الشروع في العمل بضغط الهواء مع نظام V5

تعتبر علم الهواء المضغوط طريقة فعالة جدًا لإنشاء حركة خطية. تعتبر الأسطوانات الهوائية فعالة جدًا في تنشيط المخالب وتبديل التروس بين أنظمة التروس والعديد من التطبيقات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، تضيف الخصائص الهوائية مصدرًا آخر للطاقة إلى الروبوت الخاص بك ، وهي ممتعة جدًا للعمل معها ، وستوفر المعرفة بالأنظمة الهوائية المستخدمة على نطاق واسع في الصناعة.

عندما يتم تنشيط الأسطوانات الهوائية ، فإنها إما أن يتم تمديدها بالكامل أو سحبها بالكامل.

سوف تشرح هذه المقالة:

ملاحظة: تحتاج فرق مسابقة VEX Robotics (VRC / VEX U / VEX AI) الذين يخططون لاستخدام علم الهواء المضغوط إلى بعناية اقرأ قواعد الروبوت المتعلقة بالأنظمة الهوائية في دليل اللعبة.


كيف تعمل بضغط الهواء

1000_F_224709921_UphU6o670XUryPpJL1XtVXHSlS5nJUCd.jpeg

تعمل بضغط الهواء. يمكن إنشاء هذا بشيء بسيط مثل مضخة إطارات الدراجات.

يستخدم النظام الهوائي الأساسي خزان تخزين يمكن فيه ضخ ضغط الهواء بمضخة الدراجة ، وأنابيب هوائية لتوصيل الأجهزة ، وصمام للتحكم في إطلاق الضغط ، وأسطوانة هوائية.

image45.jpg

تعمل الأسطوانة الهوائية المزدوجة الفعل عندما يطلق الصمام ضغط الهواء في قاع الأسطوانة. يضغط ضغط الهواء على مساحة سطح المكبس الداخلي مما يدفع المكبس وقضيب المكبس إلى الخروج من الاسطوانة.

عندما يتحرك قضيب المكبس / المكبس للخارج ، يتدفق هواء العادم من أعلى الأسطوانة

image35.jpg

يمكن أيضًا ضبط الصمام لتحرير ضغط الهواء في الجزء العلوي من الأسطوانة. عندما يحدث هذا ، يدفع ضغط الهواء المكبس وقضيب المكبس إلى الأسطوانة.

عندما يتحرك قضيب المكبس / المكبس للداخل ، يتدفق هواء العادم إلى أسفل الأسطوانة.

image44.jpg

تعمل الأسطوانة الهوائية أحادية الفعل في الغالب بنفس الطريقة ، باستثناء أن الزنبرك يدفع قضيب المكبس / المكبس إلى الداخل مرة أخرى. تحتوي أسطوانة التمثيل المفردة على منفذ / تركيب واحد فقط للهواء للدخول والهواء للخروج.

لمزيد من المعلومات حول أطقم الهواء المضغوط المتاحة لنظام V5 ، راجع تحديد مجموعة أدوات تعمل بالهواء المضغوط لنظام V5 المقالة من قاعدة المعارف.


مكونات بضغط الهواء

تخزين الهواء

يستخدم تخزين الهواء ، لكل من الأسطوانات المزدوجة والأسطوانات المفردة ، نفس المكونات بشكل أساسي.

image32.jpg

خزان الهواء - الخزان ، 1-1 / 2 "X 4" ، w 1/8 "NPT & منفذ M5 - US14227-S0400

خزان الهواء هو المكان الذي يتم فيه تخزين الهواء للنظام الهوائي.

ملاحظة: يمكن إزالة الصواميل الطرفية من الخزان لتقليل الوزن.

image23.jpg

image8.jpg

الخزان له منفذين. واحد في كل نهاية. ستقبل هذه المنافذ الملولبة صمام مضخة إطار شريدر أو تركيب الخزان.

image13.jpg

يمكن ربط الخزان بالروبوت عن طريق لف 11 ”روابط Zip حول الخزان وقطعة هيكلية.

image52.jpg

يمكن أيضًا ربط الخزان بالإنسان الآلي عن طريق لف قضيب فولاذي حول الخزان ووضع المسمار في الفتحات حيث يلتقي جانبي الشريط. يمكن وضع الجوز على المسمار لتشكيل المشبك.

DSC_0888.JPG

تركيب مضخة الإطارات (صمام مضخة إطار شريدر) هو المكان الذي يتم فيه توصيل / فصل مضخة الهواء للضغط على النظام الهوائي.

image19.jpg

image33.jpg

يمكن لف طبقة واحدة من شريط التفلون حول خيوط الوصلة قبل شدها في منفذ خزان الهواء. سيساعد هذا في عمل ختم محكم.

لمزيد من المعلومات حول إنشاء أختام محكمة الغلق ، راجع مقالة منع تسرب الهواء في نظام هوائي VEX من قاعدة المعارف.

DSC_0888__1_.JPG

يمكن دفع قلب صمام مضخة إطار شريدر لتحرير الضغط من النظام.

DSC_0887.JPG

image12.jpg

تركيب الخزان هو المكان الذي يتم فيه إدخال الأنبوب الهوائي الذي سيغذي ضغط الهواء للباقي في النظام.

تأتي خيوط التركيب مع مادة تفلون مطبقة بالفعل لتقليل تسرب الهواء

image30.jpg

تقبل جميع تركيبات الأنابيب الهوائية الأنبوب ببساطة عن طريق إدخال الأنبوب في التركيب حتى يتوقف.

لتحرير الأنبوب ، يجب دفع الطوق الخارجي للداخل باتجاه التركيب وبعد ذلك يمكن إزالة الأنبوب.

image48.jpg

تركيب "T" - تركيب "T" للصمامات. سيسمح هذا التركيب "T" بتقسيم الهواء لتغذية صمامين.

ملاحظة: يمكن أيضًا استخدام التركيب للتحكم في أسطوانتين منفردتين بالقيمة الواحدة.

image21.jpg

يمكن لمنظم الضغط - منظم صغير مع تركيبات 4 مم ضبط ضغط الهواء المتدفق في اتجاه مجرى النهر في النظام.

يتم ضبط الضغط عن طريق قلب الجذع أو تحريكه أو تحريكه للخارج.

مع قلب الجذع على طول الطريق ، سيكون ضغط الهواء هو الأعلى. تحدد كمية ضغط الهواء مقدار القوة التي ستطبقها الأسطوانة.

image36.jpg

تأتي مجموعة الأدوات الهوائية المزدوجة المفعول مع مفتاح تشغيل / إيقاف - صمام الإصبع.

سيسمح لك ذلك بتشغيل الهواء للنظام وتحرير ضغط الهواء من النظام.

image54.jpg

image51.jpg

تأكد من أن الأسهم المنقوشة على الصمام تشير بعيدًا عن خزان الهواء ونحو النظام. بمعنى آخر ، يجب توجيه السهم في الاتجاه الذي سيسلكه الهواء.

image31.jpg

عندما يكون المقبض في محاذاة الأنبوب ، يعمل الهواء في النظام.

عندما يتم محاذاة المقبض بشكل دائم مع الأنبوب ، يتم إيقاف تشغيل الهواء ويطلق ضغط الهواء من المنبع في النظام.

المراقبة الجوية

image1.jpg

نظام مزدوج للتحكم في الهواء

الملف اللولبي ، الأمامي ، العكسي - 5/2 صمام الملف اللولبي المفرد يتحكم في تدفق الهواء للأسطوانات مزدوجة الفعل.

image38.jpg

تركيبات الصمامات ، هذه المسامير في المنافذ الموجودة على صمام الملف اللولبي.

احرص على عدم عبور الخيط للتركيبات حيث يتم تثبيتها في المنفذ.

image41.jpg

اربط أحد التركيبات في كل من المنفذ A والمنفذ B أعلى الصمام.

image34.jpg

اربط أحد التركيبات في المنفذ المسمى P حيث سيتم تغذية ضغط الهواء في الصمام.

اترك المنفذين المسمى R مفتوحين للسماح بخروج هواء العادم.

image39.jpg

في الإعداد الافتراضي ، يقوم المنفذ A بتغذية المنفذ السفلي للأسطوانة مزدوجة التمثيل بينما يقوم المنفذ B بتغذية المنفذ العلوي. هذا سيجعل الأسطوانة تبدأ مع تراجع القضيب.

ومع ذلك ، إذا كانت هناك حالة يكون فيها من المفيد البدء بتمديد قضيب الأسطوانة ، فيمكن تبديل المنفذين.

يمكن توصيل صمامات الملف اللولبي بالروبوت باستخدام روابط مضغوطة. ملاحظة: لا تغطي منافذ العادم في الملف اللولبي باستخدام الروابط المضغوطة. إذا حدث هذا ، فلن تتحرك الأسطوانة.

image53.jpg

يوجد زر أزرق صغير أعلى الصمام يمكن الضغط عليه باستخدام أداة صغيرة مثل Star Drive Key أو القلم. سيؤدي الضغط على هذا الزر إلى فتح القيمة يدويًا لاختبار تدفق الهواء إلى الأسطوانة.

image22.jpg

image27.jpg

برنامج تشغيل الملف اللولبي - كبل مع محرك ، يتم توصيله بصمام الملف اللولبي المزدوج في أحد الطرفين ويوفر اتصالاً بمنفذ 3 أسلاك في V5 Robot Brain على الطرف الآخر.

يمكن استخدام كابل التمديد بين برنامج تشغيل الملف اللولبي وعقل الروبوت V5 إذا كان من الضروري زيادة الطول.

image18.jpg

التحكم في الهواء بالوكالة

الملف اللولبي ، تشغيل / إيقاف - 3/2 صمام الملف اللولبي يتحكم في الأسطوانات المفردة.

image38.jpg

يتم تثبيت نفس النوع من تركيبات الصمامات في المنافذ الموجودة على صمام الملف اللولبي.

مرة أخرى ، احرص على عدم عبور الخيط للتركيبات حيث يتم تثبيتها في المنفذ.

2021-07-08_13-49-08.jpeg

اربط أحد التركيبات في المنفذ A أعلى الصمام.

image42.jpg

اربط أحد التركيبات في المنفذ المسمى P حيث سيتم تغذية ضغط الهواء في الصمام. اترك المنفذ المسمى R مفتوحًا للسماح بخروج هواء العادم.

image17.jpg

يقوم المنفذ A بتغذية المنفذ السفلي للأسطوانة المفردة.

يمكن توصيل صمامات الملف اللولبي بالروبوت باستخدام روابط مضغوطة.

ملاحظة: لا تغطي منفذ العادم للملف اللولبي بأربطة مضغوطة. إذا حدث هذا ، فلن تتحرك الأسطوانة.

image50.jpg

يوجد زر برتقالي صغير أعلى الصمام يمكن الضغط عليه باستخدام أداة صغيرة مثل Star Drive Key أو القلم. سيؤدي الضغط على هذا الزر إلى فتح القيمة يدويًا لاختبار تدفق الهواء إلى الأسطوانة.

image37.jpg

image27.jpg

برنامج تشغيل الملف اللولبي - كبل مع محرك ، يتم توصيله بصمام الملف اللولبي المفرد من طرف واحد ويوفر اتصالاً بمنفذ 3 أسلاك في V5 Robot Brain على الطرف الآخر.

يمكن استخدام كابل التمديد بين برنامج تشغيل الملف اللولبي و V5 Robot Brain إذا كان من الضروري زيادة الطول

image11.jpg

يمكن التحكم في كل من الملف اللولبي المزدوج التمثيل والملف اللولبي الفردي باستخدام جهاز إخراج رقمي ضمن مشروع VEXcode V5 المخصص .

لمزيد من المعلومات حول البرمجة بضغط الهواء ، راجع مقالةالتحكم بالهواء المضغوط باستخدام الأزرار الموجودة على وحدة التحكم الخاصة بكالمقالة من Knowledge Base.

اسطوانات تعمل بالهواء المضغوط

image55.jpg

اسطوانة مزدوجة الفعل

تحتوي الأسطوانة ، ثنائية الاتجاه - أسطوانة مزدوجة الفعل 10 مم ، على منفذ على كلا الطرفين.

القضيب مترابطة مع اثنين من الجوز. يمكن استخدامها لربط محور قضيب الاسطوانة.

الجزء الأمامي من الأسطوانة ملولب ويمكن استخدامه كطريقة بديلة لتركيب الأسطوانة عن طريق حفر ثقب في قطعة من الهيكل ، وإدخال الأسطوانة ، ثم التثبيت باستخدام صامولة الأسطوانة.

إذا لم يتم استخدام طريقة التثبيت هذه ، فيمكن إزالة الجوز لتقليل الوزن على الروبوت الخاص بك.

image9.jpg

مقياس التدفق - مقياس الكوع M5 للتحكم في التدفق ، يمكن تثبيته في المنفذ العلوي للأسطوانة.

يمكن لمقياس التدفق التحكم في تدفق الهواء عبر الأسطوانة والذي سيتحكم في سرعة امتداد قضيب الأسطوانة والتراجع.

image47.jpg

يمكن ضبط مقياس التدفق عن طريق قلب الحلقة الداخلية لأعلى لزيادة التدفق أو لأسفل لتقليل التدفق. يمكن تشغيل الحلقة باستخدام مفك البراغي.

image24.jpg

image46.jpg

تركيب الأسطوانات - موصل M5 ذكر للأسطوانات ، يمكن تثبيته في المنفذ السفلي للأسطوانة.

كما هو الحال مع جميع التركيبات ، يجب توخي الحذر حتى لا تتقاطع مع الخيط المناسب لأنه يتم تثبيته بالبراغي.

image49.jpg

image14.jpg

يمكن توصيل محور قضيب الأسطوانة بقضيب الأسطوانة عن طريق وضعه بين الجوزتين على الجزء الملولب من القضيب.

image7.jpg

image3.jpg

يمكن توصيل حامل الأسطوانة بالأسطوانة باستخدام برغي VEX مقاس 1 بوصة # 8-32 وصمولة nylock.

image25.jpg

يمكن تركيب حامل الأسطوانة على قطعة هيكل على الروبوت. يمكن توصيل محور قضيب الأسطوانة بالمكون الذي سيتم نقله باستخدام برغي أو عمود.

ملاحظة: لا تقم بتركيب الأسطوانة بحيث توجد قوة جانبية يتم تطبيقها على قضيب الأسطوانة. إذا انحنى قضيب الأسطوانة ، فلن تعمل الأسطوانة.

image26.jpg

اسطوانة واحدة تعمل بالوكالة

الأسطوانة - أسطوانة إرجاع زنبركية أحادية الفعل 10 مم بها منفذ في نهايتها.

القضيب مترابطة مع اثنين من الجوز. يمكن استخدامها لربط محور قضيب الاسطوانة.

image24.jpg

image5.jpg

تركيب الأسطوانات - موصل M5 ذكر للأسطوانات ، يمكن تثبيته في المنفذ السفلي للأسطوانة.

image14.jpg

image7.jpg

يمكن توصيل محور قضيب الأسطوانة وحامل الأسطوانة بالأسطوانة المفردة بنفس الطريقة كما هو الحال بالنسبة للأسطوانة المزدوجة الموصوفة أعلاه.

image28.jpg

يمكن تركيب حامل الأسطوانة على قطعة هيكل على الروبوت. يمكن توصيل محور قضيب الأسطوانة بالمكون الذي سيتم نقله باستخدام برغي أو عمود.

ملاحظة: لا تقم بتركيب الأسطوانة بحيث توجد قوة جانبية يتم تطبيقها على قضيب الأسطوانة. إذا انحنى قضيب الأسطوانة ، فلن تعمل الأسطوانة.

image6.jpg

يتم استخدام الأنابيب الهوائية لتوصيل جميع الأجهزة معًا.

يمكن قصها بطول باستخدام مقص حاد.


اثنين من نماذج التخطيطات بضغط الهواء

image20.jpg

مخطط عينة لأسطوانة التمثيل المزدوج:

  1. سيتم ضخ الهواء من مضخة الدراجة إلى صمام شريدر بخزان الهواء.
  2. يتدفق الهواء المضغوط من التركيب الموجود على الطرف الآخر من الخزان وإلى مفتاح التشغيل والإيقاف.
  3. من المفتاح سوف يغذي الهواء المضغوط منظم الضغط.
  4. من منظم الضغط سوف يتدفق الهواء إلى صمام الملف اللولبي المزدوج الفعل.
  5. اعتمادًا على حالة صمام الملف اللولبي ، سيتدفق الهواء إما من المنفذ B إلى الجزء العلوي من الأسطوانة أو سيتدفق الهواء من المنفذ A إلى أسفل الأسطوانة ممتدًا قضيبه.
  6. سيتم التحكم في صمام الملف اللولبي بواسطة كبل تشغيل الملف اللولبي المتصل بمنفذ 3 أسلاك من V5 Robot Brain

image10.jpg

نموذج لتخطيط الأسطوانة المفردة:

  1. سيتم ضخ الهواء من مضخة الدراجة إلى صمام شريدر بخزان الهواء.
  2. يتدفق الهواء المضغوط خارج التركيب الموجود على الطرف الآخر من الخزان وفي منظم الضغط.
  3. من منظم الضغط سوف يتدفق الهواء إلى صمام الملف اللولبي القائم بالوكالة.
  4. اعتمادًا على حالة صمام الملف اللولبي ، سوف يخرج الهواء من المنفذ A أو يتدفق الهواء من المنفذ A إلى أسفل الأسطوانة ممتدًا قضيبه.
  5. سيتم التحكم في صمام الملف اللولبي بواسطة كبل محرك الملف اللولبي المتصل بمنفذ 3 أسلاك من V5 Robot Brain

حساب قوة الاسطوانات

تُعطى معادلة حساب قوة الخرج لضغط معين على النحو التالي:

(منطقة المقطع العرضي للأسطوانة) × (ضغط الهواء الداخلي) = القوة

يبلغ حجم تجويف الأسطوانات في الأسطوانات الهوائية VEX 0.39 بوصة (10 مم). من هذا يمكننا حساب مساحة المقطع العرضي للأسطوانة باستخدام معادلة مساحة الدائرة:

(القطر / 2) ² x π = المساحة

نظرًا لأننا حصلنا على تجويف الأسطوانة (القطر الداخلي) ونعلم أن Pi ≈ 3.14 ، يمكننا حساب المنطقة لتكون:

(0.39 بوصة / 2) × 3.14 = 0.12 بوصة²

يمكننا الآن التعويض بهذا الرقم في المعادلة الأصلية وحساب قوة خرج الأسطوانة:

0.12 بوصة² × 100 رطل لكل بوصة مربعة = 12 رطلاً من القوة (عند 100 رطل لكل بوصة مربعة)


للحصول على إرشادات السلامة عند العمل مع الأنظمة الهوائية ، راجع احتياطات وإرشادات السلامة عند العمل مع روبوتات VEX V5.

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus