Δημιουργία ενός συστήματος μετάδοσης κίνησης V5

Ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης επιτρέπει σε ένα ρομπότ να είναι κινητό χρησιμοποιώντας τροχούς, πέλματα δεξαμενής ή κάποια άλλη μέθοδο. Ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης αναφέρεται μερικές φορές ως βάση κίνησης. Ο προσδιορισμός του είδους του συστήματος μετάδοσης κίνησης που θα χρησιμοποιηθεί είναι ένα από τα πρώτα ζητήματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά το σχεδιασμό ενός ρομπότ. Τα συστήματα μετάδοσης κίνησης Clawbot είναι μια χαρά για αρχή, αλλά τα πρόσθετα σχέδια συστημάτων μετάδοσης κίνησης μπορούν να επιτρέψουν στο ρομπότ πολύ περισσότερες λειτουργίες, όπως η δυνατότητα κίνησης πλάγια εκτός από στροφές και κίνηση προς τα εμπρός και προς τα πίσω. Αυτός ο τύπος κίνησης ονομάζεται πανκατευθυντική. Τα συστήματα μετάδοσης κίνησης ενδέχεται επίσης να χρειάζεται να κινούνται πάνω από εμπόδια ή να αντιστέκονται στην ώθηση που δέχονται από το πλάι κάποιο άλλο ρομπότ. Τα ρομπότ που σχεδιάζονται για έναν διαγωνισμό μπορούν να αποκτήσουν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα επιλέγοντας ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης που να ταιριάζει με τη στρατηγική παιχνιδιού τους.

Μερικά πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη όταν επιλέγετε ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης για ένα ρομπότ αγώνων:

• Υπάρχουν εμπόδια στο γήπεδο που πρέπει να ξεπεραστούν με το αυτοκίνητο ή να σκαρφαλωθούν; Οι ερπύστριες ή οι τροχοί μεγαλύτερης διαμέτρου μπορούν να βοηθήσουν στην υπέρβαση εμποδίων.
• Σε πόση άμυνα θα εκτεθεί το σύστημα μετάδοσης κίνησης; Σε ορισμένα παιχνίδια υπάρχει ένα φράγμα που χωρίζει τους αντιπάλους και ένα αμυντικό σύστημα μετάδοσης κίνησης που δεν μπορεί εύκολα να σπρωχτεί στο πλάι δεν είναι τόσο κρίσιμο.
• Πόσο μεγάλο πλεονέκτημα υπάρχει για το γεγονός ότι το σύστημα μετάδοσης κίνησης είναι πανκατευθυντικό;
• Το σύστημα μετάδοσης κίνησης θα πιέζει πολλαπλά/βαριά κομμάτια παιχνιδιού ή μήπως πρέπει να είναι γρήγορο; Η μέγιστη ταχύτητα ή ροπή που παράγεται από ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης μπορεί να ρυθμιστεί αλλάζοντας τη σχέση μετάδοσης, αλλάζοντας τα φυσίγγια γραναζιών V5 Smart Motor ή/και αλλάζοντας τη διάμετρο των τροχών.
• Πόσο ψηλά και πόσο μακριά θα μπορεί να φτάσει το σχέδιο του ρομπότ; Τα ρομπότ που φτάνουν ψηλά ή/και εκτείνονται προς τα έξω, επωφελούνται από μεγαλύτερο αποτύπωμα συστήματος μετάδοσης κίνησης και χαμηλότερο κέντρο βάρους. Οι τροχοί μικρής διαμέτρου μπορούν να βοηθήσουν και με τα δύο.
• Πόσοι κινητήρες θα χρειαστούν για λειτουργίες εκτός από το σύστημα μετάδοσης κίνησης; Ορισμένοι κανόνες διαγωνισμού περιορίζουν τον αριθμό των κινητήρων σε ένα ρομπότ.

Αυτές οι σκέψεις είναι μερικά παραδείγματα, αλλά όχι όλα, των τύπων ανάλυσης που θα πρέπει να χρησιμοποιούνται κατά την επιλογή ενός συστήματος μετάδοσης κίνησης για ένα ρομπότ αγώνων. 

Περιγραφές ορισμένων τύπων συστημάτων μετάδοσης κίνησης

Τυπική Οδήγηση

Δείτε την παρακάτω κινούμενη εικόνα για να δείτε ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης Standard να κινείται προς τα εμπρός και μετά να στρίβει.

Το Standard Drivetrain είναι επίσης γνωστό ως σύστημα κίνησης skid steer και είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους συστημάτων μετάδοσης κίνησης. Το τυπικό σύστημα μετάδοσης κίνησης μπορεί να τροφοδοτείται από δύο κινητήρες και αυτοί οι κινητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την άμεση τροφοδοσία των κινητήριων τροχών ή μπορούν να αποτελούν μέρος ενός συστήματος μετάδοσης κίνησης που μπορεί να έχει πολλαπλούς κινητήριους τροχούς. Το σύστημα μετάδοσης κίνησης μπορεί επίσης να σχεδιαστεί ώστε να έχει πολλαπλούς κινητήρες και πολλαπλούς τροχούς. Αυτές οι παραλλαγές ονομάζονται μερικές φορές τετρακίνηση, εξακίνηση κ.λπ. Αυτό το σύστημα μετάδοσης κίνησης μπορεί να χρησιμοποιήσει μια ποικιλία τροχών VEX. Ωστόσο, δεν έχει την ικανότητα να είναι πανκατευθυντικό.

Η τρισδιάστατη κατασκευή παραπάνω εμφανίζει ένα τυπικό σύστημα μετάδοσης κίνησης που τροφοδοτείται από δύο κινητήρες. Μπορείτε να περιστρέψετε και να κάνετε ζουμ μέσα και έξω από το γραφικό για να δείτε κάθε γωνία του συστήματος μετάδοσης κίνησης δύο κινητήρων. Επιλέξτε τα μέρη για να δείτε το όνομα κάθε στοιχείου. 

Η τρισδιάστατη κατασκευή παραπάνω εμφανίζει ένα τυπικό σύστημα μετάδοσης κίνησης που τροφοδοτείται από τέσσερις κινητήρες. Η ενσωμάτωση τεσσάρων κινητήρων παρέχει πρόσθετη ισχύ για βελτιωμένη ταχύτητα, μεγαλύτερη ροπή και βελτιωμένη πρόσφυση και σταθερότητα. Μπορείτε να περιστρέψετε και να κάνετε ζουμ μέσα και έξω από το γραφικό για να δείτε κάθε γωνία του συστήματος μετάδοσης κίνησης δύο κινητήρων. Επιλέξτε τα μέρη για να δείτε το όνομα κάθε στοιχείου. 

H Drive

Δείτε την παρακάτω κινούμενη εικόνα για να δείτε ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης H να κινείται προς τα εμπρός, πλάγια, διαγώνια και στη συνέχεια να στρίβει.

Το H Drive χρησιμοποιεί τρεις ή πέντε κινητήρες με τέσσερις πανκατευθυντικούς τροχούς και έναν πέμπτο πανκατευθυντικό τροχό τοποθετημένο κάθετα μεταξύ των άλλων τροχών του συστήματος μετάδοσης κίνησης. Η διάταξη των τροχών επιτρέπει σε αυτό το σύστημα μετάδοσης κίνησης να είναι πανκατευθυντικό. Το σύστημα H Drive μπορεί να χρησιμοποιήσει τους πανκατευθυντικούς τροχούς 2,75”, τους πανκατευθυντικούς τροχούς 3,25” ή τους πανκατευθυντικούς τροχούς 4”. Ωστόσο, αυτός ο τύπος συστήματος μετάδοσης κίνησης μπορεί να ωθηθεί πλευρικά από ένα άλλο ρομπότ λόγω των κυλίνδρων στους πανκατευθυντικούς τροχούς. Ο πέμπτος κεντρικός τροχός μπορεί επίσης να πιαστεί σε ένα εμπόδιο καθώς το ρομπότ προσπαθεί να κυλήσει από πάνω του.

Μηκάνο

Δείτε την παρακάτω κινούμενη εικόνα για να δείτε ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης Mecanum να κινείται προς τα εμπρός, πλάγια, διαγώνια και μετά να στρίβει.

Ο σχεδιασμός του συστήματος μετάδοσης κίνησης Mecanum χρησιμοποιεί ζάντες Mecanum. Αυτοί οι τροχοί έχουν γωνιακούς κυλίνδρους που τους επιτρέπουν να είναι πανκατευθυντικοί. Όταν οι τροχοί σε αυτό το σύστημα μετάδοσης κίνησης περιστρέφονται αντίθετα ο ένας από τον άλλον, ο προσανατολισμός των κυλίνδρων προκαλεί την πλευρική κίνηση του συστήματος μετάδοσης κίνησης. Ωστόσο, οι γωνιακοί κύλινδροι απαιτούν περισσότερη ροπή από τους κινητήρες για την κίνηση των τροχών και το σύστημα μετάδοσης κίνησης απαιτεί έναν πιο σύνθετο κώδικα προγραμματισμού για την κίνησή του από το Standard Drive.

Ολονομική

Δείτε την παρακάτω κινούμενη εικόνα για να δείτε ένα Ολονομικό Σύστημα Μετάδοσης Κίνησης να κινείται προς τα εμπρός, πλάγια, διαγώνια και στη συνέχεια να στρίβει.

Το Holonomic Drivetrain είναι πανκατευθυντικό. Αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να συναρμολογηθεί είτε με τρεις πανκατευθυντικούς τροχούς και τρεις κινητήρες είτε με τέσσερις πανκατευθυντικούς τροχούς και τέσσερις κινητήρες. Αυτά τα ολονομικά συστήματα μετάδοσης κίνησης μπορούν να σχεδιαστούν είτε με τους πανκατευθυντικούς τροχούς 2,75", τους πανκατευθυντικούς τροχούς 3,25" ή τους πανκατευθυντικούς τροχούς 4". Η έκδοση με τους τρεις πανκατευθυντικούς τροχούς και τους τρεις κινητήρες κίνησης συναρμολογείται με τους τροχούς ρυθμισμένους σε γωνία 120^o μεταξύ τους. Η έκδοση με τους τέσσερις πανκατευθυντικούς τροχούς και τους τέσσερις κινητήρες μπορεί να συναρμολογηθεί είτε στρέφοντας τους τροχούς σε κάθε γωνία (μερικές φορές ονομάζεται κίνηση Χ και ένα παράδειγμα φαίνεται παρακάτω) είτε τοποθετώντας τους κινητήριους τροχούς στο κέντρο κάθε πλευράς της βάσης κίνησης. Αυτά τα Ολονομικά Συστήματα Μετάδοσης Κίνησης απαιτούν έναν πιο σύνθετο κώδικα προγραμματισμού για την κίνησή τους από το Τυπικό Σύστημα Μετάδοσης Κίνησης. Το σύστημα κίνησης στους 3 τροχούς δεν είναι τόσο σταθερό όσο το σύστημα κίνησης στους 4 τροχούς.

Οδήγηση με τροχιά

Δείτε την παρακάτω κινούμενη εικόνα για να δείτε ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης ερπύστριας να κινείται προς τα εμπρός και μετά να στρίβει.

Το σύστημα Track Drive είναι μια άλλη παραλλαγή του Standard Drivetrain που χρησιμοποιεί το κιτ πέλματος ρεζερβουάρ αντί για τροχούς. Μπορεί εύκολα να ξεπεράσει εμπόδια. Ωστόσο, το Tank Drive δεν έχει τη δυνατότητα να είναι πανκατευθυντικό. Το τυπικό κιτ πέλματος ρεζερβουάρ δεν έχει πολύ καλή πρόσφυση. Η συμπερίληψη ορισμένων από τους συνδέσμους πρόσφυσης πέλματος ρεζερβουάρ από το κιτ αναβάθμισης πέλματος ρεζερβουάρ στην αλυσίδα των πελμάτων μπορεί να αυξήσει την πρόσφυση. Εκτός από τα γρανάζια κίνησης που συνοδεύουν το κιτ πέλματος ρεζερβουάρ, τα γρανάζια υψηλής αντοχής μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως γρανάζια κίνησης.

Μερικά λάθη σχεδιασμού που πρέπει να αποφεύγετε κατά τη συναρμολόγηση συστημάτων μετάδοσης κίνησης

Τυπική Οδήγηση

Ένα σχεδιαστικό λάθος που μπορεί να γίνει με το Standard Drive είναι να τροφοδοτούνται όλοι οι τροχοί με την ίδια σχέση μετάδοσης και να χρησιμοποιούνται τροχοί διαφορετικής διαμέτρου. Λόγω της διαφοράς περιφέρειας των τροχών, αυτό το σφάλμα σχεδιασμού έχει ως αποτέλεσμα οι μεγαλύτεροι τροχοί να προσπαθούν να τραβήξουν το ρομπότ προς τα εμπρός γρηγορότερα από ό,τι μπορούν να κυλήσουν οι μικρότεροι τροχοί.

H Drive

Ένα σχεδιαστικό λάθος που μπορεί να γίνει με το H Drive είναι ότι ο πέμπτος κεντρικός τροχός βρίσκεται σε διαφορετικό επίπεδο από τους άλλους 4 τροχούς. Αυτό μπορεί να συμβεί εάν κάποιος από τους άξονες κίνησης του συστήματος μετάδοσης κίνησης δεν βρίσκεται στην ίδια απόσταση από το έδαφος με τους άλλους. Όταν συμβαίνει αυτό το σφάλμα σχεδιασμού, είτε ο κεντρικός τροχός είτε οι κινητήριοι τροχοί σηκώνουν τον άλλον από το έδαφος.

Μηκάνο

Ολονομική

Ένα σχεδιαστικό λάθος που μπορεί να γίνει με τα ολονομικά συστήματα μετάδοσης κίνησης είναι ότι οι άξονες μετάδοσης κίνησης έχουν μόνο ένα σημείο στήριξης. Αυτό το σφάλμα σχεδιασμού επιτρέπει στον άξονα κίνησης να περιστρέφεται πάνω και κάτω, γεγονός που δυσκολεύει την περιστροφή του άξονα κίνησης μέσα στο ρουλεμάν.

Οδήγηση με τροχιά

Ένα σχεδιαστικό λάθος που μπορεί να γίνει με την κίνηση της ερπύστριας είναι η κίνηση του πέλματος της δεξαμενής με ένα γρανάζι στο κέντρο της ερπύστριας. Αυτό το σφάλμα σχεδιασμού θα επιτρέψει στον οδοντωτό τροχό κίνησης να παραλείψει τους κρίκους της αλυσίδας. Τα γρανάζια κίνησης θα πρέπει να έχουν τουλάχιστον 120 ^o περιτύλιγμα αλυσίδας ρεζερβουάρ.

Σύγκριση ορισμένων τύπων συστημάτων μετάδοσης κίνησης

Κίνδυνος ασφαλείας:

Σημεία τσιμπήματος Μετακινήστε αργά τους τροχούς, τα γρανάζια και τα γρανάζια για να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν καλώδια, σωλήνες, ελαστικά υλικά ή εξαρτήματα που θα παγιδευτούν στην κίνηση, πριν θέσετε σε λειτουργία το ρομπότ.

Δομικά μέταλλα, εξαρτήματα, τροχοί και άλλα μπορούν να αγοραστούν στο κατάστημα VEX Robotics.