Legacy – Začínáme s pneumatikou se systémem V5

Pneumatika je velmi účinný způsob vytváření lineárního pohybu. Pneumatické válce jsou velmi účinné pro aktivaci drápů, řazení převodů mezi převodovými systémy a mnoho dalších aplikací. Pneumatika navíc dodává vašemu robotu další zdroj energie, práce s ní je velmi zábavná a poskytne znalosti o pneumatických systémech, které jsou široce používány v průmyslu.

Když jsou pneumatické válce aktivovány, jsou buď zcela vysunuty, nebo zcela zasunuty.

Poznámka: Týmy VEX Robotics Competition (VRC/VEX U/VEX AI), které plánují použití pneumatiky, si musí pečlivě přečíst Pravidla robota týkající se pneumatických systémů v Game Manual.


Jak funguje pneumatika

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotice VEX V5, zdůrazňující klíčové části a jejich spojení pro vzdělávací účely.

Pneumatika funguje pomocí tlaku vzduchu. To lze vytvořit pomocí něčeho tak jednoduchého, jako je pumpa na pneumatiky pro jízdní kolo.

Základní pneumatický systém využívá akumulační nádrž, ve které lze pumpou na kolo načerpat tlak vzduchu, pneumatické hadice pro připojení zařízení, ventil pro ovládání uvolňování tlaku a pneumatický válec.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání V5 Legacy Pneumatics, znázorňující konfiguraci a připojení pneumatických prvků pro robotické aplikace.

Dvojčinný pneumatický válec funguje, když ventil uvolňuje tlak vzduchu do spodní části válce. Tlak vzduchu tlačí na povrch vnitřního pístu, který tlačí píst a pístnici ven z válce.

Když se píst/pístnice vysouvá, výfukový vzduch proudí z horní části válce

Schéma znázorňující komponenty a uspořádání systému VEX V5 Legacy Pneumatics, zobrazující různé části a jejich připojení pro vzdělávací účely.

Ventil lze také nastavit tak, aby uvolnil tlak vzduchu do horní části válce. Když k tomu dojde, tlak vzduchu tlačí píst a pístnici zpět do válce.

Když se píst/pístnice zasouvá dovnitř, výfukový vzduch proudí ze spodní části válce.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotice V5, zobrazující různé části a jejich připojení pro lepší pochopení systému.

Jednočinný pneumatický válec funguje většinou stejným způsobem, s výjimkou toho, že pružina tlačí píst/pístnici zpět. Jednočinný válec má pouze jeden port/armaturu pro vstup vzduchu a pro výstup vzduchu.

Další informace o dostupných pneumatických sadách pro systém V5 naleznete v článku Výběr pneumatické sady pro systém V5 z knihovny VEX.


Pneumatické komponenty

Skladování vzduchu

Zásobník vzduchu, jak pro dvojčinné válce, tak pro jednočinné válce, používá v podstatě stejné součásti.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotických systémech V5, včetně různých pneumatických částí a jejich připojení.

Vzduchová nádrž - nádrž, 1-1/2" X 4", w 1/8" NPT & port M5 - US14227-S0400

Vzduchová nádrž je místo, kde je uložen vzduch pro pneumatický systém.

Poznámka: Koncové matice mohou být odstraněny z nádrže pro snížení hmotnosti.

Schéma znázorňující komponenty a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, zobrazující různé pneumatické prvky a jejich připojení pro vzdělávací účely.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání staršího pneumatického systému VEX V5, včetně válců, ventilů a připojení, používaného pro vzdělávací robotické aplikace.

Nádrž má dva porty. Na každém konci jeden. Do těchto závitových portů lze vložit ventilek pneumatiky Schrader nebo armaturu zásobníku.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatických systémů VEX V5, představující ventily, válce a připojení pro vzdělávací účely.

Zásobník lze připevnit k robotu omotáním 11” zipových pásků kolem zásobníku a konstrukčního kusu.

Schéma starších pneumatických komponent VEX V5, znázorňující různé části a jejich spojení, používané pro vzdělávací robotické aplikace.

Zásobník lze také připojit k robotu tak, že se kolem zásobníku omotá tyč a šroub se prostrčí otvory, kde se obě strany tyče setkávají. Na šroub tvořící svorku lze umístit matici.

Schéma znázorňující komponenty a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, včetně různých pneumatických částí a jejich spojení, používaného pro vzdělávací účely v robotických aplikacích.

Montáž pneumatického čerpadla (ventil pneumatického čerpadla Schrader) je místo, kde je připojeno/odpojeno vzduchové čerpadlo pro natlakování pneumatického systému.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatických systémů v robotice V5, zdůrazňující klíčové části a jejich spojení pro lepší pochopení funkčnosti.

Schéma komponent systému VEX V5 Legacy Pneumatics, znázorňující uspořádání a spojení různých pneumatických částí používaných v robotických aplikacích.

Jedna vrstva teflonové pásky může být ovinuta kolem závitů armatury před jejím zašroubováním do portu vzduchového zásobníku. To pomůže vytvořit vzduchotěsné těsnění.

Další informace o vytváření vzduchotěsných těsnění naleznete v článku Prevence úniku vzduchu v pneumatickém systému VEX z knihovny VEX.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotice V5, znázorňující uspořádání a připojení různých pneumatických částí.

Jádro ventilku pneumatiky Schrader lze zatlačit dovnitř, aby se uvolnil tlak ze systému.

Diagram znázorňující komponenty a konfiguraci starších pneumatik v robotických systémech V5, zobrazující různé pneumatické části a jejich připojení pro lepší pochopení funkcí systému.

Diagram znázorňující komponenty a nastavení starších pneumatik v robotice VEX V5, obsahující označené části a připojení pro efektivní pochopení systému.

Fitting for Reservoir je místo, kam se vkládá pneumatické potrubí, které bude dodávat tlak vzduchu do zbytku v systému.

Závity armatury se dodávají s již naneseným teflonem, aby se snížily úniky vzduchu

Schéma znázorňující komponenty a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, včetně různých pneumatických prvků a jejich spojení, používaných v robotických aplikacích.

Všechny armatury pneumatických hadic přijímají hadici jednoduchým zasunutím hadičky do armatury, dokud se nezastaví.

Pro uvolnění hadičky je třeba zatlačit vnější objímku směrem k armatuře a poté hadičku vyjmout.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotických systémech V5, zobrazující různé části a jejich připojení pro lepší pochopení pneumatických funkcí.

"T" armatura - "T" armatura pro ventily. Tato armatura „T“ umožní rozdělení přívodu vzduchu pro napájení dvou ventilů.

Poznámka: armaturu lze také použít k ovládání dvou jednočinných válců s jednou hodnotou.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotických systémech V5, zdůrazňující klíčové části a spojení pro efektivní pochopení funkčnosti systému.

Regulátor tlaku - Mini Regulátor se 4mm armaturami může upravit tlak vzduchu proudícího po proudu v systému.

Přítlak se nastavuje otáčením vřetena, zasouváním nebo vysouváním.

Při úplném otočení vřetena bude tlak vzduchu nejvyšší. Velikost tlaku vzduchu určuje velikost síly, kterou válec vyvine.

Diagram znázorňující komponenty a funkce starší pneumatiky v robotice V5, obsahující označené části a připojení pro lepší pochopení systému.

Dvojčinná pneumatická sada je dodávána se spínačem zapnutí/vypnutí – prstovým ventilem.

To vám umožní zapnout vzduch pro systém a uvolnit tlak vzduchu ze systému.

Diagram znázorňující součásti a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, včetně ventilů, válců a spojů, používaných v robotických aplikacích.

Schéma komponent VEX V5 Legacy Pneumatics, znázorňující různé části a jejich spojení, používané v robotických aplikacích pro efektivní pohyb a ovládání.

Ujistěte se, že šipky vyražené na ventilu směřují pryč od vzduchové nádrže a směrem k systému. Jinými slovy, šipka by měla směřovat ve směru, kterým se bude vzduch pohybovat.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotice V5, zobrazující různé části a jejich připojení pro lepší pochopení systému.

Když je knoflík v jedné linii s hadičkou, je v systému zapnutý vzduch.

Když je knoflík trvale zarovnán s hadicí, vzduch se vypne a uvolní tlak vzduchu z horní části systému.

Ovládání vzduchu

Schéma znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotice V5, obsahující označené části a připojení pro jasnost.

Dvojčinné ovládání vzduchu

Solenoidový, vpřed, vzad - 5/2 jednoduchý solenoidový ventil řídí proudění vzduchu pro dvojčinné válce.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotice V5, včetně označených částí a připojení pro lepší pochopení systému.

Armatury pro ventily se našroubují do portů na solenoidovém ventilu.

Dávejte pozor, abyste nezkřížili závity fitinků při jejich šroubování do portu.

Schéma znázorňující komponenty a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, včetně označených částí pro jasnou identifikaci a pochopení funkcí systému.

Našroubujte armaturu do portu A i portu B na horní straně ventilu.

Schéma znázorňující komponenty a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, včetně různých pneumatických částí a jejich spojení, používaných v robotických aplikacích.

Našroubujte šroubení do portu označeného P, kterým bude do ventilu přiváděn tlak vzduchu.

Nechte dva porty označené R otevřené, aby bylo možné vypustit odpadní vzduch.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotice V5, zdůrazňující klíčové části a jejich spojení pro pochopení funkčnosti systému.

Ve výchozím nastavení bude port A napájet spodní port dvojčinného válce a port B bude napájet horní port. Tím se spustí válec se zataženou tyčí.

Pokud však nastane stav, kdy je výhodné začít s vysunutou tyčí válce, lze oba porty přepnout.

Elektromagnetické ventily lze k robotu připevnit pomocí stahovacích pásků. Poznámka: nezakrývejte výfukové otvory solenoidu stahovacími páskami. Pokud k tomu dojde, válec se nepohne.

Diagram znázorňující komponenty a konfiguraci starších pneumatik v robotických systémech V5, znázorňující uspořádání a připojení různých pneumatických částí.

Na horní straně ventilu je malé modré tlačítko, které lze stisknout pomocí malého nástroje, jako je klíč Star Drive nebo pero. Stisknutím tohoto tlačítka ručně otevřete hodnotu za účelem testování průtoku vzduchu do válce.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik pro robotické systémy V5, zdůrazňující klíčové části a jejich spojení.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotických systémech V5, zdůrazňující klíčové části a jejich spojení pro lepší pochopení funkčnosti systému.

Ovladač elektromagnetu – kabel s pohonem se zapojuje do dvojčinného solenoidového ventilu na jednom konci a poskytuje připojení k 3-vodičovému portu na robotickém mozku V5 na druhém konci.

V případě potřeby větší délky lze mezi ovladačem elektromagnetu a robotickým mozkem V5 použít prodlužovací kabel .

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatických systémů v robotice V5, zobrazující různé části a jejich připojení pro lepší pochopení funkčnosti.

Jednočinné ovládání vzduchu

Solenoid, On/Off - 3/2 Solenoidový ventil ovládá jednočinné válce.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotice V5, včetně označených částí a připojení pro lepší pochopení systému.

Stejný typ fitinků pro ventily se našroubuje do portů na solenoidovém ventilu.

Opět dávejte pozor, abyste nezkřížili závity fitinků při jejich šroubování do portu.

Schéma znázorňující součásti a uspořádání starších pneumatik v robotice V5, včetně ventilů, válců a konektorů, které pomáhají porozumět funkčnosti a designu systému.

Našroubujte armaturu do portu A na horní straně ventilu.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotických systémech V5, zobrazující různé části a jejich připojení pro lepší pochopení pneumatických funkcí.

Našroubujte šroubení do portu označeného P, kterým bude do ventilu přiváděn tlak vzduchu. Nechte port označený R otevřený, aby bylo možné vypustit odpadní vzduch.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání systému VEX V5 Legacy Pneumatics, zvýrazňující klíčové části a jejich spojení pro vzdělávací účely.

Port A bude napájet spodní port jednočinného válce.

Elektromagnetické ventily lze k robotu připevnit pomocí stahovacích pásků.

Poznámka: Nezakrývejte výfukový port solenoidu stahovacími páskami. Pokud k tomu dojde, válec se nepohne.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotických systémech V5, zobrazující různé pneumatické části a jejich připojení pro lepší pochopení funkcí systému.

Na horní straně ventilu je malé oranžové tlačítko, které lze stisknout pomocí malého nástroje, jako je klíč Star Drive Key nebo pero. Stisknutím tohoto tlačítka ručně otevřete hodnotu za účelem testování průtoku vzduchu do válce.

Schéma komponentů VEX V5 Legacy Pneumatics znázorňující různé části a jejich spojení, které se používají k vylepšení funkčnosti robotiky.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotických systémech V5, zdůrazňující klíčové části a jejich spojení pro lepší pochopení funkčnosti systému.

Kabel elektromagnetu s pohonem se zapojuje do jednočinného solenoidového ventilu na jednom konci a poskytuje připojení k 3-vodičovému portu na robotickém mozku V5 na druhém konci.

Prodlužovací kabel lze použít mezi ovladačem elektromagnetu a robotickým mozkem V5, pokud je nutná větší délka

Schéma znázorňující součásti a uspořádání systému VEX V5 Legacy Pneumatics, včetně ventilů, senzorů a hadiček, používaných pro vzdělávací robotické aplikace.

Dvojčinný i jednočinný solenoid lze ovládat pomocí digitálního výstupního zařízení v rámci vlastního projektu VEXcode V5.

Další informace o programování pneumatiky najdete v článkuControlling Pneumatics Using Buttons on Your Controller z knihovny VEX.

Pneumatické válce

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, včetně různých pneumatických částí a jejich připojení, relevantních pro robotiku VEX.

Dvojčinný válec

Válec, obousměrný - dvojčinný válec, vrtání 10 mm, má port na obou koncích.

Tyč je opatřena závitem dvěma maticemi. Ty lze použít k připevnění čepu tyče válce.

Přední část válce je opatřena závitem a lze ji použít jako alternativní způsob montáže válce vyvrtáním otvoru do kusu konstrukce, vložením válce a následným zajištěním maticí válce.

Pokud tento způsob upevnění nepoužíváte, matici lze odstranit, aby se snížila hmotnost vašeho robota.

Schéma znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotice V5, zobrazující různé části a jejich připojení pro optimální funkčnost.

Průtokoměr - M5 s kolenem pro regulaci průtoku, lze našroubovat do horního portu válce.

Průtokoměr může řídit průtok vzduchu válcem, který bude řídit rychlost, kterou se tyč válce vysouvá a zasouvá.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotických systémech V5, zdůrazňující klíčové části a jejich funkce pro vzdělávací účely.

Průtokoměr lze nastavit otočením vnitřního kroužku nahoru pro zvýšení průtoku nebo otočením dolů pro snížení průtoku. Kroužek lze otáčet pomocí čepelového šroubováku.

Schéma znázorňující komponenty a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, zobrazující různé části a jejich připojení pro vzdělávací účely.

Schéma znázorňující komponenty a rozvržení systému V5 Legacy Pneumatics, zobrazující různé části a připojení pro správnou montáž a funkčnost.

Armatura pro válce - M5 samec konektor pro válce, lze našroubovat do spodního portu válce.

Stejně jako u všech tvarovek je třeba dbát na to, aby nedošlo ke křížovému závitu tvarovky při zašroubování.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání staršího pneumatického systému V5, včetně ventilů, válců a spojů, používaného pro robotické aplikace.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatických systémů VEX V5, zvýrazňující klíčové části a připojení pro vzdělávací účely.

Čep tyče válce lze připevnit k tyči válce umístěním mezi dvě matice na závitové části tyče.

Diagram znázorňující součásti a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, včetně vzduchových nádrží, ventilů a ovladačů, používaných pro robotické aplikace.

Schéma komponentů VEX V5 Legacy Pneumatics, znázorňující uspořádání a připojení různých pneumatických částí používaných v robotických aplikacích.

Držák válce lze připevnit k válci pomocí 1palcového šroubu #8-32 VEX a matice nylock.

Schéma znázorňující komponenty a konfiguraci systému V5 Legacy Pneumatics, zobrazující různé části a jejich spojení pro vzdělávací účely v robotice.

Držák válce lze namontovat na kus konstrukce na robotu. Čep tyče válce lze připevnit ke komponentu, se kterým se bude pohybovat, pomocí šroubu nebo hřídele.

Poznámka: Nemontujte válec tak, aby na tyč válce působila boční síla. Pokud se tyč válce ohne, válec nebude fungovat.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotických systémech V5, zdůrazňující klíčové prvky a jejich spojení pro lepší pochopení pneumatických funkcí.

Jednočinný válec

Válec – jednočinný válec s vratnou pružinou 10mm vrtání má na konci port.

Tyč je opatřena závitem dvěma maticemi. Ty lze použít k připevnění čepu tyče válce.

