VEX EDR жүйесінде доңғалақтардың екі түрі бар, тісті беріліс жинағы және беріктігі жоғары беріліс жинағы (Тісті беріліс механизмін таңдау әдісіқараңыз). Бұл берілістерді қуат беруді реттеу, айналдыру моментін арттыру немесе жылдамдықты арттыру үшін жинауға болады. Мұны екі немесе одан да көп берілістерді жетек біліктеріне біріктіру арқылы жасауға болады, осылайша тісті доңғалақтардың тістері бір-біріне жабысады. Қозғалтқыш берілістердің бірінің жетек білігіне қуат береді.
Беріліс коэффициенттері
Қарапайым беріліс коэффициенттері жетек білігіне бір ғана берілісті пайдаланады. Қуатты немесе кірісті қамтамасыз ететін беріліс жетекті беріліс деп аталады, ал бұрылып жатқан немесе шығысқа жауап беретін беріліс жетекті беріліс деп аталады. Беріліс коэффициенті келесі формула арқылы есептеледі:
1:1 беріліс қатынасы
1:1 беріліс арақатынасы жетекші беріліс бір айналымды аяқтау үшін бір айналым жасайтынын білдіреді. Бұл беріліс коэффициенті келесі артықшылықтарды береді:
- Теңгерілген жылдамдық пен айналу моменті: Жетекші беріліс пен жетектегі беріліс арасындағы қатынас тең болғандықтан, екі беріліс арасында жылдамдық немесе момент өзгермейді. Бұл тепе-теңдік қозғалтқыштың өнімділігі жеткілікті болатын қолданбалар үшін өте қолайлы.
- Тікелей қуатты беру: Бұл беріліс коэффициенті қозғалтқыш өндіретін қуаттың ешбір шығынсыз тікелей жетектегі құрамдас бөлікке берілуін қамтамасыз етеді.
- Жеңілдетілген дизайн: A 1:1 беріліс қатынасы роботтың механикалық дизайнын жеңілдетеді, дизайн мен құрылыс процесін оңайырақ етеді.
- Болжамды өнімділік: Кіріс және шығыс жылдамдықтары бірдей болғандықтан, робот өнімділігін болжауға болады. Бұл тұрақты өнімділік талап етілетін немесе тапсырма уақыты маңызды болып табылатын тапсырмалар үшін тиімді болуы мүмкін.
Төмендегі графика 1:1 беріліс қатынасының мысалын көрсетеді. Жетекші беріліс пен жетекті берілістің тістерінің саны бірдей (60Т). Қозғалтқыш 60T жетекті беріліс механизмін бір айналымға айналдыру үшін бір рет айналдырады.
5:1 беріліс қатынасы
5:1 беріліс арақатынасы жетекші беріліс бір айналымды аяқтау үшін жетекші беріліс бес айналым жасау керек дегенді білдіреді. Бұл беріліс коэффициенті келесі артықшылықтарды береді:
- Артқан момент: Момент – қозғалтқыш роботтың құрамдас бөліктеріне қолдана алатын айналу күші. Крутящий моментті арттыру арқылы робот ауыр жүктерді көтере алады және заттарды көтеру және итеру сияқты көбірек күш қажет ететін тапсырмаларды орындай алады. Жүргізуші беріліс жетектегі беріліске қарағанда аз тістерге ие, бұл айналу моментін 5 есе көп, ал жылдамдықтың тек 1/5 бөлігін құрайды.
- Төмендетілген жылдамдық: Айналым моменті ұлғайған кезде, жетектегі беріліс жылдамдығы азаяды. Жылдамдықты азайту бақылау мен дәлдікті талап ететін тапсырмалар үшін тиімді.
- Жақсартылған қозғалтқыш тиімділігі: Жоғары беріліс коэффициенті қозғалтқыштың тиімдірек жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Бұл беріліс қатынасы қозғалтқыштың тозуын азайтады және қозғалтқыштың қызмет ету мерзімін ұзартады.
- Арнайы тапсырмалар үшін теңшеу: Бұл беріліс қатынасы роботтың өнімділік сипаттамаларын теңшеуге мүмкіндік беретін үлкенірек беріліс жүйесімен біріктірілуі мүмкін.
1:5 Беріліс қатынасы
Жылдамдықты ұлғайту (жоғары жылдамдық) - Беріліс қатынасының осы түрімен мақсат қозғалтқыштан доңғалақ сияқты қозғалтқыштан жылдамдықты арттыру болып табылады. Жетекші беріліс жетектегі беріліске қарағанда көбірек тістерге ие. Мысалы, егер қозғалтқыш 60Т берілісін доңғалақтағы жетектегі 12T берілісіне жүргізсе, 60T жетекші беріліс бір рет айналғандаболса, 12T жетектегі беріліс бес (5) рет айналады. Бұл 1:5 беріліс қатынасыретінде белгілі. Бұл жағдайда шығу жылдамдығы 5/1 есе көп, алайда, момент шығысы 1/5 құрайды.
1:5 беріліс қатынасының әрбір бұрышын көру үшін келесі сызбаны зерттеңіз.
Тісті пойыз
беріліс пойызы роботтың бір бөлігінен екінші бөлігіне қозғалыс пен қуатты жіберетін берілістер сериясынан тұрады. Редукторлар айналу қозғалысының жылдамдығын, моментін және бағытын өзгертеді. Тісті берілістер қозғалысты беру үшін бір-бірімен түйісетін тістері бар берілістерден тұрады; берілістерді орнында ұстайтын және олардың айналуын қамтамасыз ететін біліктер; және барлық құрамдастарды орнында ұстауға көмектесетін білік жағалары. Редуктордың функцияларына мыналар жатады:
- Жылдамдықты реттеу: беріліс пойыздары айналу жылдамдығын арттырады немесе азайтады; үлкенірек жетекті беріліспен кішірек жетек тетігі жылдамдықты азайтады, бірақ айналу моментін арттырады, ал кішірек жетекті беріліспен үлкенірек жетек тетігі жылдамдықты арттырады, бірақ айналдыру моментін азайтады.
Редукторлар қозғалтқышқа қосылмаған дөңгелектерді айналдыру үшін қолданылады.
Арнайы ескертпелер
Тізбекті және шынжырлы жүйелердің арақатынастары беріліс қатынасы сияқты жұмыс істейді. Тізбекті және шынжырлы жүйелердің артықшылығы бар, олар тізбек арқылы қосылғандықтан, оларды бір-бірінен бірнеше қашықтықта орналастыруға болады. Дегенмен, жоғары беріктіктегі тістің сынуына қарағанда, тізбек буындары аз күшпен үзілуі мүмкін. Робот толық жұмыс істеуі үшін сынудың кез келген түрін жөндеу қажет.
Жетекші беріліс пен жетекті беріліс арасында қарапайым беріліс қатынасында кез келген өлшемді берілістердің кез келген санын орналастыруға болады және ол беріліс қатынасын өзгертпейді. Мысалы, 12T беріліс 60T жетекті беріліспен жүретін 36T берілістерін басқарады, беріліс қатынасы бұрынғысынша 5:1, 60T беріліс 12T берілісімен тікелей басқарылған сияқты.
Жылдамдық
Айналу жылдамдығы - объектінің айналу жылдамдығы. Мысалы, V5 Smart Motor білігінің ұясы минутына 100 айналым немесе 100 айналым/мин айналуы мүмкін. Жоғарыда түсіндірілгендей, 5:1 беріліс қатынасы пайдаланылса, 60 тісті жетек қозғалтқыштың білігі арқылы бұрылады, содан кейін ол 12 тісті беріліспен айналады, 12 тісті беріліс 5 есе жылдамырақ жылдамдықпен айналады. Жоғарыдағы мысалды пайдалана отырып, 12 тісті беріліс қозғалтқыш білігінің 100 айн/мин айналуымен салыстырғанда 500 айн/мин жылдамдықпен айналады. 1:5 беріліс қатынасы пайдаланылса, 12 тісті жетек қозғалтқыштың білігі арқылы бұрылады, содан кейін ол 60 тісті беріліспен бұрылады, 60 тісті беріліс 1/5 жылдамдықпен айналады. Жоғарыда келтірілген мысалды қайталай отырып, 60 тісті беріліс қозғалтқыш білігінің 100 айн/мин айналуымен салыстырғанда 20 айналым/мин жылдамдықта айналады.
Неліктен мүмкін болатын ең жылдам беріліс қатынасы әрқашан пайдаланылмайды? Робот неғұрлым жылдам қозғалса, соғұрлым ол бәсекеге қабілетті болады. Бірінші себеп - роботтың функцияларын басқаруға болатын жоғары жылдамдық бар. Бірнеше мысал үшін, егер функция робот айналып жүрсе, дөңгелектер тым жылдам айналса, басқару өте қиын болуы мүмкін. Егер функция жоғары және төмен айналатын қол болса, ол тым жылдам айналса, оны басқару да қиын болуы мүмкін.
Момент
Айналу моменті - жүкті қашықтықта айналдыру үшін қажетті күш мөлшері. Қозғалтқыштар моментінің шектеулі мөлшеріне ие. Мысалы, V5 Smart қозғалтқышы 1 Нм (Ньютон метр) айналу моментін шығарса, 5:1 беріліс қатынасы пайдаланылған кезде жетектегі 12 тісті беріліс ⅕ қозғалтқыштың кіріс моментін шығарады, шығыс 0,2 Нм болады. 1:5 беріліс қатынасы, 60 тісті беріліс қозғалтқыштың кіріс моментінен 5 есе көп шығады, шығыс 5 болады Нм.
Айналым моменті - роботты жобалау кезінде ең жылдам беріліс қатынасын әрқашан қолдануға болмайтын екінші себеп. Роботтың дөңгелектерін жылдамырақ басқару үшін жылдамдықты арттыру беріліс қатынасы пайдаланылған кезде, беріліс қатынасы қозғалтқыштан қол жетімді моменттен асып кетуі мүмкін және робот соншалықты жылдам қозғалмайды немесе мүлде қозғалмайды. Дизайндары бірдей дерлік екі робот өзара әрекеттессе, беріліс қатынасы төмен робот беріліс қатынасы жоғарырақ роботты итеруі мүмкін, себебі төменгі беріліс қатынасы роботында момент көбірек болады. Тағы бір мысал, қол қозғалтқышқа кіргізілген білікке тікелей бекітілген болса да айналмауы мүмкін, себебі оны айналдыру қозғалтқыштың қол жетімді моментінен асып кетуі мүмкін. Бұл жағдайда қозғалтқыштың айналу моментінің шығысын ұлғайту және тұтқаны айналдыру үшін қажетті айналу моментінен асып кету үшін арттыру моментінің беріліс коэффициентін пайдалану қажет.
V5 Smart моторының жылдамдығы мен айналу моментін мотор бақылау тақтасы арқылы өлшеуге болады
Робот шындық
Бақытымызға орай, V5 ClawBot құрастыру үшін құрастыру нұсқауларымен бірге пайдаланылатын беріліс коэффициенттері реттелетін роботтарды жобалауды бастау үшін жеткілікті. Жасыл 200 RPM V5 редуктор картриджі бар V5 Smart моторы бар дөңгелектердің біліктерін немесе жол тісті доңғалақтарды тікелей жүргізу арқылы көптеген жетектер жақсы жұмыс істейді. Дегенмен дизайндағы мұнара немесе ойын бөлігі сияқты құрылымды қозғалтқыш орналасқан жерге орналастыру қажет болса, жоғарыда түсіндірілгендей тісті доңғалақтарды және шынжырларды немесе тісті доңғалақтарды қолданатын қуат беруді пайдалануға болады. Көптеген қарулар үшін жоғарыда түсіндірілген 7:1 арттыру моментінің беріліс қатынасы 12T берілісін 200 айн/мин қозғалтқышымен жүргізу және иінге 84Т жетекті берілістерді бекіту арқылы жеткілікті. Бәсекелестік артықшылық маңыздырақ болған сайын, жылдамдық пен момент арасындағы «тәтті нүкте» тепе-теңдігін табу маңыздырақ болады. Мұны қол жетімді үш V5 беріліс картридждерінің (Қызыл: 100 RPM, Жасыл: 200 RPM, Көк: 600 RPM) бірімен V5 Smart Motor пайдалану арқылы және қажет болса, моментті арттыру үшін қозғалтқышты беріліс қатынасымен біріктіру арқылы жүзеге асыруға болады немесе жылдамдықты арттыру үшін беріліс қатынасы.
Тісті доңғалақтарды және басқа қозғалыс жабдықтарын https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motionмекенжайынан сатып алуға болады.