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

1000_F_224709921_UphU6o670XUryPpJL1XtVXHSlS5nJUCd.jpeg

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.

image45.jpg

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

image35.jpg

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.

image44.jpg

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.

kép32.jpg

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.

kép23.jpg

image8.jpg

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

kép13.jpg

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

kép52.jpg

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.

DSC_0888.JPG

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

kép19.jpg

kép33.jpg

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.

DSC_0888__1_.JPG

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

DSC_0887.JPG

kép12.jpg

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

image30.jpg

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.

image48.jpg

"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.

image21.jpg

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.

image36.jpg

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.

image54.jpg

image51.jpg

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.

image31.jpg

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

kép1.jpg

Kettős működésű levegővezérlés

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

image38.jpg

Szerelvények a szelepekhez, ezek a mágnesszelep portjaiba csavarozhatók.

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

image41.jpg

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

image34.jpg

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.

image39.jpg

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.

image53.jpg

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.

kép22.jpg

kép27.jpg

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

kép18.jpg

Egyszeres működésű levegővezérlés

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

image38.jpg

Ugyanolyan típusú szerelvények szelepekhez csavarozzák be a mágnesszelep portjaiba.

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

2021-07-08_13-49-08.jpeg

Csavarjon egy szerelvényt a szelep tetején lévő A portba.

image42.jpg

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

kép17.jpg

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.

image50.jpg

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.

image37.jpg

kép27.jpg

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

kép11.jpg

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

image55.jpg

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.

image9.jpg

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.

image47.jpg

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

image24.jpg

image46.jpg

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.

image49.jpg

kép14.jpg

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

kép7.jpg

kép3.jpg

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

image25.jpg

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.

image26.jpg

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.

image24.jpg

kép5.jpg

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

kép14.jpg

kép7.jpg

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

image28.jpg

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.

kép6.jpg

Pneumatikus csövet használnak az összes eszköz összekapcsolására.

Egy éles használati ollóval hosszra vágható.


Két minta elrendezés a pneumatikához

kép20.jpg

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.

kép10.jpg

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 útmutatásait lásd: Óvintézkedések és biztonsági irányelvek VEX V5 robotokkal végzett munka során.

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

Last Updated: