Creazione di una trasmissione V5

Un sistema di trasmissione consente al robot di muoversi utilizzando ruote, cingoli di carro armato o altri metodi. Talvolta la trasmissione viene definita base motrice. Identificare il tipo di trasmissione da utilizzare è una delle prime considerazioni quando si progetta un robot. Le trasmissioni Clawbot vanno bene per iniziare, ma ulteriori design delle trasmissioni possono conferire al robot molte più funzionalità, come la capacità di muoversi lateralmente oltre che di girare e muoversi avanti e indietro. Questo tipo di movimento è detto omnidirezionale. Potrebbe anche essere necessario che i sistemi di trasmissione superino ostacoli o resistano alla spinta laterale di un altro robot. I robot progettati per una competizione possono ottenere un vantaggio competitivo selezionando una trasmissione adatta alla loro strategia di gioco.

Alcuni aspetti da considerare quando si sceglie una trasmissione per un robot da competizione:

• Ci sono ostacoli sul campo da gioco che bisogna superare con le auto o salire? Per superare gli ostacoli possono essere utili i cingoli o le ruote di diametro maggiore.
• A quale livello di difesa sarà esposta la trasmissione? In alcuni giochi, una barriera che separa gli avversari e una trasmissione difensiva che non può essere facilmente spinta lateralmente non sono così essenziali.
• Quanto è vantaggioso che la trasmissione sia omnidirezionale?
• La trasmissione dovrà spingere più pezzi di gioco pesanti o dovrà essere veloce? La velocità o la coppia massima prodotte da una trasmissione possono essere regolate modificando il rapporto di trasmissione, sostituendo le cartucce del cambio V5 Smart Motor e/o modificando il diametro delle ruote.
• Quanto in alto e quanto lontano potrà arrivare il robot progettato? I robot che raggiungono altezze elevate e/o si estendono traggono vantaggio da un ingombro maggiore della trasmissione e da un baricentro più basso. In entrambi i casi, le ruote di piccolo diametro possono rivelarsi utili.
• Quanti motori saranno necessari per funzioni diverse dalla trasmissione? Alcune regole di competizione limitano il numero di motori di un robot.

Queste considerazioni sono alcuni esempi, ma non tutti, dei tipi di analisi che dovrebbero essere utilizzati quando si seleziona una trasmissione per un robot da competizione. 

Descrizioni di alcuni tipi di trasmissioni

Unità standard

La trasmissione standard è anche nota come trasmissione skid steer ed è uno dei tipi di trasmissione più comuni. La trasmissione standard può essere azionata da due motori, che possono essere utilizzati per azionare direttamente le ruote motrici oppure possono far parte di un sistema di ingranaggi che può avere più ruote motrici. La trasmissione può anche essere progettata per avere più motori e più ruote. Queste varianti sono talvolta chiamate trazione integrale, trazione integrale, ecc. Questa trasmissione può utilizzare una varietà di ruote VEX. Tuttavia, non ha la capacità di essere omnidirezionale.

Il grafico sopra mostra una trasmissione standard azionata da due motori. È possibile ruotare e ingrandire o rimpicciolire la grafica per visualizzare ogni angolazione della trasmissione a due motori. Selezionare le parti per visualizzare il nome di ciascun componente. 

Il grafico sopra mostra una trasmissione standard azionata da quattro motori. L'implementazione di quattro motori fornisce potenza aggiuntiva per una maggiore velocità, una coppia maggiore e una migliore trazione e stabilità. È possibile ruotare e ingrandire o rimpicciolire la grafica per visualizzare ogni angolazione della trasmissione a due motori. Selezionare le parti per visualizzare il nome di ciascun componente. 

 

Unità H

Il modello H Drive utilizza tre o cinque motori con quattro ruote omnidirezionali e una quinta ruota omnidirezionale posizionata perpendicolarmente tra le altre ruote della trasmissione. La disposizione delle ruote consente a questa trasmissione di essere omnidirezionale. L'H Drive può utilizzare le ruote omnidirezionali da 2,75", le ruote omnidirezionali da 3,25" o le ruote omnidirezionali da 4". Tuttavia, questo tipo di trasmissione può essere spinto lateralmente da un altro robot grazie ai rulli sulle ruote omnidirezionali. Anche la quinta ruota centrale può rimanere incastrata in un ostacolo quando il robot cerca di superarlo.

Mecano

Il design Mecanum Drivetrain utilizza ruote Mecanum. Queste ruote sono dotate di rulli angolati che consentono loro di essere omnidirezionali. Quando le ruote di questa trasmissione ruotano l'una in senso opposto all'altra, l'orientamento dei rulli fa sì che la trasmissione si muova lateralmente. Tuttavia, i rulli angolati richiedono una coppia maggiore dai motori per azionare le ruote e la trasmissione necessita di un codice di programmazione più complesso per il suo movimento rispetto alla trasmissione standard.

Olonomico

La trasmissione olografica è. Questo progetto può essere assemblato con tre ruote omnidirezionali e tre motori oppure con quattro ruote omnidirezionali e quattro motori. Queste trasmissioni olografiche possono essere progettate con ruote omnidirezionali da 2,75", da 3,25" o da 4". La versione con tre ruote omnidirezionali e tre motori di azionamento è assemblata con le ruote impostate a 120^± l'una rispetto all'altra. La versione con quattro ruote omnidirezionali e quattro motori può essere assemblata inclinando le ruote su ciascun angolo (talvolta chiamata trazione a X, di cui di seguito è riportato un esempio) oppure posizionando le ruote motrici al centro di ciascun lato della base di trasmissione. Queste trasmissioni olografiche richiedono un codice di programmazione più complesso per il loro movimento rispetto alla trasmissione standard. La trazione a 3 ruote motrici non è stabile quanto quella a 4 ruote motrici.

Traccia di guida

La Track Drive è un'altra variante della trasmissione standard che utilizza il kit Tank Tread al posto delle ruote. Può superare facilmente gli ostacoli. Tuttavia, il Tank Drive non ha la capacità di essere omnidirezionale. Il kit Tank Tread standard non offre una trazione molto buona. L'aggiunta di alcuni Tank Tread Traction Links dal Tank Tread Upgrade Kit alla catena dei battistrada può aumentare la trazione. Oltre alle ruote dentate di trasmissione in dotazione con il kit Tank Tread, è possibile utilizzare anche le ruote dentate ad alta resistenza come ruote dentate di trasmissione.

Alcuni errori di progettazione da evitare durante l'assemblaggio delle trasmissioni

Unità standard

Un errore di progettazione che si può commettere con la trazione standard è quello di azionare tutte le ruote con lo stesso rapporto e utilizzare ruote di diametri diversi. A causa della differenza di circonferenza delle ruote, questo errore di progettazione fa sì che le ruote più grandi cerchino di tirare il robot in avanti più velocemente di quanto riescano a rotolare le ruote più piccole.

Unità H

Un errore di progettazione che si può commettere con l'H Drive è quello di posizionare la quinta ruota centrale a un livello diverso rispetto alle altre 4 ruote. Ciò può accadere se uno degli alberi di trasmissione non si trova alla stessa distanza dal suolo degli altri. Quando si verifica questo errore di progettazione, la ruota centrale o le ruote motrici sollevano l'altra da terra.

Mecano

Olonomico

Un errore di progettazione che si può commettere con le trasmissioni olografiche è quello di avere un solo punto di supporto per gli alberi di trasmissione. Questo errore di progettazione consente all'albero motore di ruotare verso l'alto e verso il basso, rendendo più difficile la rotazione dell'albero motore all'interno del cuscinetto.

Traccia di guida

Un errore di progettazione che si può commettere con la trasmissione del cingolo è quello di guidare il cingolo del carro armato con una ruota dentata al centro del cingolo. Questo errore di progettazione farà sì che la ruota dentata di trasmissione salti sulle maglie della catena. Le ruote dentate di trasmissione devono avere almeno 120 ^o di avvolgimento della catena del serbatoio.

Confronto di alcuni tipi di trasmissioni

Rischio per la sicurezza:

Punti di pizzico Prima di accendere il robot, muovere lentamente ruote, pignoni e ingranaggi per assicurarsi che non vi siano fili, tubi, materiali elastici o componenti hardware che potrebbero essere impigliati nel movimento.

Il metallo strutturale e l'hardware possono essere acquistati su https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.

Ruote e altri componenti hardware per il movimento possono essere acquistati su https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.