VEX EDR সিস্টেমে দুই ধরনের স্পার গিয়ার রয়েছে, গিয়ার কিট এবং হাই স্ট্রেন্থ গিয়ার কিট (দয়া করে দেখুনকিভাবে স্পার গিয়ার নির্বাচন করবেন)। এই গিয়ারগুলি পাওয়ার ট্রান্সফার কাস্টমাইজ করতে, টর্ক বাড়ানো বা গতি বাড়াতে একত্রিত করা যেতে পারে। এটি ড্রাইভ শ্যাফ্টে দুই বা ততোধিক গিয়ার একত্রিত করে করা যেতে পারে যাতে গিয়ারের দাঁতগুলি আন্তঃমেশ হয়। একটি মোটর একটি গিয়ারের ড্রাইভ শ্যাফ্টকে শক্তি দেবে।
গিয়ার অনুপাত
সরল গিয়ার অনুপাত প্রতি ড্রাইভশ্যাফটে শুধুমাত্র একটি গিয়ার ব্যবহার করে। যে গিয়ারটি পাওয়ার, বা ইনপুট প্রদান করে, তাকে ড্রাইভিং গিয়ার বলা হয় এবং যে গিয়ারটি চালু করা হচ্ছে বা আউটপুটের জন্য দায়ী, তাকে চালিত গিয়ার বলা হয়। গিয়ার অনুপাত নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা হয়:
আকারের (এই ক্ষেত্রে ৬০টি দাঁত এবং ৬০টি দাঁত) একটি চালক গিয়ার এবং একটি চালিত গিয়ারের উদাহরণ দেখতে নিচের অ্যানিমেশনটি দেখুন
1:1 গিয়ার অনুপাত
A 1:1 গিয়ার অনুপাত এর মানে হল যে ড্রাইভিং গিয়ার একটি বিপ্লব ঘটায় যাতে চালিত গিয়ারটি একটি বিপ্লব সম্পূর্ণ করে। এই গিয়ার অনুপাত নিম্নলিখিত সুবিধা প্রদান করে:
- ভারসাম্যপূর্ণ গতি এবং টর্ক: কারণ ড্রাইভিং গিয়ার এবং চালিত গিয়ারের মধ্যে অনুপাত সমান, দুটি গিয়ারের মধ্যে গতি বা টর্কের কোন পরিবর্তন নেই। এই ভারসাম্য এমন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ যেখানে মোটরের নেটিভ কর্মক্ষমতা যথেষ্ট।
- ডাইরেক্ট পাওয়ার ট্রান্সফার: এই গিয়ার রেশিও নিশ্চিত করে যে মোটর দ্বারা উত্পন্ন পাওয়ার সরাসরি চালিত উপাদানে কোন ক্ষতি ছাড়াই স্থানান্তরিত হয়।
- সরলীকৃত ডিজাইন: A 1:1 গিয়ার রেশিও রোবটের যান্ত্রিক ডিজাইনকে সরল করে, ডিজাইন এবং বিল্ডিং প্রক্রিয়াটিকে আরও সহজ করে তোলে।
- অনুমানযোগ্য কর্মক্ষমতা: যেহেতু ইনপুট এবং আউটপুট গতি অভিন্ন, তাই রোবটের কর্মক্ষমতা আরও অনুমানযোগ্য। এটি এমন কাজের জন্য সুবিধাজনক হতে পারে যেখানে সামঞ্জস্যপূর্ণ কর্মক্ষমতা প্রয়োজন, বা যেখানে টাস্ক টাইমিং অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
নিচের 3D বিল্ডটিতে 1:1 গিয়ার অনুপাতের একটি উদাহরণ দেখানো হয়েছে। ড্রাইভিং গিয়ার এবং চালিত গিয়ারে একই সংখ্যক দাঁত রয়েছে (60T)। মোটরটি 60T ড্রাইভিং গিয়ারটিকে একবার ঘোরায় যাতে 60T চালিত গিয়ারটি একটি বিপ্লব সম্পন্ন করে।
5:1 গিয়ার অনুপাত
A 5:1 গিয়ার অনুপাত এর অর্থ হল চালিত গিয়ারকে একটি বিপ্লব সম্পূর্ণ করতে ড্রাইভিং গিয়ারকে অবশ্যই পাঁচটি আবর্তন করতে হবে। এই গিয়ার অনুপাত নিম্নলিখিত সুবিধা প্রদান করে:
- বর্ধিত টর্ক: টর্ক হল ঘূর্ণন শক্তি যা মোটর রোবটের উপাদানগুলিতে প্রয়োগ করতে পারে। ঘূর্ণন সঁচারক বল বৃদ্ধি করে, একটি রোবট ভারী লোড পরিচালনা করতে পারে এবং এমন কাজগুলি সম্পাদন করতে পারে যার জন্য আরও শক্তির প্রয়োজন হয়, যেমন বস্তু তোলা এবং ধাক্কা দেওয়া। ড্রাইভিং গিয়ারে চালিত গিয়ারের চেয়ে কম দাঁত রয়েছে, যার ফলে টর্ক আউটপুট 5 গুণ বেশি যখন গতি আউটপুট মাত্র 1/5।
- হ্রাস করা গতি: টর্ক বাড়ানোর সময়, চালিত গিয়ারের গতি হ্রাস করা হয়। গতি হ্রাস করা কাজগুলির জন্য উপকারী যেগুলির জন্য আরও নিয়ন্ত্রণ এবং নির্ভুলতা প্রয়োজন৷
- উন্নত মোটর দক্ষতা: একটি উচ্চ গিয়ার অনুপাত মোটরটিকে আরও দক্ষতার সাথে চালানোর অনুমতি দেয়। এই গিয়ার অনুপাত মোটরের পরিধান কমাতে পারে এবং মোটরের আয়ু বাড়াতে পারে।
- নির্দিষ্ট কাজের জন্য কাস্টমাইজেশন: এই গিয়ার অনুপাতটি একটি বৃহত্তর গিয়ার সিস্টেমের সাথে একত্রিত করা যেতে পারে যা রোবটের কার্যকারিতা বৈশিষ্ট্যগুলিকে কাস্টমাইজ করার অনুমতি দেয়।
অনেক ছোট একটি গিয়ার কীভাবে অনেক বড় একটি গিয়ারকে (এক্ষেত্রে ১২ দাঁত এবং ৬০ দাঁতযুক্ত) চালনা করে, তার উদাহরণ দেখতে নিচের অ্যানিমেশন এবং থ্রিডি বিল্ডটি দেখুন।
1:5 গিয়ার অনুপাত
গতি বৃদ্ধি করুন (উচ্চ গতি) - এই ধরণের গিয়ার অনুপাতের উদ্দেশ্য হল মোটর থেকে গতি বাড়ানো, যেমন একটি মোটর থেকে চাকা পর্যন্ত। ড্রাইভিং গিয়ারে চালিত গিয়ারের চেয়ে বেশি দাঁত রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি মোটর একটি চাকার উপর একটি 60T গিয়ারকে একটি 12T চালিত গিয়ারে চালায়, যখন 60T চালক গিয়ারটি একবার ঘোরে, তখন 12T চালিত গিয়ারটি পাঁচ (5) বার ঘোরে। এটি ১:৫ গিয়ার অনুপাত নামে পরিচিত। এই ক্ষেত্রে, গতির আউটপুট 5/1 গুণ বেশি, তবে, টর্ক আউটপুট 1/5।
অনেক বড় একটি গিয়ার কীভাবে অনেক ছোট একটি গিয়ারকে (এক্ষেত্রে ৬০ দাঁত এবং ১২ দাঁত বিশিষ্ট) চালনা করে, তার উদাহরণ দেখতে নিচের অ্যানিমেশন এবং থ্রিডি বিল্ডটি দেখুন।
গিয়ার ট্রেন
একটি গিয়ার ট্রেন গিয়ারের একটি সিরিজ নিয়ে গঠিত যা রোবটের এক অংশ থেকে অন্য অংশে গতি এবং শক্তি প্রেরণ করে। গিয়ার ট্রেনগুলি ঘূর্ণন গতির গতি, টর্ক এবং দিক পরিবর্তন করে। গিয়ার ট্রেনে দাঁত সহ গিয়ার থাকে যা গতি সঞ্চার করতে একত্রে মেশে; শ্যাফ্ট যা গিয়ারগুলিকে জায়গায় ধরে রাখে এবং তাদের ঘোরাতে সক্ষম করে; এবং শ্যাফ্ট কলার যা সমস্ত উপাদানকে জায়গায় রাখতে সাহায্য করে। একটি গিয়ার ট্রেনের কাজগুলির মধ্যে নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:
- স্পিড অ্যাডজাস্টমেন্ট: গিয়ার ট্রেন ঘূর্ণন গতি বাড়ায় বা হ্রাস করে; একটি বড় চালিত গিয়ারের সাথে একটি ছোট ড্রাইভিং গিয়ার মেশিং গতি কমায় কিন্তু টর্ক বাড়ায়, যখন একটি ছোট চালিত গিয়ারের সাথে একটি বড় ড্রাইভিং গিয়ার মেশ করা গতি বাড়ায় কিন্তু টর্ক কমায়৷
নিচের দুটি থ্রিডি বিল্ডে যেমন দেখানো হয়েছে, মোটরের সাথে সংযুক্ত নয় এমন চাকা ঘোরানোর জন্য গিয়ার ট্রেন ব্যবহার করা হয়।
বিশেষ নোট
স্প্রোকেট এবং চেইন সিস্টেমের অনুপাত গিয়ার অনুপাতের মতো একইভাবে কাজ করে। স্প্রোকেট এবং চেইন সিস্টেমের সুবিধা রয়েছে যে স্প্রোকেটগুলি একাধিক দূরত্বে স্থাপন করা যেতে পারে কারণ তারা একটি চেইন দ্বারা সংযুক্ত থাকে। যাইহোক, একটি উচ্চ শক্তির গিয়ারে একটি দাঁত ভাঙতে পারে তার চেয়ে কম জোরে চেইন লিঙ্কগুলি ভেঙে যেতে পারে। রোবটটি সম্পূর্ণরূপে কার্যকরী হওয়ার জন্য যেকোন ধরণের ভাঙ্গন মেরামত করতে হবে।
যেকোন আকারের গিয়ারের যেকোন সংখ্যক ড্রাইভিং গিয়ার এবং চালিত গিয়ারের মধ্যে একটি সাধারণ গিয়ার অনুপাতের মধ্যে স্থাপন করা যেতে পারে এবং এটি গিয়ার অনুপাত পরিবর্তন করবে না। উদাহরণস্বরূপ, একটি 12T গিয়ার একটি 36T গিয়ার চালায় যা একটি 60T চালিত গিয়ার চালায়, গিয়ারের অনুপাত এখনও 5:1, যেমন 60T গিয়ারটি সরাসরি 12T গিয়ার দ্বারা চালিত হয়।
গতি
ঘূর্ণন গতি হলো কোনো বস্তুর ঘোরার গতি। এটি সাধারণত প্রতি মিনিটে ঘূর্ণন বা আরপিএম (RPM) এককে পরিমাপ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি V5 স্মার্ট মোটরের শ্যাফট প্রতি মিনিটে ১০০ বার বা ১০০ আরপিএম গতিতে ঘুরতে পারে। গিয়ার অনুপাত আউটপুটের ঘূর্ণন গতি পরিবর্তন করতে পারে। এই প্রবন্ধে, গিয়ার অনুপাতকে চালিত গিয়ার : চালক গিয়ার হিসেবে লেখা হয়।
যদি ১:৫ গিয়ার অনুপাত ব্যবহার করা হয়, তাহলে একটি ৬০-দাঁতযুক্ত চালক গিয়ার একটি ১২-দাঁতযুক্ত চালিত গিয়ারকে ঘোরায়। চালিত গিয়ারটি ছোট হওয়ায় এটি মোটর শ্যাফটের চেয়ে ৫ গুণ দ্রুত ঘোরে। যদি মোটরের শ্যাফট ১০০ আরপিএম গতিতে ঘোরে, তাহলে ১২-দাঁতযুক্ত চালিত গিয়ারটি ৫০০ আরপিএম গতিতে ঘুরবে।
যদি ৫:১ গিয়ার অনুপাত ব্যবহার করা হয়, তবে একটি ১২-দাঁতের চালক গিয়ার একটি ৬০-দাঁতের চালিত গিয়ারকে ঘোরায়। চালিত গিয়ারটি বড় হওয়ায় এটি মোটর শ্যাফটের চেয়ে ৫ গুণ ধীরে ঘোরে। যদি মোটরের শ্যাফট ১০০ আরপিএম গতিতে ঘোরে, তাহলে ৬০-দাঁতযুক্ত চালিত গিয়ারটি ২০ আরপিএম গতিতে ঘুরবে।
এ থেকে বোঝা যায় কেন দ্রুততম গিয়ার রেশিও সবসময় সেরা পছন্দ নয়। একটি দ্রুতগতির রোবট শুনতে ভালো লাগতে পারে, কিন্তু চাকা বা হাত খুব দ্রুত নড়লে রোবটটিকে নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন হয়ে পড়তে পারে। ধীরগতির গিয়ার অনুপাত চলাচলকে আরও সহজে নিয়ন্ত্রণযোগ্য এবং নির্ভুল করে তুলতে পারে।
টর্ক
টর্ক হলো এক প্রকার মোচড় বল যা চাকা, গিয়ার বা রোবট আর্মের মতো কোনো বস্তুকে ঘোরাতে সাহায্য করে। মোটর একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ টর্কই উৎপন্ন করতে পারে। গিয়ার অনুপাত আউটপুট টর্কের পরিমাণও পরিবর্তন করতে পারে।
যদি ১:৫ গিয়ার অনুপাত ব্যবহার করা হয়, তাহলে একটি ৬০-দাঁতযুক্ত চালক গিয়ার একটি ১২-দাঁতযুক্ত চালিত গিয়ারকে ঘোরায়। এর ফলে আউটপুট আরও দ্রুত ঘোরে, কিন্তু এটি আউটপুট টর্ককেও মোটরের মোট টর্কের ১/৫ অংশে কমিয়ে দেয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি মোটরটি ১ নিউটন-মিটার টর্ক উৎপন্ন করে, তাহলে আউটপুট টর্ক হবে ০.২ নিউটন-মিটার।
যদি ৫:১ গিয়ার অনুপাত ব্যবহার করা হয়, তবে একটি ১২-দাঁতের চালক গিয়ার একটি ৬০-দাঁতের চালিত গিয়ারকে ঘোরায়। এর ফলে আউটপুট ঘূর্ণন ধীর হয়ে যায়, কিন্তু আউটপুট টর্ক মোটরের টর্কের ৫ গুণ পর্যন্ত বেড়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ, যদি মোটরটি ১ নিউটন-মিটার টর্ক উৎপন্ন করে, তাহলে আউটপুট টর্ক হবে ৫ নিউটন-মিটার।
টর্ক হলো আরেকটি কারণ, যার জন্য দ্রুততম গিয়ার রেশিও সবসময় ব্যবহার করা যায় না। কোনো রোবটকে যদি অধিক গতির জন্য প্রস্তুত করা হয়, তবে তার টর্ক কমে যায়। এর মানে হলো, রোবটটি হয়তো ভালোভাবে ধাক্কা দিতে পারবে না, হাত তুলতে পারবে না, বা এমনকি আপনি যেভাবে চান সেভাবে নড়াচড়াও করতে পারবে না। উদাহরণস্বরূপ, বেশি টর্ক সম্পন্ন একটি রোবট অন্য একটি রোবটকে ধাক্কা দিতে বেশি পারদর্শী হতে পারে। গেমের বস্তু তুলতে বা নিজের ওজন সরাতে একটি রোবট বাহুর আরও বেশি টর্কের প্রয়োজন হতে পারে। সেক্ষেত্রে, টর্ক বাড়ায় এমন গিয়ার অনুপাতই শ্রেয়।
একটি V5 স্মার্ট মোটরের গতি এবং টর্ক মোটর ড্যাশবোর্ড ব্যবহার করে পরিমাপ করা যেতে পারে
রোবট বাস্তবতা
সৌভাগ্যবশত, V5 ClawBot এর সমাবেশের জন্য বিল্ড নির্দেশাবলীর সাথে ব্যবহৃত গিয়ার অনুপাত কাস্টম রোবট ডিজাইন করা শুরু করার জন্য যথেষ্ট। সবুজ 200 RPM V5 গিয়ার কার্টিজের সাথে V5 স্মার্ট মোটরের সাথে চাকার শ্যাফ্ট বা ট্র্যাক স্প্রোকেটগুলিকে সরাসরি ড্রাইভ করে অনেক ড্রাইভট্রেন ভাল কাজ করে। যাইহোক, যদি ডিজাইনের একটি কাঠামো যেমন একটি টাওয়ার বা গেম পিস ইনটেক যেখানে একটি মোটর অবস্থিত সেখানে স্থাপন করার প্রয়োজন হয়, তাহলে উপরে বর্ণিত স্প্রোকেট এবং চেইন বা গিয়ার ব্যবহার করে একটি পাওয়ার ট্রান্সফার ব্যবহার করা যেতে পারে। বেশিরভাগ অস্ত্রের জন্য উপরে বর্ণিত 7:1 বৃদ্ধির টর্ক গিয়ার অনুপাত 200 RPM মোটর দিয়ে 12T গিয়ার চালানো এবং বাহুতে একটি 84T চালিত গিয়ার সংযুক্ত করার মাধ্যমে যথেষ্ট। যেহেতু একটি প্রতিযোগিতামূলক সুবিধা আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে, গতি এবং টর্কের মধ্যে "সুইট স্পট" ভারসাম্য খুঁজে পাওয়া আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে। তিনটি উপলব্ধ V5 গিয়ার কার্টিজ (লাল: 100 RPM, সবুজ: 200 RPM, নীল: 600 RPM) একটি V5 স্মার্ট মোটর ব্যবহার করে এবং প্রয়োজনে, টর্ক বাড়ানোর জন্য একটি গিয়ার অনুপাতের সাথে মোটরকে একত্রিত করে এটি সম্পন্ন করা যেতে পারে। গতি বাড়ানোর জন্য একটি গিয়ার অনুপাত।
গিয়ার এবং অন্যান্য গতিশীল হার্ডওয়্যার VEX রোবোটিক্স স্টোর থেকে কেনা যাবে।