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
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.
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
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.
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.
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 tározónak két portja van. Mindkét végén egy. Ezek a menetes csatlakozók fogadják a Schrader gumiabroncs-szivattyú szelepét vagy a tartály szerelvényét.
A tartály úgy rögzíthető a robothoz, hogy 11”-es cipzárral a tartályra és egy szerkezeti elemre teker.
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.
A gumiabroncs-szivattyú szerelvénye (Schrader gumiabroncs-szivattyú szelepe) az a hely, ahol egy légszivattyút csatlakoztatnak/lekapcsolnak a pneumatikus rendszer nyomás alá helyezésére.
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.
A Schrader gumiabroncs-szivattyú szelepének magját be lehet nyomni, hogy a nyomást kiengedje a rendszerből.
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
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" 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.
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.
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.
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.
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 levegővezérlés
A mágnesszelep, előre, hátramenet – 5/2 szimpla mágnesszelep szabályozza a kettős működésű hengerek légáramlását.
Szerelvények a szelepekhez, ezek a mágnesszelep portjaiba csavarozhatók.
Ügyeljen arra, hogy ne csavarja keresztbe a szerelvényeket, miközben a csatlakozóba csavarják őket.
Csavarjon egy szerelvényt a szelep tetején található A és B csatlakozóba.
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.
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 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.
Egyszeres működésű levegővezérlés
Mágnes, be/ki – 3/2 mágnesszelep vezérli az egyszeres működésű hengereket.
Ugyanolyan típusú szerelvények szelepekhez csavarozzák be a mágnesszelep portjaiba.
Ismét ügyeljen arra, hogy ne menjen keresztbe a szerelvényeken, miközben a csatlakozóba csavarják őket.
Csavarjon egy szerelvényt a szelep tetején lévő A portba.
Csavarjon egy szerelvényt a P feliratú nyílásba, ahol a levegőnyomás a szelepbe kerül. Hagyja nyitva az R feliratú nyílást, hogy a távozó levegő kiszabadulhasson.
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 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.
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
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 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.
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.
Az áramlásmérő a belső gyűrű felfelé forgatásával állítható be az áramlás növeléséhez, vagy lefelé az áramlás csökkentéséhez. A gyűrű pengecsavarhúzóval forgatható.
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.
A hengerrúd forgócsapja úgy rögzíthető a hengerrúdhoz, hogy a rúd menetes részén lévő két anya közé helyezi.
A hengertartó rögzíthető a hengerhez egy 1 hüvelykes #8-32 VEX csavarral és egy nylock anyával.
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.
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.
A hengerek szerelvénye - M5 dugós csatlakozó hengerekhez, a henger alsó nyílásába csavarozható.
A hengerrúd forgócsapja és a hengertartó ugyanúgy rögzíthető az egyszeres működésű hengerhez, mint a fent leírt kettős működésű hengerhez.
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 csövet használnak az összes eszköz összekapcsolására.
Egy éles használati ollóval hosszra vágható.
Két minta elrendezés a pneumatikához
A kettős működésű henger minta elrendezése:
- A levegőt egy kerékpárszivattyúból pumpálják a levegőtartály Schrader szelepébe.
- A sűrített levegő a tartály másik végén lévő szerelvényen keresztül áramlik ki a be-ki kapcsolóba.
- A kapcsolóból a nyomás alatti levegő táplálja a nyomásszabályozót.
- A nyomásszabályozóból a levegő a kettős működésű mágnesszelepbe áramlik.
- 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.
- A mágnesszelepet a V5 Robot Brain 3 vezetékes portjához csatlakoztatott mágnesszelep meghajtó kábel fogja vezérelni.
Az egyszeres működésű henger elrendezésének mintája:
- A levegőt egy kerékpárszivattyúból pumpálják a levegőtartály Schrader szelepébe.
- A sűrített levegő a tartály másik végén lévő szerelvényen keresztül áramlik ki a nyomásszabályozóba.
- A nyomásszabályozóból a levegő az egyszeres működésű mágnesszelepbe áramlik.
- 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.
- 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.