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:
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।
নীচের গ্রাফিকটি 1:1 গিয়ার অনুপাতের একটি উদাহরণ প্রদর্শন করে৷ 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।
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 চাকাতে চালিত 12T গিয়ারে 60T গিয়ার চালায়,যখন 60T ড্রাইভিং গিয়ার একবার ঘোরে, 12T চালিত গিয়ার পাঁচ (5) বার ঘোরে। এটি 1:5 গিয়ার অনুপাতহিসাবে পরিচিত। এই ক্ষেত্রে, গতির আউটপুট 5/1 গুণ বেশি, তবে, টর্ক আউটপুট 1/5।
1:5 গিয়ার অনুপাতের প্রতিটি কোণ দেখতে নিম্নলিখিত গ্রাফিকটি অন্বেষণ করুন।
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
গিয়ার ট্রেনগুলি চাকা ঘোরাতে ব্যবহৃত হয় যা মোটরের সাথে সংযুক্ত নয়।
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 হল একটি বস্তু কত দ্রুত ঘুরছে। উদাহরণস্বরূপ, একটি V5 স্মার্ট মোটরের শ্যাফ্ট সকেট প্রতি মিনিটে 100টি ঘূর্ণন বা 100 RPM স্পিন করতে পারে। উপরে ব্যাখ্যা করা হয়েছে, যদি 5:1 গিয়ার অনুপাত ব্যবহার করা হয়, একটি 60 দাঁতের ড্রাইভিং গিয়ারটি মোটরের শ্যাফ্ট দ্বারা ঘুরিয়ে দেওয়া হয় এবং তারপর এটি একটি 12টি দাঁত চালিত গিয়ারে পরিণত হয়, 12টি দাঁতের গিয়ারটি 5 গুণ দ্রুত গতিতে ঘুরবে। উপরের উদাহরণটি ব্যবহার করে, 12টি দাঁতের গিয়ারটি তখন মোটর শ্যাফ্টের 100 RPM-এর তুলনায় 500 RPM এ ঘুরবে। যদি একটি 1:5 গিয়ার অনুপাত ব্যবহার করা হয়, একটি 12 দাঁতের ড্রাইভিং গিয়ারটি মোটরের শ্যাফ্ট দ্বারা ঘুরানো হয় এবং তারপর এটি একটি 60 দাঁত চালিত গিয়ারে পরিণত হয়, 60 দাঁতের গিয়ারটি 1/5 দ্রুত গতিতে ঘোরবে। উপরের উদাহরণটি আবার ব্যবহার করে, মোটর শ্যাফ্টের 100 RPM এর তুলনায় 60 দাঁতের গিয়ারটি 20 RPM এ ঘুরবে।
তাহলে কেন সম্ভাব্য দ্রুততম গিয়ার অনুপাত সর্বদা ব্যবহার করা হবে না? দেখে মনে হবে একটি রোবট যত দ্রুত সরানো যাবে ততই প্রতিযোগিতামূলক হবে। প্রথম কারণ হল, একটি ঊর্ধ্বগতি রয়েছে যা দিয়ে একটি রোবটের কাজগুলি নিয়ন্ত্রণ করা যায়। কয়েকটি উদাহরণের জন্য, যদি ফাংশনটি হয় রোবটটি চারপাশে ড্রাইভিং করে, যদি চাকাগুলি খুব দ্রুত ঘোরে তবে এটি নিয়ন্ত্রণ করা খুব কঠিন হতে পারে। যদি ফাংশনটি একটি হাত উপরে এবং নীচে ঘোরানো হয়, যদি এটি খুব দ্রুত ঘোরে, তবে এটি নিয়ন্ত্রণ করাও কঠিন হতে পারে।
টর্ক
টর্ক হল দূরত্বে একটি লোড ঘোরানোর জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির পরিমাণ। মোটর সীমিত পরিমাণ টর্ক আছে. উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি V5 স্মার্ট মোটর 1 Nm (নিউটন মিটার) টর্ক তৈরি করে, যখন একটি 5:1 গিয়ার অনুপাত ব্যবহার করা হয় তখন চালিত 12 দাঁত গিয়ারটি আউটপুট করবে ⅕ মোটরের টর্ক ইনপুট, আউটপুট হবে 0.2 Nm এবং এর সাথে 1:5 গিয়ার অনুপাত, 60 দাঁতের গিয়ার মোটরের 5 গুণ আউটপুট করবে টর্ক ইনপুট, আউটপুট 5 Nm হবে।
টর্ক দ্বিতীয় কারণ হল দ্রুততম গিয়ার অনুপাত সম্ভাব্য রোবট ডিজাইন করার সময় সর্বদা ব্যবহার করা যায় না। এটি সম্ভব যখন একটি বৃদ্ধির গতির গিয়ার অনুপাত একটি রোবটের চাকাগুলিকে দ্রুত চালানোর জন্য ব্যবহার করা হয়, গিয়ার অনুপাত মোটর থেকে উপলব্ধ টর্ককে ছাড়িয়ে যেতে পারে এবং রোবটটি তত দ্রুত নড়াচড়া করবে না বা মোটেও নড়াচড়া করবে না। এটিও সম্ভব যদি প্রায় একই ডিজাইনের দুটি রোবট ইন্টারঅ্যাক্ট করে, নিম্ন গিয়ার অনুপাতের ড্রাইভট্রেন সহ রোবটটি সম্ভবত উচ্চ গিয়ার রেশিও ড্রাইভট্রেন সহ রোবটটিকে ধাক্কা দিতে সক্ষম হবে কারণ নিম্ন গিয়ার অনুপাতের রোবটের আরও টর্ক থাকবে। আরেকটি উদাহরণ হল, একটি বাহু ঘোরাতে পারে না এমনকি যদি এটি সরাসরি একটি শ্যাফটের সাথে সংযুক্ত থাকে যা একটি মোটরের মধ্যে ঢোকানো হয় কারণ এটি ঘোরানো মোটরের উপলব্ধ টর্ককে অতিক্রম করতে পারে। এই ক্ষেত্রে, মোটরের ঘূর্ণন সঁচারক বল আউটপুট বাড়াতে এবং বাহু ঘোরানোর জন্য প্রয়োজনীয় টর্কের পরিমাণ অতিক্রম করতে একটি বৃদ্ধি টর্ক গিয়ার অনুপাত ব্যবহার করা প্রয়োজন।
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 মোশন হার্ডওয়্যার https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motionএ কেনা যাবে।