Schéma znázorňující komponenty a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, zobrazující různé části a jejich připojení pro vzdělávací účely.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatik v robotice V5, zobrazující různé části a jejich připojení pro lepší pochopení systému.

Armatura pro válce - M5 samec konektor pro válce, lze našroubovat do spodního portu válce.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání starších pneumatických systémů VEX V5, zvýrazňující klíčové části a připojení pro vzdělávací účely.

Diagram znázorňující součásti a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, včetně vzduchových nádrží, ventilů a ovladačů, používaných pro robotické aplikace.

Čep tyče válce a držák válce mohou být připojeny k jednočinnému válci stejným způsobem jako u výše popsaného dvojčinného válce.

Schéma znázorňující komponenty a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, zobrazující různé části a jejich připojení pro vzdělávací účely.

Držák válce lze namontovat na kus konstrukce na robotu. Čep tyče válce lze připevnit ke komponentu, se kterým se bude pohybovat, pomocí šroubu nebo hřídele.

Poznámka: Nemontujte válec tak, aby na tyč válce působila boční síla. Pokud se tyč válce ohne, válec nebude fungovat.

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání systému V5 Legacy Pneumatics, včetně různých pneumatických částí a připojení, používaných v robotických aplikacích.

Pneumatické potrubí se používá ke spojení všech zařízení dohromady.

Lze jej zkrátit na délku pomocí páru ostrých užitkových nůžek.


Dvě vzorová rozložení pro pneumatiku

Schéma starších pneumatických komponent pro robotický systém V5, znázorňující různé části a jejich spojení, používané k lepšímu pochopení pneumatických funkcí v robotických aplikacích.

Ukázka rozložení pro dvojčinný válec:

  1. Vzduch bude pumpován z pumpy na kolo do Schraderova ventilu vzduchové nádrže.
  2. Stlačený vzduch proudí z armatury na druhém konci zásobníku do vypínače.
  3. Ze spínače bude tlakový vzduch napájet regulátor tlaku.
  4. Z regulátoru tlaku bude vzduch proudit do dvojčinného solenoidového ventilu.
  5. V závislosti na stavu solenoidového ventilu bude vzduch proudit buď z portu B a do horní části válce, nebo bude vzduch proudit z portu A a do spodní části válce rozšiřující jeho tyč.
  6. Solenoidový ventil bude řízen kabelem ovladače elektromagnetu připojeným k 3vodičovému portu robotického mozku V5

Diagram znázorňující komponenty a uspořádání systému VEX V5 Legacy Pneumatics, zvýrazňující klíčové části a spojení pro efektivní použití v robotických aplikacích.

Ukázka rozložení jednočinného válce:

  1. Vzduch bude pumpován z pumpy na kolo do Schraderova ventilu vzduchové nádrže.
  2. Stlačený vzduch proudí z armatury na druhém konci zásobníku do regulátoru tlaku.
  3. Z regulátoru tlaku bude vzduch proudit do jednočinného solenoidového ventilu.
  4. V závislosti na stavu solenoidového ventilu bude vzduch vycházet buď z portu A, nebo bude proudit z portu A do spodní části válce, kde se rozšíří jeho tyč.
  5. Solenoidový ventil bude řízen kabelem ovladače elektromagnetu připojeným k 3vodičovému portu V5 Robot Brain

Výpočet síly válců

Rovnice pro výpočet výstupní síly pro konkrétní tlak je dána takto: 

(Průřezová plocha válce) x (Vnitřní tlak vzduchu) = Síla 

Vrtání válců pneumatických válců VEX je 0,39 palce (10 mm). Z toho můžeme vypočítat plochu průřezu válce pomocí rovnice pro plochu kruhu: 

(Průměr / 2)² x π = Plocha

Protože máme vrtání válce (vnitřní průměr) a víme, že Pi ≈ 3,14, můžeme vypočítat plochu, která bude:

 (0,39 palce / 2)² x 3,14 = 0,12 palce² 

Nyní můžeme toto číslo zapojit do naší původní rovnice a vypočítat výstupní sílu válce:

0,12 in² x 100 psi = 12 liber síly (při 100 psi)


Bezpečnostní pokyny při práci s pneumatikou viz Bezpečnostní pokyny a bezpečnostní pokyny při práci s roboty VEX V5.

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

Last Updated: