Örökség – Kezdő lépések a pneumatikával a V5 rendszerrel

A pneumatika nagyon hatékony módja a lineáris mozgás létrehozásának. A pneumatikus hengerek nagyon hatékonyak a karmok aktiválásához, a sebességváltó rendszerek közötti váltáshoz és sok más alkalmazáshoz. Ezenkívül a pneumatika további energiaforrást ad a robotnak, nagyon szórakoztató vele dolgozni, és ismereteket nyújt az iparban széles körben használt pneumatikus rendszerekről.

Amikor a pneumatikus hengerek aktiválva vannak, vagy teljesen kihúzódnak, vagy teljesen visszahúzódnak.

megjegyzés: A VEX Robotics Competition (VRC/VEX U/VEX AI) csapatoknak, akik pneumatika használatát tervezik, figyelmesen el kell olvasniuk a Game Manualpneumatikus rendszerekkel kapcsolatos robotszabályait.


Hogyan működik a pneumatika

Barométer eszköz, mint példa a légnyomás mérésére.

A pneumatika légnyomás használatával működik. Ezt egy olyan egyszerű dologgal lehet létrehozni, mint egy kerékpár gumiabroncs pumpa.

Az alap pneumatikus rendszer egy tárolótartályt, amelyben a légnyomást fel lehet pumpálni a kerékpárszivattyúval, pneumatikus csöveket az eszközök csatlakoztatásához, egy szelepet a nyomáskibocsátás szabályozására, valamint egy pneumatikus hengert.

Kettős működésű pneumatikus henger ábrája, dugattyúrúddal, amelyet egy levegő be- és kimeneti nyílás segítségével lehet kinyújtani és visszahúzni. Itt a dugattyúrúd kinyúlik.

A kettős működésű pneumatikus henger akkor működik, ha egy szelep levegőnyomást enged a henger aljába. A légnyomás egy belső dugattyú felületét nyomja, ami a dugattyút és a dugattyúrudat kiszorítja a hengerből.

Ahogy a dugattyúrúd/dugattyúrúd kimozdul, az elszívott levegő kiáramlik a henger tetején

Kettős működésű pneumatikus henger ábrája, dugattyúrúddal, amelyet egy levegő be- és kimeneti nyílás segítségével lehet kinyújtani és visszahúzni. Itt a dugattyúrúd visszahúzódik.

A szelep beállítható úgy is, hogy levegőnyomást engedjen a henger tetejére. Amikor ez megtörténik, a légnyomás visszanyomja a dugattyút és a dugattyúrudat a hengerbe.

Ahogy a dugattyú/dugattyúrúd bemozdul, a kipufogó levegő kiáramlik a henger alján.

Egyszeres működésű pneumatikus henger ábrája, dugattyúrúddal, amelyet egy levegőbevezető nyílás és egy rugó segítségével lehet kinyújtani és visszahúzni.

Egy egyszeres működésű pneumatikus henger többnyire ugyanúgy működik, azzal az eltéréssel, hogy egy rugó visszanyomja a dugattyút/dugattyúrudat. Egy egyszeres működésű hengernek csak egy nyílása/szerelvénye van a levegő beáramlásához és a levegő távozásához.

A V5 rendszerhez rendelkezésre álló pneumatikus készletekkel kapcsolatos további információkért tekintse meg a VEX Library Pneumatikus készlet kiválasztása a V5 rendszerhez című cikket.


Pneumatikai alkatrészek

Levegő tárolás

A levegőtároló a kettős működésű hengereknél és az egyszeres működésű hengereknél is lényegében ugyanazokat az alkatrészeket használja.

Légtartály darab.

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

A levegőtartályban tárolják a levegőt a pneumatikus rendszer számára.

megjegyzés: A súlycsökkentés érdekében a véganyák eltávolíthatók a tartályból.

A Scrader gumiabroncspumpa szelepe a légtartály darabján látható.

A tartály illesztése a levegőtartály darabján látható.

A tározónak két portja van. Mindkét végén egy. Ezek a menetes csatlakozók fogadják a Schrader gumiabroncs-szivattyú szelepét vagy a tartály szerelvényét.

11 hüvelykes cipzáras kötöző darab.

A tartály úgy rögzíthető a robothoz, hogy 11”-es cipzárral a tartályra és egy szerkezeti elemre teker.

Acélrúd darab.

A tartály úgy is rögzíthető a robothoz, hogy egy acélrudat teker a tartály köré, és egy csavart helyez át a nyílásokon, ahol a rúd két oldala találkozik. A csavarra anyát lehet helyezni, amely szorítót alkot.

Gumiabroncs pumpa illesztődarab.

A gumiabroncs-szivattyú szerelvénye (Schrader gumiabroncs-szivattyú szelepe) az a hely, ahol egy légszivattyút csatlakoztatnak/lekapcsolnak a pneumatikus rendszer nyomás alá helyezésére.

Gumiabroncspumpa illesztődarab, amelynek menete körül teflonszalaggal van ellátva a légmentes tömítés érdekében.

Teflonszalag tekercs.

Egyetlen réteg teflon szalag tekerhető a szerelvény menetei köré, mielőtt becsavarná a légtartály nyílásába. Ez segít légmentesen lezárni.

A légmentes tömítések létrehozásával kapcsolatos további információkért tekintse meg a VEX Library Légszivárgás megelőzése VEX pneumatikus rendszerben című cikkét.

Nyíl, amely azt jelzi, hogy a gumiabroncspumpa csatlakozójának egyik végét le lehet nyomni a nyomás kiengedéséhez.

A Schrader gumiabroncs-szivattyú szelepének magját be lehet nyomni, hogy a nyomást kiengedje a rendszerből.

Illeszkedés a tartály darabjához.

A tartálydarab illesztése a levegőtartályhoz csatlakoztatva látható.

A Fitting for Reservoir az a hely, ahol a pneumatikus csövet helyezik be, amely a légnyomást a rendszer többi részébe táplálja.

A szerelvény menetei már felvitt teflonnal készülnek, hogy csökkentsék a légszivárgást

Nyilak jelzik, hogy a tartály külső gallérjának szerelvénye lefelé nyomható a szerelvény eltávolításához.

A pneumatikus csőszerelvények mindegyike elfogadja a csövet úgy, hogy a csövet ütközésig egyszerűen behelyezi a szerelvénybe.

A cső kioldásához a külső gallért be kell nyomni a szerelvény felé, majd a csövet el lehet távolítani.

T-illesztődarab.

"T" illesztés - "T" szelep szelepekhez. Ez a „T” idom lehetővé teszi a levegő betáplálásának kettéosztását két szelep táplálása érdekében.

megjegyzés: a szerelvény két egyszeres működésű henger vezérlésére is használható egy értékkel.

Nyomásszabályozó darab, amelynek ábrája mutatja a bemenetét és kimenetét, valamint azt, hogy a szár elforgatásával hogyan lehet a légnyomást szabályozni.

A Nyomásszabályozó - Mini Szabályozó 4 mm-es szerelvényekkel beállíthatja a rendszerben lefelé áramló levegő nyomását.

A nyomás beállítása a szár elfordításával, be- vagy kimozdításával történik.

Teljesen kifordított szárral lesz a legmagasabb a légnyomás. A légnyomás mértéke határozza meg a hengerre kifejtett erő mértékét.

Ki/be kapcsoló darab.

A kettős működésű pneumatikus készlethez tartozik egy be-/kikapcsoló - ujjszelep.

Ez lehetővé teszi, hogy bekapcsolja a levegőt a rendszerben, és engedje el a légnyomást a rendszerből.

A be/ki kapcsolón dombornyomott nyilak jelzik a tájolását.

A be-/kikapcsoló gombon dombornyomott nyíl jelzi a bemenetet.

Győződjön meg arról, hogy a szelepen lévő dombornyomott nyilak a levegőtartálytól elfelé és a rendszer felé mutatnak. Más szóval, a nyílnak abba az irányba kell mutatnia, ahogyan a levegő haladni fog.

A be-/kikapcsoló gomb ábrája a légáramlás példájával nyitott és zárt állapotban.

Amikor a gomb egy vonalban van a csővezetékkel, a levegő be van kapcsolva a rendszerben.

Amikor a gomb állandóan egy vonalban van a csővel, a levegő kikapcsol, és felszabadítja a levegő nyomását a rendszerben.

Air Control

Kettős működésű levegőszabályozó mágnesszelep darab.

Kettős működésű levegővezérlés

A mágnesszelep, előre, hátramenet – 5/2 szimpla mágnesszelep szabályozza a kettős működésű hengerek légáramlását.

Szelepdarabhoz illeszthető.

Szerelvények a szelepekhez, ezek a mágnesszelep portjaiba csavarozhatók.

Ügyeljen arra, hogy ne csavarja keresztbe a szerelvényeket, miközben a csatlakozóba csavarják őket.

Nyilak jelzik, hogy a szerelvényeket a szelepidom A és B csatlakozójába kell csavarozni.

Csavarjon egy szerelvényt a szelep tetején található A és B csatlakozóba.

A szelepelemen kiemelve vannak a levegő ki- és bevezető nyílások.

Csavarjon egy szerelvényt a P feliratú nyílásba, ahol a levegőnyomás a szelepbe kerül.

Hagyja nyitva a két R feliratú nyílást, hogy lehetővé tegye a távozó levegő kiáramlását.

Szelepdarabokhoz való szerelvényeket adtak a szelepdarab nyílásaihoz.

Az alapértelmezett beállításban az A port a kettős működésű henger alsó portját, a B port pedig a felső portot táplálja. Ezzel a henger behúzott rúddal indul.

Ha azonban van olyan állapot, amikor előnyös a henger kinyújtott rúdjával indulni, akkor a két port átkapcsolható.

A mágnesszelepek cipzárral rögzíthetők a robothoz. megjegyzés: ne takarja le a mágnesszelep kipufogónyílásait a cipzárral. Ha ez megtörténik, a henger nem mozdul el.

A szelep tetején található kis kék, kör alakú gomb ki van jelölve.

A szelep tetején egy kis kék gomb található, amelyet egy kis eszközzel, például Star Drive Key-vel vagy tollal lehet lenyomni. Ennek a gombnak a megnyomása kézzel nyitja meg az értéket, hogy tesztelje a hengerbe irányuló légáramlást.

Kettős működésű mágnesszelep darab, hozzá csatlakoztatva és kiemelve egy 3 vezetékes kábellel.

3 eres kábeldarab.

A mágnesszelep meghajtó kábel meghajtóval az egyik végén a kettős működésű mágnesszelephez csatlakozik, a másik végén pedig a V5 Robot Brain 3-vezetékes portjához csatlakozik.

Egy hosszabbítókábel használható a mágnesszelep meghajtó és a V5 robotagy között, ha hosszabbra van szükség.

Egyszeres működésű levegőszabályozó szelep darab.

Egyszeres működésű levegővezérlés

Mágnes, be/ki – 3/2 mágnesszelep vezérli az egyszeres működésű hengereket.

Szelepdarabhoz illeszthető.

Ugyanolyan típusú szerelvények szelepekhez csavarozzák be a mágnesszelep portjaiba.

Ismét ügyeljen arra, hogy ne menjen keresztbe a szerelvényeken, miközben a csatlakozóba csavarják őket.

A nyíl azt jelzi, hogy egy csatlakozót kell becsavarni a szelepidom A csatlakozójába.

Csavarjon egy szerelvényt a szelep tetején lévő A portba.

A szelepelemen kiemelve vannak a levegő ki- és bevezető nyílások.

Csavarjon egy szerelvényt a P feliratú nyílásba, ahol a levegőnyomás a szelepbe kerül. Hagyja nyitva az R feliratú nyílást, hogy a távozó levegő kiszabadulhasson.

Szelepdarabokhoz való szerelvényeket adtak a szelepdarab nyílásaihoz.

Az A port táplálja az egyszeres működésű henger alsó nyílását.

A mágnesszelepek cipzárral rögzíthetők a robothoz.

megjegyzés: Ne takarja le a mágnesszelep kipufogónyílását a cipzárral. Ha ez megtörténik, a henger nem mozdul el.

A szelep tetején található kis narancssárga, kör alakú gomb kiemelve látható.

A szelep tetején egy kis narancssárga gomb található, amelyet egy kis eszközzel, például Star Drive Key-vel vagy tollal lehet lenyomni. Ennek a gombnak a megnyomásával manuálisan nyitható meg az érték a hengerbe irányuló légáramlás tesztelése érdekében.

Egyszeres működésű mágnesszelep darab, hozzá csatlakoztatott és kiemelt 3-eres kábellel.

3 eres kábeldarab.

A mágnesszelep meghajtó - kábel meghajtóval az egyik végén az egyszeres működésű mágnesszelephez csatlakozik, a másik végén pedig a V5 Robot Brain 3-vezetékes portjához csatlakozik.

Egy hosszabbítókábel használható a mágnesszelep meghajtó és a V5 Robot Brain között, ha hosszabbra van szükség

VEXcode V5 digitális kimenet opció a 3 vezetékes eszközök közül, ahogy az az Eszköz hozzáadása menüben látható.

Mind a kettős működésű, mind az egyszeres működésű mágnesszelep vezérelhető egy digitális kimeneti eszközzel egy egyedi VEXcode V5 projekten belül.

A pneumatika programozásával kapcsolatos további információkért tekintse meg a VEX LibraryPneumatika vezérlése gombokkal a vezérlőn című cikkét.

Pneumatikus hengerek

Kettős működésű hengeres darab.

Kettős működésű henger

A henger, kétirányú – kettős működésű, 10 mm-es furatú henger, mindkét végén egy-egy csatlakozó található.

A rúd két anyával van menetes. Ezekkel lehet rögzíteni a hengerrúd forgócsapját.

A henger eleje menetes, és alternatív módszerként használható a henger felszerelésére úgy, hogy lyukat fúrunk egy szerkezeti darabba, behelyezzük a hengert, majd rögzítjük a hengeranyával.

Ha nem ezt a rögzítési módot használja, az anyát eltávolíthatja a robot súlyának csökkentése érdekében.

Áramlásmérő darab.

A Flow Meter - M5 könyökmérő kiáramlás-szabályozás, a henger felső nyílásába csavarozható.

Az áramlásmérő szabályozhatja a hengeren áthaladó légáramlást, amely szabályozza a hengerrúd kinyúlásának és visszahúzásának sebességét.

Áramlásmérő darab, kiemelve a belső gyűrű jellemzőjét.

Az áramlásmérő a belső gyűrű felfelé forgatásával állítható be az áramlás növeléséhez, vagy lefelé az áramlás csökkentéséhez. A gyűrű pengecsavarhúzóval forgatható.

Hengeres darabhoz illeszthető.

Kettős működésű hengeres darab, amelynek egyik csatlakozójához áramlásmérő, a másik egyik csatlakozóhoz pedig csatlakozóelem tartozik.

A hengerek szerelvénye - M5 dugós csatlakozó hengerekhez, a henger alsó nyílásába csavarozható.

Mint minden szerelvénynél, itt is ügyelni kell arra, hogy a csavarozás során ne menjen keresztbe az idomon.

Hengerhez rögzített hengerrúd forgócsap.

A hengerrúd forgócsapjának közeli képe.

A hengerrúd forgócsapja úgy rögzíthető a hengerrúdhoz, hogy a rúd menetes részén lévő két anya közé helyezi.

Hengertartó darab.

Hengerhez rögzített hengertartó darab.

A hengertartó rögzíthető a hengerhez egy 1 hüvelykes #8-32 VEX csavarral és egy nylock anyával.

Hengerhez rögzített hengerrögzítő darab, kiemelve a csavarra vagy tengelyre való rögzítésre szolgáló furatát.

A Cylinder Mount a roboton lévő szerkezet egy darabjára rögzíthető. A hengerrúd forgócsapja az alkatrészhez rögzíthető, amelyet csavar vagy tengely segítségével mozgatni fog.

megjegyzés: ne szerelje fel a hengert úgy, hogy a henger rúdjára oldalirányú erő nehezedjen. Ha a henger rúdja meggörbül, a henger nem fog működni.

Egyszeres működésű hengeres darab.

Egyműködő henger

A henger – egyszeres működésű rugóvisszatérítésű, 10 mm-es furatú henger végén egy csatlakozó található.

A rúd két anyával van menetes. Ezekkel lehet rögzíteni a hengerrúd forgócsapját.

Hengeres darabhoz illeszthető.

Az egyszeres működésű henger egyik csatlakozójához csatlakozó szerelvénnyel látható.

A hengerek szerelvénye - M5 dugós csatlakozó hengerekhez, a henger alsó nyílásába csavarozható.

A hengerrúd forgócsapjának közeli képe.

A hengeres tartóelem közeli képe.

A hengerrúd forgócsapja és a hengertartó ugyanúgy rögzíthető az egyszeres működésű hengerhez, mint a fent leírt kettős működésű hengerhez.

Henger hengertartóval és hengerrúd forgócsappal rögzítve.

A Cylinder Mount a roboton lévő szerkezet egy darabjára rögzíthető. A hengerrúd forgócsapja az alkatrészhez rögzíthető, amelyet csavar vagy tengely segítségével mozgatni fog.

megjegyzés: Ne szerelje fel a hengert úgy, hogy a henger rúdjára oldalirányú erő nehezedjen. Ha a henger rúdja meggörbül, a henger nem fog működni.

Pneumatikus csődarab.

Pneumatikus csövet használnak az összes eszköz összekapcsolására.

Egy éles használati ollóval hosszra vágható.


Két minta elrendezés a pneumatikához

Példa pneumatikus elrendezésre egy kettős működésű hengeres rendszerhez.

A kettős működésű henger minta elrendezése:

  1. A levegőt egy kerékpárszivattyúból pumpálják a levegőtartály Schrader szelepébe.
  2. A sűrített levegő a tartály másik végén lévő szerelvényen keresztül áramlik ki a be-ki kapcsolóba.
  3. A kapcsolóból a nyomás alatti levegő táplálja a nyomásszabályozót.
  4. A nyomásszabályozóból a levegő a kettős működésű mágnesszelepbe áramlik.
  5. A mágnesszelep állapotától függően a levegő vagy kiáramlik a B porton és a henger tetején, vagy a levegő áramlik ki az A porton és a henger aljába, kiterjesztve a rúdját.
  6. A mágnesszelepet a V5 Robot Brain 3 vezetékes portjához csatlakoztatott mágnesszelep meghajtó kábel fogja vezérelni.

Példa egy egyműködésű henger pneumatikus elrendezésére.

Az egyszeres működésű henger elrendezésének mintája:

  1. A levegőt egy kerékpárszivattyúból pumpálják a levegőtartály Schrader szelepébe.
  2. A sűrített levegő a tartály másik végén lévő szerelvényen keresztül áramlik ki a nyomásszabályozóba.
  3. A nyomásszabályozóból a levegő az egyszeres működésű mágnesszelepbe áramlik.
  4. A mágnesszelep állapotától függően a levegő vagy távozik az A porton, vagy a levegő áramlik ki az A nyíláson a henger aljába, kiterjesztve a rúdját.
  5. A mágnesszelepet a V5 Robot Brain 3 vezetékes portjához csatlakoztatott mágnesszelep meghajtó kábel fogja vezérelni.

A hengerek erejének kiszámítása

Az egyenlet egy adott nyomás kimeneti erőjének kiszámításához a következő: 

(A henger keresztmetszeti területe) x (belső légnyomás) = erő 

A VEX pneumatikus hengerek hengerfurata 0,39 hüvelyk (10 mm). Ebből a kör területére vonatkozó egyenlet segítségével kiszámíthatjuk a henger keresztmetszeti területét: 

(Átmérő / 2)² x π = Terület

Mivel megadjuk a henger furatát (belső átmérő), és tudjuk, hogy Pi ≈ 3,14, így kiszámíthatjuk a területet:

 (0,39 hüvelyk / 2)² x 3,14 = 0,12 hüvelyk² 

Most már beilleszthetjük ezt a számot az eredeti egyenletünkbe, és kiszámíthatjuk a henger kimeneti erejét:

0,12 in² x 100 psi = 12 font erő (100 psi-en)


A pneumatikával végzett munka biztonsági útmutatásaiért lásd: Óvintézkedések és biztonsági irányelvek VEX V5 robotokkal való munkavégzéskor.

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

Last Updated: