستخدام عجلات ذات أقطار مختلفة. بسبب اختلاف محيط العجلات، فإن هذا الخطأ في التصميم يجعل العجلات الأكبر تحاول سحب الروبوت إلى الأمام بشكل أسرع من قدرة العجلات الأصغر على الدوران.
محرك إتش
أحد الأخطاء التصميمية التي يمكن ارتكابها مع H Drive هو وضع العجلة المركزية الخامسة على مستوى مختلف عن العجلات الأربع الأخرى. يمكن أن يحدث هذا إذا لم تكن أي من أعمدة نقل الحركة في مجموعة نقل الحركة على نفس المسافة من الأرض مثل الأعمدة الأخرى. عندما يحدث هذا الخطأ في التصميم، فإن العجلة المركزية أو عجلات القيادة ترفع الأخرى عن الأرض.
ميكانوم
أحد الأخطاء التصميمية التي يمكن ارتكابها مع نظام نقل الحركة Mecanum هو عدم وضع عجلات Mecanum في الاتجاه الصحيح. عندما يحدث هذا الخطأ في التصميم، لن يتحرك نظام نقل الحركة جانبياً.
هولونوميك
أحد الأخطاء التصميمية التي يمكن ارتكابها مع أنظمة نقل الحركة الهولونومية هو وجود نقطة دعم واحدة فقط لأعمدة القيادة. يسمح هذا الخطأ في التصميم لعمود القيادة بالتحرك لأعلى ولأسفل مما يجعل من الصعب على عمود القيادة الدوران داخل المحمل.
مسار القيادة
أحد الأخطاء التصميمية التي يمكن ارتكابها مع محرك المسار هو قيادة مداس الخزان باستخدام عجلة مسننة في منتصف المسار. سيؤدي هذا الخطأ في التصميم إلى السماح لعجلة القيادة بالتخطي على روابط السلسلة. يجب أن تحتوي عجلات القيادة على 120 × على الأقل من لف سلسلة الخزان.
مقارنة بين بعض أنواع أنظمة نقل الحركة
| محرك قياسي | محرك إتش | ميكانوم | هولونوميك | مسار القيادة | |
|---|---|---|---|---|---|
| الحد الأدنى من المحركات المطلوبة | 2 | 3 | 4 | 3 | 2 |
| متعدد الاتجاهات | لا | نعم | نعم | نعم | لا |
| مستوى البرمجة | من الأساسي إلى المتوسط | متوسط | متقدم | متقدم | من الأساسي إلى المتوسط |
| يتجنب الدفع جانبيًا | أومني - قوة جر ضعيفة - جيدة جدًا | عدل | ممتاز | عدل | جيد جدًا |
| القدرة على تجاوز العوائق | جيد جدًا | فقير | جيد | عدل | ممتاز |
|
خطر السلامة: |
نقاط الضغطقم بتحريك العجلات، والعجلات المسننة، والتروس ببطء للتأكد من عدم وجود أي أسلاك، أو أنابيب، أو مواد مرنة، أو أجهزة يمكن أن تتعطل أثناء الحركة، قبل تشغيل الروبوت. |
يمكن شراء المعادن والهياكل المعدنية من https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.
يمكن شراء العجلات وأجهزة الحركة الأخرى من https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.