Creación de un tren motriz V5

Un sistema de transmisión permite que un robot sea móvil mediante el uso de ruedas, orugas de tanque u otro método. A veces, al tren motriz se lo denomina base motriz. Identificar qué tipo de transmisión utilizar es una de las primeras consideraciones al diseñar un robot. Los sistemas de transmisión Clawbot están bien para comenzar, pero los diseños de sistemas de transmisión adicionales pueden permitirle al robot mucha más funcionalidad, como poder moverse lateralmente además de girar y moverse hacia adelante y hacia atrás. Este tipo de movimiento se llama omnidireccional. Es posible que los sistemas de transmisión también deban superar obstáculos o resistirse a ser empujados lateralmente por otro robot. Los robots que están siendo diseñados para una competición pueden obtener una ventaja competitiva al seleccionar un sistema de transmisión que coincida con su estrategia de juego.

Algunas cosas a tener en cuenta al seleccionar una transmisión para un robot de competición:

  • ¿Hay obstáculos en el campo de juego que sea necesario superar o escalar? Las orugas o ruedas de mayor diámetro pueden ayudar a superar obstáculos.
  • ¿A cuánta defensa estará expuesta la transmisión? Algunos juegos tienen una barrera que separa a los oponentes y un tren defensivo que no se puede empujar fácilmente hacia los lados, lo que no es tan crítico.
  • ¿Qué ventaja tiene que la transmisión sea omnidireccional?
  • ¿La transmisión impulsará varias piezas de juego pesadas o necesita ser rápida? La velocidad máxima o el torque producido por un sistema de transmisión se pueden ajustar cambiando a una relación de transmisión diferente, cambiando los cartuchos de engranajes del motor inteligente V5 y/o cambiando el diámetro de las ruedas.
  • ¿Qué altura y qué distancia podrá alcanzar el diseño del robot? Los robots que alcanzan alturas y/o se extienden se benefician de una mayor superficie de transmisión y un centro de gravedad más bajo. Las ruedas de diámetro pequeño pueden ayudar con ambos.
  • ¿Cuántos motores se necesitarán para otras funciones además de la transmisión? Algunas reglas de competición limitan el número de motores de un robot.

Estas consideraciones son algunos ejemplos, pero no todos, de los tipos de análisis que se deben utilizar al seleccionar un sistema de transmisión para un robot de competición. 

Descripciones de algunos tipos de transmisiones

Conducción estándar

El tren motriz estándar también se conoce como transmisión de dirección deslizante y es uno de los tipos de tren motriz más comunes. El tren de transmisión estándar puede ser impulsado por dos motores y estos motores pueden usarse para impulsar directamente las ruedas motrices o pueden ser parte de un tren de engranajes que puede tener múltiples ruedas motrices. El sistema de transmisión también puede diseñarse para tener múltiples motores y múltiples ruedas. Estas variaciones a veces se denominan tracción en las cuatro ruedas, tracción en las seis ruedas, etc. Esta transmisión puede utilizar una variedad de ruedas VEX. Sin embargo, carece de la capacidad de ser omnidireccional.

El gráfico de arriba muestra un sistema de transmisión estándar impulsado por dos motores. Puede rotar y acercar o alejar el gráfico para ver cada ángulo del sistema de transmisión de dos motores. Seleccione las partes para ver el nombre de cada componente. 

El gráfico de arriba muestra un sistema de transmisión estándar impulsado por cuatro motores. La implementación de cuatro motores proporciona potencia adicional para mejorar la velocidad, mayor torque y mejor tracción y estabilidad. Puede rotar y acercar o alejar el gráfico para ver cada ángulo del sistema de transmisión de dos motores. Seleccione las partes para ver el nombre de cada componente. 

 

Unidad H

El H Drive utiliza tres o cinco motores con cuatro ruedas omnidireccionales y una quinta rueda omnidireccional colocada perpendicularmente entre las otras ruedas del tren motriz. La disposición de las ruedas permite que esta transmisión sea omnidireccional. El H Drive puede utilizar las ruedas omnidireccionales de 2,75”, las ruedas omnidireccionales de 3,25” o las ruedas omnidireccionales de 4”. Sin embargo, este tipo de transmisión puede ser empujada lateralmente por otro robot gracias a los rodillos de las ruedas omnidireccionales. La quinta rueda central también puede quedar atrapada en un obstáculo cuando el robot intenta pasar por encima de él.

Mecano

El diseño del tren motriz Mecanum ruedas Mecanum. Estas ruedas tienen rodillos en ángulo que les permiten ser omnidireccionales. Cuando las ruedas de este tren motriz giran en direcciones opuestas, la orientación de los rodillos hace que el tren motriz se mueva lateralmente. Sin embargo, los rodillos en ángulo requieren más torque de los motores para impulsar las ruedas y la transmisión requiere un código de programación más complejo para su movimiento que la transmisión estándar.

Holonómica

El sistema de transmisión holonómico es omnidireccional. Este diseño se puede ensamblar con tres ruedas omnidireccionales y tres motores o con cuatro ruedas omnidireccionales y cuatro motores. Estas transmisiones Holonomic se pueden diseñar con ruedas omnidireccionales de 2,75”, ruedas omnidireccionales de 3,25” o ruedas omnidireccionales de 4”. La versión de tres ruedas omnidireccionales y tres motores de tracción se ensambla con las ruedas colocadas a 120o entre sí. La versión de cuatro ruedas omnidireccionales y cuatro motores se puede ensamblar inclinando las ruedas en cada una de las esquinas (a veces llamado tracción X y se muestra un ejemplo a continuación) o colocando las ruedas motrices en el centro de cada lado de la base de tracción. Estos sistemas de transmisión holonómicos requieren un código de programación más complejo para su movimiento que el sistema de transmisión estándar. La tracción en 3 ruedas no es tan estable como la tracción en 4 ruedas.

Conducción por pista

El Track Drive es otra variación del tren de transmisión estándar que utiliza el kit de banda de rodadura de tanque en lugar de ruedas. Puede superar obstáculos fácilmente. Sin embargo, el Tank Drive carece de la capacidad de ser omnidireccional. El kit de banda de rodadura de tanque estándar no tiene muy buena tracción. Incluir algunos de los eslabones de tracción de la banda de rodadura del tanque del kit de actualización de la banda de rodadura del tanque en la cadena de bandas de rodadura puede aumentar la tracción. Además de las ruedas dentadas de transmisión que vienen con el kit de banda de rodadura del tanque, las ruedas dentadas de alta resistencia también se pueden utilizar como ruedas dentadas de transmisión.

Algunos errores de diseño que se deben evitar al ensamblar transmisiones

Conducción estándar

Un error de diseño que se puede cometer con la tracción estándar es impulsar todas las ruedas con la misma relación y utilizar ruedas de diferentes diámetros. Debido a la diferencia de circunferencia de las ruedas, este error de diseño hace que las ruedas más grandes intenten tirar del robot hacia adelante más rápido de lo que las ruedas más pequeñas pueden rodar.

Unidad H

Un error de diseño que se puede cometer con el H Drive es tener la quinta rueda central en un nivel diferente al de las otras 4 ruedas. Esto puede suceder si alguno de los ejes de transmisión del sistema de transmisión no está a la misma distancia del suelo que los demás. Cuando ocurre este error de diseño, la rueda central o las ruedas motrices levantan a la otra del suelo.

Mecano

Diagrama que ilustra consejos de montaje para componentes de la categoría V5, con piezas etiquetadas e instrucciones paso a paso para técnicas de montaje adecuadas.

Un error de diseño que se puede cometer con la transmisión Mecanum es no colocar las ruedas Mecanum en la orientación correcta. Cuando ocurre este error de diseño, la transmisión no se moverá lateralmente.

Holonómica

Un error de diseño que se puede cometer con las transmisiones holonómicas es tener un solo punto de apoyo para los ejes de transmisión. Este error de diseño permite que el eje de transmisión gire hacia arriba y hacia abajo, lo que dificulta que el eje de transmisión gire dentro del cojinete.

Conducción por pista

Un error de diseño que se puede cometer con la transmisión por orugas es impulsar la banda de rodadura del tanque con una rueda dentada en el centro de la oruga. Este error de diseño permitirá que la rueda dentada de transmisión salte sobre los eslabones de la cadena. Las ruedas dentadas de transmisión deben tener al menos 120 o de envoltura de cadena del tanque.

Comparación de algunos tipos de transmisión

  Conducción estándar Unidad H Mecano Holonómica Conducción por pista
Motores mínimos requeridos 2 3 4 3 2
Omnidireccional No No
Nivel de programación Básico a intermedio Intermedio Avanzado Avanzado Básico a intermedio
Evita ser empujado lateralmente Omni - Mala tracción - Muy buena Justo Excelente Justo Muy bien
Capacidad de superar un obstáculo Muy bien Pobre Bien Justo Excelente
Peligro de seguridad:
Ilustración de advertencia de peligro de seguridad para consejos de montaje de V5, que destaca los riesgos potenciales asociados con el montaje y uso inadecuados.

Puntos de pinchazo

Mueva lentamente las ruedas, piñones y engranajes para asegurarse de que no haya cables, tubos, materiales elásticos o hardware que puedan quedar atrapados por el movimiento, antes de encender el robot.

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Las ruedas y otros accesorios de movimiento se pueden comprar en https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.

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