Saat pengguna baru mulai merakit desain robot khusus mereka sendiri, pada suatu saat mereka mungkin menginginkan lebih dari motor VEX IQ Smart mereka. Motor Cerdas VEX IQ mungkin memiliki kinerja dan penginderaan terbaik dibandingkan sistem robot rakitan lain yang tersedia. Meskipun demikian, pengguna mungkin menginginkan motor untuk menggerakkan benda lebih cepat, mengangkat benda lebih berat, atau menggerakkan mekanisme jauh dari motor. Roda Gigi, Sproket, dan Katrol VEX IQ dapat memungkinkan persyaratan ini terwujud.
| Roda gigi | Roda gigi | Katrol |
Rasio keluaran/masukan
Saat membahas Roda Gigi/Sprocket/Katrol Plastik VEX, ada beberapa istilah standar yang digunakan:
- Penggerak/Input - Ini adalah Roda Gigi/Sproket/Katrol yang ditempatkan pada poros yang dipaksa berputar oleh Motor Pintar.
- Didorong/Keluaran - Ini adalah Roda Gigi/Roda Giling/Katrol yang ditempatkan pada poros komponen (seperti roda atau lengan) yang akan dipaksa berputar dari masukan.
- Kecepatan Rotasi - Seberapa cepat poros berputar, umumnya diukur dalam berapa kali poros berputar dalam satu menit, juga dikenal sebagai putaran per menit (rpm).
- Torsi - Ini adalah jumlah gaya yang dibutuhkan untuk memutar beban pada jarak tertentu. Misalnya, dibutuhkan torsi lebih besar untuk memutar lengan yang lebih panjang atau ketika beban lebih besar diletakkan pada lengan tersebut. Diperlukan juga torsi yang lebih besar untuk memutar roda dengan diameter lebih besar, atau saat roda menggerakkan sesuatu yang berat. Torsi umumnya diukur dalam satuan metrik yang menggabungkan gaya dan jarak yang disebut newton-meter (Nm).
Ada dua prinsip yang akan membantu pengguna memahami cara menggunakan Roda Gigi, Sproket, dan Katrol Plastik VEX:
Torsi Meningkat: Bila Roda Gigi/Sprocket/Katrol (komponen) input memiliki diameter lebih kecil daripada komponen output, maka torsi output sistem akan meningkat. Namun, hal itu akan mengurangi kecepatan putaran keluaran sistem secara proporsional. Dengan kata lain, jika motor tidak dapat mengangkat lengan, motor perlu memiliki komponen yang lebih kecil untuk menggerakkan komponen yang lebih besar pada poros lengan. Lihat Gambar 3D berikut untuk contoh peningkatan torsi Motor Pintar menggunakan roda gigi, sproket, dan katrol.
Gigi Meningkatkan Torsi
Sprocket Meningkatkan Torsi
Pulley Meningkatkan Torsi
Peningkatan Kecepatan: Ketika komponen masukan memiliki diameter lebih besar daripada komponen keluaran, ini akan meningkatkan kecepatan putaran keluaran sistem. Namun, hal itu akan mengurangi torsi keluaran sistem secara proporsional. Misalnya, jika pengguna ingin roda berputar lebih cepat daripada putaran motor, motor harus memiliki komponen yang lebih besar yang menggerakkan komponen yang lebih kecil pada poros roda. Lihat Gambar 3D berikut untuk contoh peningkatan kecepatan Motor Pintar menggunakan roda gigi, sproket, dan katrol.
Gigi Meningkatkan Kecepatan
Sprocket Meningkatkan Kecepatan
Katrol Meningkatkan Kecepatan
Besarnya hubungan ini dapat dihitung dengan rasio keluaran/masukan. Ini:
- Jumlah gigi roda gigi keluaran/jumlah gigi roda gigi masukan menghasilkan rasio roda gigi torsi.
- Jumlah gigi sproket keluaran / jumlah gigi sproket masukan menghasilkan rasio torsi sproket.
- Diameter katrol keluaran/diameter katrol masukan menghasilkan rasio torsi katrol.
Rasio Roda Gigi Plastik VEX (60 gigi, 36 gigi, 12 gigi)
| Gigi Keluaran | Gigi Masukan | Rasio Gigi | Output untuk Input Motor 100 RPM | Output untuk Input Motor 0,4 Nm |
|---|---|---|---|---|
| 60 gigi | 12 gigi | 5:1 | 20 putaran/menit | 2,0 Nm |
| 36 gigi | 12 gigi | 3:1 | 33 putaran/menit | 1,2 Nm |
| 60 gigi | 36 gigi | jam 5:3 | 60 putaran/menit | 0,67 Nm |
| 36 gigi | 60 gigi | jam 3:5 | 167 putaran/menit | 0,24 Nm |
| 12 gigi | 36 gigi | 1:3 | 300 putaran/menit | 0,13 Nm |
| 12 gigi | 60 gigi | 1:5 | 500 putaran/menit | 0,08 Nm |
(Roda gigi 24 dan 48 tersedia dalam paket tambahan )
Dari bagan Rasio Gigi Plastik VEX di atas, tampak jelas bahwa rasio dapat mengubah jumlah kecepatan putaran keluaran dan torsi keluaran Motor Pintar secara drastis. Penting untuk disadari bahwa saat menggunakan rasio keluaran/masukan, hal ini tidak memperhitungkan gesekan dan faktor lain dalam sistem robot.
Misalnya, mungkin tergoda untuk membangun rasio gigi 1:5 untuk drivetrain sehingga robot akan bergerak sangat cepat (500 rpm). Ada beberapa faktor yang membuat hal ini tidak praktis. Pertama, roda gigi 60 lebih besar dari Roda Perjalanan standar 200mm sehingga roda gigi tersebut akan menahan roda dari tanah. Selain itu, torsi keluarannya akan sangat kecil (0,08 Nm) sehingga Motor Pintar mungkin tidak dapat menggerakkan roda/robot. Sekalipun rasio ini dapat digunakan, jika robot bergerak lima kali lebih cepat dari kecepatan normalnya, akan sangat sulit untuk mengendalikannya.
Contoh ini menggambarkan bagaimana saat menggunakan rasio output/input, tujuannya adalah untuk menemukan keseimbangan “titik manis” antara torsi dan kecepatan. Penting juga untuk memastikan komponen-komponen akan sesuai dengan desain robot.
Roda Gigi Plastik VEX memiliki lima ukuran Roda Gigi yang berbeda (Roda Gigi 8, Roda Gigi 16, Roda Gigi 24, Roda Gigi 32, Roda Gigi 40) yang dapat dikombinasikan. Katrol Plastik VEX memiliki empat ukuran yang tersedia (10mm, 20mm, 30mm, 40mm).
Transfer Daya
Roda Gigi, Sproket, dan Katrol Plastik VEX juga dapat digunakan untuk pemindahan daya. Hal ini diperlukan ketika suatu desain tidak memungkinkan Motor Pintar untuk langsung menggerakkan poros roda atau komponen lainnya. Dalam kasus ini, Roda Gigi/Gigi Rantai/Katrol input dan output akan berukuran sama sehingga tidak ada perubahan pada torsi atau kecepatan putaran. Ini sering disebut rasio 1:1.
Beberapa contohnya mungkin termasuk:
- Sistem penggerak dapat menggerakkan kedua roda di satu sisi dengan menggerakkan satu roda secara langsung menggunakan Motor Cerdas dan menggerakkan roda lainnya dengan menghubungkannya menggunakan Sproket dan Rantai 1:1.
- Sistem transmisi dapat memiliki 3 gigi (atau jumlah ganjil lainnya) dalam satu rangkaian dan memiliki roda yang terpasang pada gigi pertama dan roda yang terpasang pada gigi terakhir. Jika semua roda gigi berukuran sama, motor dapat menggerakkan salah satu roda gigi.
Harap perhatikan saat menggunakan roda gigi dalam drivetrain, penting untuk memiliki jumlah roda gigi ganjil di antara roda-roda. Hal ini karena ketika satu roda gigi menggerakkan roda gigi lain, keduanya berputar ke arah berlawanan. Jumlah roda gigi yang genap di antara roda akan membuat kedua roda berputar berlawanan arah, seperti yang ditunjukkan dalam animasi ini.
| Roda Gigi Pemindah Daya | Gigi Pemindah Daya |
Memutuskan komponen mana yang akan digunakan: Roda Gigi, Sproket, atau Katrol
Ada sejumlah faktor yang menentukan apakah Roda Gigi, Roda Gigi. atau Katrol harus digunakan dengan desain robot. Beberapa di antaranya termasuk:
Mencampur roda gigi "Primer" 12/36/60 dengan roda gigi "Sekunder" 24/48
Roda gigi: Roda gigi adalah salah satu pilihan komponen yang paling dapat diandalkan dari ketiganya. Kecuali jika rentang antar penopang poros roda gigi terlalu besar sehingga poros dapat cukup fleksibel sehingga kedua gigi roda gigi dapat terpisah; dengan roda gigi, saat roda gigi masukan berputar, roda gigi keluaran akan berputar. Namun ada beberapa kekurangannya:
- Roda gigi harus diatur pada jarak tetap satu sama lain sehingga gigi pada satu roda gigi saling bertautan dengan gigi roda gigi berikutnya.
- Roda gigi harus disejajarkan dalam garis lurus satu sama lain. (Pengecualian yang dicatat: mencampur roda gigi "Primer" 12/36/50 dengan roda gigi "Sekunder" 24/48. Roda gigi sekunder perlu diimbangi setengah pitch, atau perlu menggunakan lubang tengah tambahan dalam panjang genap 1x Balok).
- Seperti disebutkan sebelumnya, jumlah roda gigi ganjil dalam satu baris akan membuat roda gigi masukan dan keluaran berputar dalam arah yang sama, dan jumlah roda gigi genap akan membuat roda gigi masukan/keluaran berputar dalam arah yang berlawanan.
Catatan khusus: Saat menggunakan rasio roda gigi, hanya ukuran roda gigi masukan dan ukuran roda gigi keluaran terakhir yang perlu dipertimbangkan. Roda gigi apa pun di antara kedua roda gigi itu hanya mentransfer gerakan dan ukurannya tidak berpengaruh pada rasio roda gigi.
Roda Gigi Plastik VEX juga memiliki Roda Gigi Mahkota yang memungkinkan koneksi 90o antar roda gigi. Ada pula Worm gears dan Differential & Bevel Gear Pack yang memungkinkan hal ini. Lihatlah Bangunan 3D berikut untuk contoh penggunaan Roda Gigi Mahkota, Roda Gigi Bevel Diferensial & , dan Roda Gigi Cacing.
Roda Gigi Mahkota
Roda Gigi Bevel Diferensial &
Roda Gigi Cacing
Selain itu, VEX Plastic Rack Gears dari kit Gear Add-on akan memungkinkan gerakan linear, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3D di bawah.
Roda Gigi Rak
Sprocket: Sprocket juga merupakan pilihan yang bagus. Porosnya dapat dipisahkan pada sejumlah jarak pitch yang berbeda karena rantai dirakit dari tautan snap-together individual yang dapat disatukan dalam panjang khusus. Sproket penggerak harus memiliki setidaknya 120o rantai yang melilitnya atau rantai dapat melompati gigi pada Sproket. Sprocket juga dapat disambungkan dengan Tank Tread. Sprocket masukan dan sprocket keluaran akan selalu berputar ke arah yang sama, seperti yang ditunjukkan dalam animasi ini.
Katrol: Katrol dimaksudkan untuk beban ringan. Mereka dibatasi oleh jarak yang dapat dipisahkan oleh panjang Sabuk Karet yang tersedia (30mm). 40mm. 50mm. 60mm). Sabuk Karet untuk sistem Katrol halus. Sabuk akan tergelincir jika beban yang hendak dipindahkan sistem terlalu besar. Seperti halnya Roda Gigi, Katrol Masukan dan Katrol Keluaran biasanya berputar dalam arah yang sama. Seperti yang ditunjukkan dalam animasi ini, jika sabuk katrol disilangkan dalam bentuk X, sabuk tersebut akan berputar ke arah yang berlawanan. (Catatan: sabuk karet dapat disilangkan untuk membalikkan arah katrol keluaran.)
Apakah desain robot menggunakan Roda Gigi, Sproket, atau Katrol, ada banyak pilihan untuk mengubah rasio keluaran/masukan atau transfer daya Motor Cerdas VEX IQ.
|
Bahaya Keselamatan: |
Titik JepitPastikan jari, pakaian, kabel, dan benda lain tidak terjepit di antara komponen yang bergerak. |