Hnací ústrojí umožňuje robotovi být mobilní pomocí kol, běhounů tanku nebo jiného způsobu. Hnací ústrojí je někdy označováno jako základna pohonu. Určení, jaký druh hnacího ústrojí použít, je jedním z prvních úvah při navrhování robota. Hnací ústrojí Clawbota je pro začátek dobré, ale další návrhy hnacího ústrojí mohou robotovi umožnit mnohem více funkcí, jako například možnost pohybu do stran kromě otáčení a pohybu vpřed a vzad. Tento typ pohybu se nazývá všesměrový. Hnací ústrojí může také potřebovat přejíždět překážky nebo musí odolávat tlačení ze strany jiným robotem. Roboti, kteří jsou navrženi pro soutěž, mohou získat konkurenční výhodu výběrem hnacího ústrojí, které odpovídá jejich herní strategii.
Některé věci, které je třeba vzít v úvahu při výběru hnacího ústrojí pro soutěžního robota:
- Jsou na hřišti překážky, které je třeba přejíždět nebo na ně vylézt? S přejížděním překážek mohou pomoci pásy nebo kola s větším průměrem.
- Jak velké obraně bude hnací ústrojí vystaveno? Některé hry mají bariéru, která odděluje protivníky, a defenzivní hnací ústrojí, které nelze snadno odsunout do stran, není tak důležité.
- Jak velkou výhodou je, že hnací ústrojí je všesměrové?
- Bude hnací ústrojí tlačit více/těžkých herních prvků, nebo musí být rychlé? Maximální rychlost nebo točivý moment produkovaný hnacím ústrojím lze upravit změnou převodového poměru, změnou převodových kazet V5 Smart Motor Gear Cartridge a/nebo změnou průměru kol.
- Jak vysoko a jak daleko bude robotický design schopen dosáhnout? Roboty, které dosahují vysoko a/nebo se natahují, těží z větší plochy hnacího ústrojí a nižšího těžiště. Kolečka s malým průměrem mohou pomoci s obojím.
- Kolik motorů bude potřeba pro jiné funkce než hnací ústrojí? Některá pravidla soutěže omezují počet motorů na robotu.
Tyto úvahy představují některé příklady, ale ne všechny typy analýz, které by měly být použity při výběru hnacího ústrojí pro soutěžního robota.
Popisy některých typů hnacích ústrojí
Standardní pohon
Standard Drivetrain je také známý jako smykem řízený pohon a je jedním z nejběžnějších typů hnacích ústrojí. Standardní hnací ústrojí může být poháněno dvěma motory a tyto motory lze použít k přímému pohonu hnacích kol nebo mohou být součástí ozubeného soukolí, které může mít více hnacích kol. Hnací ústrojí může být také navrženo tak, aby mělo více motorů a více kol. Tyto varianty se někdy nazývají pohon všech čtyř kol, pohon šesti kol atd. Toto hnací ústrojí může používat různá kola VEX. Chybí mu však schopnost být všesměrový.
Výše uvedený obrázek zobrazuje standardní hnací ústrojí poháněné dvěma motory. Můžete otáčet a přibližovat a oddalovat grafiku, abyste viděli každý úhel dvoumotorového hnacího ústrojí. Výběrem dílů zobrazíte název každé součásti.
Výše uvedený obrázek zobrazuje standardní hnací ústrojí poháněné čtyřmi motory. Implementace čtyř motorů poskytuje dodatečný výkon pro lepší rychlost, větší točivý moment a lepší trakci a stabilitu. Můžete otáčet a přibližovat a oddalovat grafiku, abyste viděli každý úhel dvoumotorového hnacího ústrojí. Výběrem dílů zobrazíte název každé součásti.
H Drive
H Drive používá tři nebo pět motorů se čtyřmi všesměrovými koly a pátým všesměrovým kolem, které je kolmé mezi ostatními koly hnacího ústrojí. Uspořádání kol umožňuje, aby toto hnací ústrojí bylo všesměrové. H Drive může využívat 2,75” všesměrová kola, 3,25” všesměrová kola nebo 4” všesměrová kola. Tento typ hnacího ústrojí však může být tlačen do strany jiným robotem kvůli válečkům na všesměrových kolech. Páté středové kolo se také může zachytit o překážku, když se přes ni robot snaží převrátit.
Mecanum
Konstrukce Mecanum Drivetrain využívá kola Mecanum. Tato kola mají úhlové válečky, které jim umožňují být všesměrové. Když se kola na tomto hnacím ústrojí otáčejí proti sobě, orientace válců způsobí, že se hnací ústrojí pohybuje do stran. Šikmé válečky však vyžadují větší točivý moment od motorů k pohonu kol a hnací ústrojí vyžaduje pro svůj pohyb složitější programovací kód než standardní pohon.
Holonomický
Holonomic Drivetrain je všesměrový. Tento design lze sestavit buď se třemi všesměrovými koly a třemi motory, nebo čtyřmi všesměrovými koly a čtyřmi motory. Tyto pohony Holonomic mohou být navrženy buď s 2,75” všesměrovými koly, 3,25” všesměrovými koly nebo 4” všesměrovými koly. Verze se třemi všesměrovými koly a třemi hnacími motory je sestavena s koly nastavenými na 120o vůči sobě. Verzi se čtyřmi všesměrovými koly a čtyřmi motory lze sestavit buď nakloněním kol v každém z rohů (někdy nazývané pohon X a příklad je uveden níže) nebo umístěním hnacích kol do středu každé strany pohonu. báze. Tyto holonomické pohony vyžadují pro svůj pohyb složitější programovací kód než standardní pohon. Pohon 3 kol není tak stabilní jako pohon 4 kol.
Sledovat Drive
Track Drive je další variantou standardního hnacího ústrojí, které místo kol používá sadu běhounu nádrže. Dokáže snadno překonat překážky. Tank Drive však postrádá schopnost být všesměrový. Standardní Tank Tread Kit nemá příliš dobrou trakci. Zahrnutím některých trakčních článků běhounu nádrže ze sady pro upgrade běhounu nádrže do řetězu běhounů můžete zvýšit trakci. Kromě hnacích ozubených kol, která jsou dodávána se sadou běhounu nádrže, lze jako hnací ozubená kola použít také vysokopevnostní ozubená kola.
Při montáži hnacích ústrojí je třeba se vyvarovat některých konstrukčních chyb
Standardní pohon
Konstrukční chybou, které se lze u standardního pohonu dopustit, je pohánět všechna kola se stejným poměrem a používat kola různých průměrů. Kvůli rozdílu v obvodech kol má tato konstrukční chyba větší kola, která se snaží táhnout robota dopředu rychleji, než se mohou menší kola odvalovat.
H Drive
Designová chyba, kterou lze u H Drive udělat, je mít páté středové kolo na jiné úrovni než ostatní 4 kola. To se může stát, pokud některý z hnacích hřídelů hnacího ústrojí není ve stejné vzdálenosti od země jako ostatní. Když dojde k této konstrukční chybě, prostřední kolo nebo hnací kola zvednou druhé ze země.
Mecanum
Konstrukční chybou, které se lze dopustit u pohonu Mecanum, není umístění kol Mecanum ve správné orientaci. Když dojde k této konstrukční chybě, hnací ústrojí se nepohne do stran.
Holonomický
Konstrukční chybou, které se lze u holonomních hnacích ústrojí dopustit, je mít pouze jeden opěrný bod pro hnací hřídele. Tato konstrukční chyba umožňuje, aby se hnací hřídel otáčel nahoru a dolů, což ztěžuje otáčení hnacího hřídele v ložisku.
Sledovat Drive
Konstrukční chybou, které se lze dopustit u pásového pohonu, je pohánět běhoun tanku s ozubeným kolem uprostřed dráhy. Tato konstrukční chyba umožní přeskakování hnacího řetězového kola na článcích řetězu. Hnací řetězová kola by měla mít alespoň 120 o ovinutí řetězu nádrže.
Porovnání některých typů pohonů
| Standardní pohon | H Drive | Mecanum | Holonomický | Sledovat Drive | |
|---|---|---|---|---|---|
| Minimální požadovaný počet motorů | 2 | 3 | 4 | 3 | 2 |
| Všesměrový | Žádný | Ano | Ano | Ano | Žádný |
| Úroveň programování | Základní až středně pokročilý | Střední | Moderní | Moderní | Základní až středně pokročilý |
| Zabraňuje bočnímu tlačení | Omni – špatná trakce – velmi dobrá | Veletrh | Vynikající | Veletrh | Velmi dobré |
| Schopnost překonat překážku | Velmi dobré | Chudý | Dobrý | Veletrh | Vynikající |
|
Bezpečnostní riziko: |
Pinch PointsPřed zapnutím robota pomalu pohybujte koly, ozubenými koly a ozubenými koly, abyste se ujistili, že nejsou žádné dráty, trubky, elastické materiály nebo hardware, které by byly zachyceny pohybem. |
Konstrukční kov a hardware lze zakoupit na https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.
Kola a další pohybový hardware lze zakoupit na https://www.vexrobotics.com/vexer/products/motion.