Jakmile noví uživatelé začnou sestavovat své vlastní návrhy robotů, mohou v určitém okamžiku chtít od svých motorů VEX IQ Smart více. Motory VEX IQ Smart Motors mají možná nejlepší výkon a snímání ze všech dostupných robotických systémů, které jsou k dispozici. Uživatelé však mohou chtít, aby motory pohybovaly věcmi rychleji, zvedaly těžší věci nebo přesunuly mechanismy daleko od motoru. Ozubená kola, ozubená kola a kladky VEX IQ umožňují splnění těchto požadavků.
| ozubená kola | Řetězová kola | Kladky |
Poměry výstup/vstup
Při diskusi o plastových převodech/řetězových kolech/řemenicích VEX se používají některé standardní termíny:
- Pohon/vstup – Toto je ozubené kolo/řemenice/řemenice umístěné na hřídeli, kterou Smart Motor nutí otáčet.
- Poháněný/Výstup – Toto je ozubené kolo/řemenice/řemenice umístěné na hřídeli součásti (jako je kolo nebo rameno), které se bude nuceně otáčet ze vstupu.
- Rotační rychlost – Jedná se o rychlost otáčení hřídele, běžně měřenou v počtu otáček za minutu, známé také jako otáčky za minutu (rpm).
- Kroutící moment – Toto je množství síly potřebné k otočení nákladu na dálku. Například je potřeba větší krouticí moment k otáčení delšího ramene nebo když je na rameno umístěno větší zatížení. K otáčení kola s větším průměrem nebo když kolo pohybuje něčím těžkým, je také potřeba větší krouticí moment. Točivý moment se běžně měří v metrických jednotkách, které spojují sílu a vzdálenost nazývanou newtonmetr (Nm).
Existují dva principy, které uživatelům pomohou pochopit, jak používat plastová ozubená kola, ozubená kola a kladky VEX:
Zvýšený točivý moment: Když má vstupní ozubené kolo/řemenice (součást) menší průměr než výstupní složka, zvýší se výstupní krouticí moment systému. Proporcionálně však sníží výstupní rychlost otáčení systému. Jinými slovy, pokud motor nemůže zvednout rameno, motor potřebuje mít menší součást pohánějící větší součást na hřídeli ramene.
| Převodovka Zvýšení točivého momentu | Řetězové kolo Zvýšení točivého momentu | Řemenice Zvyšte točivý moment |
Zvýšená rychlost: Když má vstupní komponenta větší průměr než výstupní komponenta, zvýší se tím výstupní rychlost otáčení systému. Proporcionálně však sníží výstupní točivý moment systému. Pokud například uživatel chce, aby se kolo otáčelo rychleji, než se motor může otáčet, motor potřebuje mít větší součást pohánějící menší součást na hřídeli kola.
| Rychlost zvýšení rychlosti | Zvýšení rychlosti ozubeného kola | Zvýšení rychlosti kladky |
Množství těchto vztahů lze vypočítat poměrem výstup/vstup. Tohle je:
- Počet zubů výstupního kola / počet zubů vstupního kola udává momentový převodový poměr.
- Počet zubů výstupního řetězového kolečka / počet zubů vstupního řetězového kolečka udává poměr momentového řetězového kolečka.
- Průměr výstupní řemenice / průměr vstupní řemenice udává poměr točivých řemenic.
Plastové převodové poměry VEX (60 zubů, 36 zubů, 12 zubů)
| Výstupní ozubené kolo | Vstupní ozubené kolo | Převodový poměr | Výstup pro vstup motoru 100 ot./min | Výstup pro 0,4 Nm Vstup motoru |
| 60 zubů | 12 zubů | 5:1 | 20 ot./min | 2,0 Nm |
| 36 zubů | 12 zubů | 3:1 | 33 ot./min | 1,2 Nm |
| 60 zubů | 36 zubů | 5:3 | 60 ot./min | 0,67 Nm |
| 36 zubů | 60 zubů | 3:5 | 167 ot./min | 0,24 Nm |
| 12 zubů | 36 zubů | 1:3 | 300 ot./min | 0,13 Nm |
| 12 zubů | 60 zubů | 1:5 | 500 ot./min | 0,08 Nm |
(24zubová a 48zubová ozubená kola jsou k dispozici v přídavném balení)
Z grafu VEX Plastic Gear Ratio výše by mělo být zřejmé, že poměry mohou dramaticky změnit velikost výstupní rychlosti otáčení a výstupního točivého momentu chytrého motoru. Je důležité si uvědomit, že při použití poměrů výstup/vstup neberou v úvahu tření a další faktory v systému robota.
Například by mohlo být lákavé vytvořit převodový poměr 1:5 pro hnací ústrojí, takže se robot bude pohybovat velmi rychle (500 ot./min). Existuje několik faktorů, které to činí nepraktickým. Za prvé, ozubená kola s 60 zuby jsou větší než standardní 200mm pojezdová kola, takže ozubené kolo udrží kolo nad zemí. Kromě toho bude výstupní točivý moment tak malý (0,08 Nm), že Smart Motor nemusí být schopen pohnout kolem/robotem. I kdyby bylo možné tento poměr použít, pokud by se robot pohyboval pětinásobkem normální rychlosti, bylo by velmi obtížné jej ovládat.
Tento příklad ilustruje, jak při použití poměrů výstup/vstup je cílem najít rovnováhu mezi točivým momentem a otáčkami. Je také důležité se ujistit, že komponenty budou zapadat do konstrukce robota.
Plastová ozubená kolečka VEX mají pět různých velikostí ozubených koleček (8 zubů, 16 zubů, 24 zubů, 32 zubů, 40 zubů), které lze kombinovat. Plastové kladky VEX mají čtyři dostupné velikosti (10 mm, 20 mm, 30 mm, 40 mm).
Přenos energie
Plastová ozubená kola, ozubená kola a řemenice VEX lze také použít pro přenos síly. To je potřeba, když konstrukce neumožňuje inteligentnímu motoru přímo pohánět hřídel kola nebo jiné součásti. V tomto případě budou mít vstupní a výstupní ozubená kola/řemenice/řemenice stejnou velikost, takže nedojde ke změně točivého momentu ani rychlosti otáčení. Často se tomu říká poměr 1:1.
Některé příklady mohou zahrnovat:
- Hnací ústrojí může pohánět obě kola na jedné straně přímým pohonem jednoho kola pomocí inteligentního motoru a pohánět druhé kolo jejich spojením pomocí řetězových kol a řetězu 1:1.
- Hnací ústrojí může mít 3 rychlostní stupně (nebo jakékoli jiné liché číslo) v sérii a mít kolo připojené k prvnímu převodovému stupni a kolo připojené k poslednímu převodovému stupni. Pokud jsou všechna ozubená kola stejně velká, může motor pohánět kterékoli z ozubených kol.
Při používání převodů v hnacím ústrojí je důležité mít mezi koly lichý počet převodových stupňů. Je to proto, že když jedno ozubené kolo pohání druhé, otáčejí se v opačných směrech. Při sudém počtu převodů mezi koly se obě kola otáčejí proti sobě.
| Řetězová kola pro přenos výkonu | Převody výkonu |
Rozhodování o tom, kterou součást použít: ozubená kola, ozubená kola nebo kladky
Existuje řada faktorů, které určují, zda Gears, Sprockets. nebo Kladky by měly být použity s konstrukcí robota. Některé z nich zahrnují:
Gears: Gears jsou jednou z nejspolehlivějších ze tří možností komponent. Pokud není příliš velké rozpětí mezi podpěrami hřídelů ozubených kol, které by umožňovalo dostatečné ohnutí hřídelů, aby se zuby obou ozubených kol oddělily; u ozubených kol, když se otáčí vstupní ozubené kolo, otáčí se i výstupní. Existují však některé nevýhody:
- Ozubená kola musí být uspořádána v pevných vzdálenostech od sebe tak, aby zuby jednoho ozubeného kola zabíraly se zuby dalšího.
- Ozubená kola musí být vzájemně vyrovnána v přímce. (Vyznačená výjimka: smíchat „primární“ ozubená kola 12/36/50 zubů se „sekundárními“ ozubenými koly 24/48. Sekundární ozubená kola musí být buď posunuta o polovinu stoupání, nebo je třeba použít další střední otvor v 1x nosníku sudé délky).
- Jak bylo zmíněno dříve, lichý počet ozubených kol v řadě bude mít vstupní a výstupní ozubená kola otáčející se ve stejném směru a sudý počet bude mít vstupní/výstupní ozubená kola otáčející se v opačných směrech.
Míchání "primárních" ozubených kol 12/36/60 zubů s "sekundárními" ozubenými koly 24/48
Zvláštní poznámka: Při použití převodového poměru je třeba vzít v úvahu pouze velikost vstupního ozubeného kola a velikost posledního výstupního ozubeného kola. Jakákoli ozubená kola mezi těmito dvěma ozubenými koly pouze přenášejí pohyb a jejich velikosti nemají žádný vliv na převodový poměr.
VEX Plastic Gears mají také Crown Gears, která umožní 90o spojení mezi ozubenými koly. K dispozici je také šnekových ozubených kol a diferenciální & kuželové ozubené kolo , které to umožňují.
| Crown Gears | Diferenciál & Kuželová kola | Šneková kola |
Navíc VEX Plastic Rack Gears ze sady Gear Add-on umožní lineární pohyb.
| Rack Gears |
ozubených kol: Dobrou volbou jsou také ozubená kola. Jejich hřídele lze oddělit v libovolném počtu různých vzdáleností rozteče, protože řetěz je složen z jednotlivých zaklapávacích článků, které lze sestavit do vlastních délek. Vstupní ozubené kolo a výstupní ozubené kolo se budou vždy otáčet stejným směrem. Hnací řetězové kolo by mělo mít kolem sebe omotané nejméně 120o řetězu, jinak může řetěz přeskakovat zuby na řetězovém kole. Řetězová kola lze také spojit dohromady s Tank Tread.
Kladky: Kladky jsou určeny pro lehká zatížení. Jsou omezeny vzdálenostmi, které lze oddělit délkami dostupných pryžových pásů (30 mm. 40 mm. 50 mm. 60 mm). Stejně jako ozubená kola se vstupní a výstupní kladka točí stejným směrem. Gumové pásy pro systém kladek jsou hladké. Pokud je náklad, který se systém pokouší přesunout, příliš velký, pásy proklouznou. (Poznámka: pryžové pásy lze překřížit, aby se obrátil směr výstupní kladky.)
Ať už konstrukce robota používá ozubená kola, ozubená kola nebo kladky, existuje velký výběr možností, jak změnit poměr výstup/vstup nebo přenos výkonu u VEX IQ Smart Motors.
|
Bezpečnostní riziko: |
Pinch PointsUjistěte se, že prsty, oblečení, dráty a jiné předměty nejsou zachyceny mezi pohyblivými součástmi. |