Καθώς οι νέοι χρήστες αρχίζουν να συναρμολογούν τα δικά τους προσαρμοσμένα σχέδια ρομπότ, ενδέχεται κάποια στιγμή να θέλουν περισσότερα από τους κινητήρες VEX IQ Smart. Οι έξυπνοι κινητήρες VEX IQ έχουν ίσως την καλύτερη απόδοση και ανίχνευση από οποιοδήποτε άλλο διαθέσιμο ρομποτικό σύστημα με δυνατότητα σύνδεσης. Παρ 'όλα αυτά, οι χρήστες μπορεί να θέλουν οι κινητήρες να κινούν τα πράγματα πιο γρήγορα, να ανυψώνουν βαρύτερα αντικείμενα ή να μετακινούν μηχανισμούς μακριά από τον κινητήρα. Τα γρανάζια, οι οδοντωτοί τροχοί και οι τροχαλίες VEX IQ μπορούν να επιτρέψουν την κάλυψη αυτών των απαιτήσεων.
| Γρανάζια | Γρανάζια | Τροχαλίες |
|---|---|---|
Αναλογίες εξόδου/εισόδου
Όταν συζητάμε για τα πλαστικά γρανάζια/γρανάζια/τροχαλίες VEX, υπάρχουν ορισμένοι τυπικοί όροι που χρησιμοποιούνται:
- Οδήγηση/Είσοδος - Αυτό είναι το γρανάζι/γρανάζι/τροχαλία που τοποθετείται στον άξονα που ένας έξυπνος κινητήρας αναγκάζει να περιστραφεί.
- Κινούμενο/Έξοδος - Αυτό είναι το γρανάζι/γρανάζι/τροχαλία που τοποθετείται στον άξονα του εξαρτήματος (όπως ένας τροχός ή ένας βραχίονας) το οποίο θα αναγκαστεί να περιστραφεί από την είσοδο.
- Ταχύτητα περιστροφής - Αυτή είναι η ταχύτητα με την οποία περιστρέφεται ένας άξονας, η οποία συνήθως μετριέται με τον αριθμό των περιστροφών που κάνει σε ένα λεπτό, γνωστές και ως στροφές ανά λεπτό (rpm).
- Ροπή - Αυτή είναι η ποσότητα δύναμης που απαιτείται για την περιστροφή ενός φορτίου σε μια απόσταση. Για παράδειγμα, χρειάζεται περισσότερη ροπή για να περιστραφεί ένας μακρύτερος βραχίονας ή όταν ασκείται περισσότερο βάρος στον βραχίονα. Απαιτείται επίσης περισσότερη ροπή για την περιστροφή ενός τροχού μεγαλύτερης διαμέτρου ή όταν ένας τροχός κινεί κάτι βαρύ. Η ροπή μετριέται συνήθως στη μετρική μονάδα που συνδυάζει τη δύναμη και την απόσταση, το νιούτον-μέτρο (Nm).
Υπάρχουν δύο αρχές που θα βοηθήσουν τους χρήστες να κατανοήσουν πώς να χρησιμοποιούν τα πλαστικά γρανάζια, τα γρανάζια και τις τροχαλίες VEX:
Αυξημένη ροπή: Όταν το γρανάζι/γρανάζι/τροχαλία εισόδου (εξάρτημα) έχει μικρότερη διάμετρο από το εξάρτημα εξόδου, αυτό θα αυξήσει τη ροπή εξόδου του συστήματος. Ωστόσο, θα μειώσει αναλογικά την ταχύτητα περιστροφής εξόδου του συστήματος. Με άλλα λόγια, εάν ο κινητήρας δεν μπορεί να σηκώσει έναν βραχίονα, ο κινητήρας χρειάζεται ένα μικρότερο εξάρτημα που κινεί ένα μεγαλύτερο εξάρτημα στον άξονα του βραχίονα. Δείτε τις ακόλουθες τρισδιάστατες κατασκευές για παραδείγματα αύξησης της ροπής ενός Smart Motor χρησιμοποιώντας γρανάζια, γρανάζια και τροχαλίες.
Αύξηση ροπής ταχύτητας
Αύξηση ροπής αλυσοτροχού
Αύξηση ροπής τροχαλίας
Αυξημένη ταχύτητα: Όταν το στοιχείο εισόδου έχει μεγαλύτερη διάμετρο από το στοιχείο εξόδου, αυτό θα αυξήσει την ταχύτητα περιστροφής εξόδου του συστήματος. Ωστόσο, θα μειώσει αναλογικά τη ροπή εξόδου του συστήματος. Για παράδειγμα, εάν ένας χρήστης θέλει ένας τροχός να περιστρέφεται πιο γρήγορα από ό,τι μπορεί να περιστραφεί ο κινητήρας, ο κινητήρας πρέπει να έχει ένα μεγαλύτερο εξάρτημα που κινεί ένα μικρότερο εξάρτημα στον άξονα του τροχού. Δείτε τις ακόλουθες τρισδιάστατες κατασκευές για παραδείγματα αύξησης της ταχύτητας ενός Smart Motor χρησιμοποιώντας γρανάζια, γρανάζια και τροχαλίες.
Αύξηση ταχύτητας γραναζιού
Αύξηση ταχύτητας γραναζιού
Αύξηση ταχύτητας τροχαλίας
Το ποσό αυτών των σχέσεων μπορεί να υπολογιστεί με βάση την αναλογία εξόδου/εισόδου. Αυτό είναι:
- Ο αριθμός των δοντιών του γραναζιού εξόδου / ο αριθμός των δοντιών του γραναζιού εισόδου αποδίδει τη σχέση μετάδοσης ροπής.
- Ο αριθμός των δοντιών του γραναζιού εξόδου / ο αριθμός των δοντιών του γραναζιού εισόδου αποδίδει την αναλογία ροπής του γραναζιού.
- Η διάμετρος της τροχαλίας εξόδου / η διάμετρος της τροχαλίας εισόδου αποδίδει την αναλογία τροχαλίας ροπής.
Πλαστικές σχέσεις μετάδοσης VEX (60 δόντια, 36 δόντια, 12 δόντια)
| Εξόδου | Εργαλείο εισόδου | Σχέση μετάδοσης | Έξοδος για είσοδο κινητήρα 100 RPM | Έξοδος για είσοδο κινητήρα 0,4 Nm |
|---|---|---|---|---|
| 60 δόντια | 12 δόντια | 5:1 | 20 σ.α.λ. | 2,0 Nm |
| 36 δόντια | 12 δόντια | 3:1 | 33 στροφές/λεπτό | 1,2 Nm |
| 60 δόντια | 36 δόντια | 5:3 | 60 σ.α.λ. | 0,67 Nm |
| 36 δόντια | 60 δόντια | 3:5 | 167 σ.α.λ. | 0,24 Nm |
| 12 δόντια | 36 δόντια | 1:3 | 300 σ.α.λ. | 0,13 Nm |
| 12 δόντια | 60 δόντια | 1:5 | 500 σ.α.λ. | 0,08 Nm |
(Διατίθενται γρανάζια 24 και 48 δοντιών σε πακέτο πρόσθετα)
Από το παραπάνω διάγραμμα αναλογίας μετάδοσης VEX Plastic, θα πρέπει να είναι σαφές ότι οι σχέσεις μετάδοσης μπορούν να αλλάξουν δραματικά την ταχύτητα περιστροφής εξόδου και τη ροπή εξόδου ενός Smart Motor. Είναι σημαντικό να κατανοήσετε ότι όταν χρησιμοποιείτε λόγους εξόδου/εισόδου, αυτοί δεν λαμβάνουν υπόψη την τριβή και άλλους παράγοντες στο σύστημα του ρομπότ.
Για παράδειγμα, μπορεί να είναι δελεαστικό να κατασκευαστεί μια σχέση μετάδοσης 1:5 για το σύστημα μετάδοσης κίνησης, ώστε το ρομπότ να κινείται πολύ γρήγορα (500 σ.α.λ.). Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που καθιστούν αυτό μη πρακτικό. Καταρχάς, τα γρανάζια των 60 δοντιών είναι μεγαλύτερα από τα τυπικά τροχούς κίνησης 200 mm, επομένως το γρανάζι θα κρατά τον τροχό μακριά από το έδαφος. Επιπλέον, η ροπή εξόδου θα είναι τόσο μικρή (0,08 Nm) που ο Έξυπνος Κινητήρας ενδέχεται να μην είναι σε θέση να κινήσει τον τροχό/ρομπότ. Ακόμα κι αν ήταν δυνατό να χρησιμοποιηθεί αυτή η αναλογία, αν το ρομπότ κινούνταν με πενταπλάσια ταχύτητα από την κανονική του, θα ήταν πολύ δύσκολο να ελεγχθεί.
Αυτό το παράδειγμα δείχνει πώς, όταν χρησιμοποιούνται λόγοι εξόδου/εισόδου, ο στόχος είναι να βρεθεί μια «ιδανική» ισορροπία μεταξύ ροπής και ταχύτητας. Είναι επίσης σημαντικό να βεβαιωθείτε ότι τα εξαρτήματα θα ταιριάζουν στο σχεδιασμό του ρομπότ.
Τα πλαστικά γρανάζια VEX διαθέτουν πέντε διαφορετικά μεγέθη γραναζιών (8δοντιών, 16δοντιών, 24δοντιών, 32δοντιών, 40δοντιών) τα οποία μπορούν να συνδυαστούν. Οι πλαστικές τροχαλίες VEX διατίθενται σε τέσσερα μεγέθη (10mm, 20mm, 30mm, 40mm).
Μεταφορά ισχύος
Τα πλαστικά γρανάζια, οι οδοντωτοί τροχοί και οι τροχαλίες VEX μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη μεταφορά ισχύος. Αυτό είναι απαραίτητο όταν ένας σχεδιασμός δεν επιτρέπει σε έναν Έξυπνο Κινητήρα να κινεί απευθείας τον άξονα ενός τροχού ή άλλου εξαρτήματος. Σε αυτήν την περίπτωση, τα γρανάζια/γρανάζια/τροχαλίες εισόδου και εξόδου θα έχουν το ίδιο μέγεθος, επομένως δεν υπάρχει αλλαγή στη ροπή ή την ταχύτητα περιστροφής. Αυτό συχνά ονομάζεται αναλογία 1:1.
Μερικά παραδείγματα αυτού θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν:
- Ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης μπορεί να τροφοδοτήσει και τους δύο πλευρικούς τροχούς κινώντας απευθείας τον έναν τροχό με έναν έξυπνο κινητήρα και να τροφοδοτήσει τον άλλο τροχό συνδέοντάς τους μεταξύ τους με γρανάζια 1:1 και αλυσίδα.
- Ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης μπορεί να έχει 3 ταχύτητες (ή οποιονδήποτε άλλο μονό αριθμό) σε μια σειρά και να έχει έναν τροχό συνδεδεμένο στην πρώτη ταχύτητα και έναν τροχό συνδεδεμένο στην τελευταία ταχύτητα. Εάν όλα τα γρανάζια έχουν το ίδιο μέγεθος, ο κινητήρας μπορεί να κινήσει οποιοδήποτε από τα γρανάζια.
Λάβετε υπόψη ότι όταν χρησιμοποιείτε γρανάζια σε ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης, είναι σημαντικό να υπάρχει μονός αριθμός γραναζιών μεταξύ των τροχών. Αυτό συμβαίνει επειδή όταν ένα γρανάζι κινεί ένα άλλο, περιστρέφονται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Ένας ζυγός αριθμός γραναζιών μεταξύ των τροχών θα έχει ως αποτέλεσμα οι δύο τροχοί να στρέφονται ο ένας εναντίον του άλλου, όπως φαίνεται σε αυτήν την κινούμενη εικόνα.
| Γρανάζια μεταφοράς ισχύος | Γρανάζια μεταφοράς ισχύος |
|---|---|
Απόφαση για το ποιο εξάρτημα θα χρησιμοποιηθεί: Γρανάζια, Γρανάζια ή Τροχαλίες
Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που καθορίζουν εάν τα γρανάζια, τα γρανάζια. ή οι τροχαλίες θα πρέπει να χρησιμοποιούνται με σχεδιασμό ρομπότ. Μερικά από αυτά περιλαμβάνουν:
Ανάμειξη "Πρωτεύοντων" γραναζιών 12/36/60 δοντιών με τα "Δευτερεύοντα" γρανάζια 24/48
Γρανάζια: Τα γρανάζια είναι μία από τις πιο αξιόπιστες από τις τρεις επιλογές εξαρτημάτων. Όταν το γρανάζι εισόδου περιστρέφεται, το γρανάζι εξόδου θα περιστρέφεται, εκτός εάν υπάρχει πολύ μεγάλο άνοιγμα μεταξύ των στηριγμάτων των αξόνων των γραναζιών. Αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει στους άξονες να κάμπτονται αρκετά ώστε να διαχωριστούν τα δόντια των δύο γραναζιών. Υπάρχουν ορισμένα πιθανά μειονεκτήματα:
- Τα γρανάζια πρέπει να τοποθετούνται σε καθορισμένες αποστάσεις μεταξύ τους, έτσι ώστε τα δόντια του ενός γραναζιού να αλληλεπιδρούν με τα δόντια του επόμενου.
- Τα γρανάζια πρέπει να είναι ευθυγραμμισμένα σε ευθεία γραμμή μεταξύ τους. (Σημειωμένη εξαίρεση: για ανάμειξη "Πρωτευόντων" γραναζιών 12/36/50 δοντιών με τα "Δευτερεύοντα" γρανάζια 24/48.) Τα δευτερεύοντα γρανάζια πρέπει είτε να είναι μετατοπισμένα κατά μισό βήμα είτε να χρησιμοποιούν την επιπλέον μεσαία οπή σε δοκούς 1x ομοιόμορφου μήκους).
- Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ένας περιττός αριθμός γραναζιών σε μια γραμμή θα έχει τα γρανάζια εισόδου και εξόδου να περιστρέφονται προς την ίδια κατεύθυνση, ενώ ένας ζυγός αριθμός θα έχει τα γρανάζια εισόδου/εξόδου να περιστρέφονται σε αντίθετες κατευθύνσεις.
Ειδική σημείωση: Όταν χρησιμοποιείτε σχέση μετάδοσης, χρειάζεται να λαμβάνεται υπόψη μόνο το μέγεθος του γραναζιού εισόδου και το μέγεθος του τελευταίου γραναζιού εξόδου. Οποιαδήποτε γρανάζια μεταξύ αυτών των δύο γραναζιών μεταφέρουν μόνο την κίνηση και τα μεγέθη τους δεν επηρεάζουν τη σχέση μετάδοσης.
Τα πλαστικά γρανάζια VEX διαθέτουν επίσης γρανάζια Crown, τα οποία επιτρέπουν σύνδεση 90o μεταξύ των γραναζιών. Υπάρχουν επίσης γρανάζια ατέρμονα κοχλία και ένα σετ κωνικών γραναζιών διαφορικών & που το επιτρέπουν αυτό. Δείτε τις ακόλουθες τρισδιάστατες κατασκευές για παράδειγμα χρήσεων γραναζιών κορώνας, κωνικών γραναζιών διαφορικού & και γραναζιών ατέρμονα κοχλία.
Crown Gears
Διαφορικά & κωνικά γρανάζια
Γρανάζια σκουληκιών
Επιπλέον, τα πλαστικά γρανάζια ραφιού VEX από το κιτ πρόσθετου γραναζιού επιτρέπουν γραμμική κίνηση, όπως φαίνεται στην τρισδιάστατη κατασκευή παρακάτω.
Γρανάζια ραφιών
Γρανάζια: γρανάζια είναι επίσης μια καλή επιλογή. Οι άξονές τους μπορούν να διαχωριστούν σε οποιοδήποτε αριθμό διαφορετικών αποστάσεων βήματος, επειδή η αλυσίδα συναρμολογείται από μεμονωμένους συνδέσμους κουμπώματος, οι οποίοι μπορούν να συναρμολογηθούν σε προσαρμοσμένα μήκη. Το γρανάζι κίνησης θα πρέπει να έχει τουλάχιστον 120o αλυσίδας τυλιγμένη γύρω του, διαφορετικά η αλυσίδα μπορεί να παραλείψει τα δόντια του γρανάζι. Τα γρανάζια μπορούν επίσης να συνδεθούν μεταξύ τους με το πέλμα δεξαμενής. Το Sprocket εισόδου και το Sprocket εξόδου θα περιστρέφονται πάντα προς την ίδια κατεύθυνση, όπως φαίνεται σε αυτήν την κινούμενη εικόνα.
Τροχαλίες: Οι τροχαλίες προορίζονται για ελαφρά φορτία. Περιορίζονται από τις αποστάσεις που μπορούν να χωριστούν από τα μήκη των διαθέσιμων ελαστικών ιμάντων (30 mm. 40 χιλιοστά. 50 χιλιοστά. 60 χιλιοστά). Οι ελαστικοί ιμάντες για το σύστημα τροχαλίας είναι λείες. Οι ιμάντες θα γλιστρήσουν εάν το φορτίο που προσπαθεί να μετακινήσει το σύστημα είναι πολύ μεγάλο. Όπως και τα γρανάζια, η τροχαλία εισόδου και η τροχαλία εξόδου περιστρέφονται κανονικά προς την ίδια κατεύθυνση. Όπως φαίνεται σε αυτήν την κινούμενη εικόνα, αν ο ιμάντας της τροχαλίας διασταυρωθεί σε ένα Χ, θα περιστραφεί σε αντίθετες κατευθύνσεις. (Σημείωση: οι ελαστικοί ιμάντες μπορούν να διασταυρωθούν για να αντιστραφεί η κατεύθυνση της τροχαλίας εξόδου.)
Είτε ο σχεδιασμός του ρομπότ χρησιμοποιεί γρανάζια, γρανάζι ή τροχαλίες, υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία επιλογών για να αλλάξετε την αναλογία εξόδου/εισόδου ή τη μεταφορά ισχύος των VEX IQ Smart Motors.
|
Κίνδυνος ασφαλείας: |
Σημεία τσιμπήματοςΒεβαιωθείτε ότι τα δάχτυλά σας, τα ρούχα, τα καλώδια και άλλα αντικείμενα δεν θα πιαστούν ανάμεσα στα κινούμενα εξαρτήματα. |