V5 샤프트 사용

VEX 금속 시스템은 원형 축이 아닌 사각형 샤프트를 사용하여 조립체가 회전하거나 회전할 수 있게 해줍니다. 이 정사각형 모양은 샤프트를 모터의 정사각형 소켓에 맞춰 넣을 수 있게 하며, 원형 차축에 사용되는 마찰 연결 대신 구동 샤프트에 물리적으로 연결됩니다. 샤프트의 사각형 모양은 휠, 기어, 스프로킷과 같은 모션 구성 요소와 광학 샤프트 인코더 및 전위차계와 같은 센서가 물리적인 구동 연결을 통해 회전할 수 있도록 해줍니다. 이는 샤프트가 구성 요소를 통과할 수 있도록 크기가 조정된 사각형 구멍이 있는 성형 플라스틱 사각형 구멍이나 금속 인서트가 있기 때문입니다. 이러한 샤프트는 드라이브 샤프트라고도 합니다.

샤프트는 최대 12인치까지 다양한 길이로 제공되며 샤프트와 고강도 샤프트의 두 가지 버전으로 제공됩니다.

샤프트

이 샤프트는 ⅛인치 정사각형 막대입니다. 샤프트는 VEX EDR 시스템이 도입된 이래로 그 일부가 되었으며 모든 VEX 모션 제품과 호환됩니다. 샤프트는 원하는 길이로 잘라낼 수 있지만, 극도의 응력을 받으면 뒤틀리거나 구부러지거나 깎여나갈 수 있습니다.

고강도 샤프트

이 샤프트는 ¼인치 정사각형 막대입니다. 고강도 샤프트는 VEX EDR 제품군에서 나중에 출시되었으며 V5 스마트 모터, 고강도 기어, 고강도 스프라켓 및 체인, 3.25인치 휠과 같은 대형 샤프트를 수용하도록 설계된 VEX 모션 제품과만 호환됩니다. 샤프트는 사용자 정의 길이로 절단될 수 있으며 높은 응력을 견딜 수 있지만 구조용 금속의 정사각형 구멍을 통과할 수 없으며 이 요구 사항이 조립 설계의 일부인 경우 사용자 정의 구멍(5/16인치 또는 8mm 드릴 비트)을 뚫어야 합니다. 고강도 샤프트는 표준 샤프트보다 무게가 더 무겁습니다.

샤프트	고강도 샤프트

지지 샤프트

구조용 금속의 구멍은 사각형이므로 샤프트가 매끄럽게 회전할 수 있도록 샤프트를 지지하는 것이 필수적입니다. 또한 거의 모든 조립에서는 최소한 두 개의 평행한 지지점을 제공하는 것이 중요합니다. 각 샤프트에 두 개의 지지대가 제공되지 않으면 샤프트가 단일 지지점을 중심으로 약간 위아래로 회전할 수 있으며 샤프트를 돌리기가 더 어렵습니다. 샤프트가 지탱하는 로봇 조립체가 무거울수록 이 두 지지점을 제공하는 것이 더욱 중요해집니다. 지지 샤프트에 대한 자세한 내용은 다음 영상을 시청하세요.

이러한 지원을 제공하는 데 사용할 수 있는 여러 가지 부품이 있습니다.

샤프트

⅛” 사각 샤프트를 지지하는 데 사용할 수 있는 부품은 다음과 같습니다.

• 베어링 플랫 은 일련의 3개 구멍이 있는 플라스틱 부품으로, 1개 구멍으로 샤프트를 지지하고 나머지 구멍에 나사와 너트 또는 부착 리벳을 사용하여 장착할 수 있습니다. 베어링 플랫의 한쪽 면에 플라스틱 갈래가 있어 금속의 사각형 구멍에 삽입하도록 설계되었습니다. 이러한 갈래가 없으면 베어링이 압력을 받아 느슨해질 수 있으므로 베어링을 폐기해야 합니다. 베어링 플랫은 3개의 구멍 모두가 구조용 금속으로 뒷받침되도록 설계되었습니다.
• 필로우 블록 베어링은 베어링이 장착된 구조적 금속 조각의 위, 아래 또는 측면으로 샤프트를 오프셋할 수 있는 플라스틱 필로우 블록입니다. 필로우 블록 베어링은 별도로 판매되지 않습니다. 이 제품은 Pillow Block Bearing & Lock Bar Pack에서 구매할 수 있습니다.
• 1-포스트 육각 너트 리테이너 w/ 베어링 플랫 는 빠르게 조립되는 플라스틱 베어링입니다. 고정 장치의 한쪽 끝에는 구조용 금속 조각의 사각형 구멍에 단단히 맞도록 크기와 모양이 정해진 기둥이 있습니다. 고정 장치의 중앙 구멍은 육각 너트에 단단히 맞도록 크기와 홈이 나 있어 렌치를 사용하지 않고도 #8-32 나사를 조일 수 있습니다. 고정 장치의 반대쪽 끝에는 샤프트가 통과할 수 있는 구멍이 있습니다. 1-포스트 육각 너트 고정 장치 구조용 금속으로 뒷받침되도록 설계되었습니다.

고강도 샤프트 베어링

고강도 샤프트를 지지할 수 있는 유일한 부품은 고강도 샤프트 베어링입니다. 이 부품은 베어링 플랫과 비슷한 플라스틱 부품이지만, 중앙 구멍 크기가 ¼” 샤프트가 통과할 수 있도록 되어 있다는 점이 다릅니다. 고강도 샤프트 베어링은 두 개의 구조용 금속 조각 사이에 부착된 두 베어링 사이에 끼울 정확한 길이의 고강도 샤프트를 선택하여 사용할 수 있습니다. 그러나 이러한 구성에서는 샤프트가 구조용 금속을 통과하지 못하고 베어링의 플라스틱에 의해서만 지지되는데, 이는 스트레스를 받으면 파손될 수 있습니다. 그렇지 않은 경우, 고강도 샤프트가 베어링과 금속에 삽입된 후 자유롭게 회전할 수 있을 만큼 충분히 큰 구조용 금속에 맞춤형 구멍을 뚫어야 합니다. 고강도 샤프트 베어링은 3개의 구멍이 모두 구조용 금속으로 뒷받침되도록 설계되었습니다.

베어링 플랫	필로우 블록 베어링	1-포스트 육각 너트 리테이너	고강도 샤프트 베어링

두 가지 지지점의 예

1 지원 포인트(불량)	2개의 지지점(좋음)	2개의 지지점(좋음)

샤프트 캡처링

샤프트가 자유롭게 회전하면서도 조립품에서 미끄러져 나가지 않도록 샤프트를 고정해야 합니다. 또한, 샤프트가 회전하도록 의도된 부분은 샤프트에 고정되거나 포착되어 샤프트와 함께 회전하도록 해야 합니다.

⅛인치 샤프트를 포착하기 위한 몇 가지 부품 옵션이 있습니다. 모터 소켓에 놓인 샤프트를 잡을 때는 모터 반대편의 구조적 구성 요소에 닿도록 칼라를 고정하는 것이 중요합니다. 이렇게 하면 샤프트가 모터에 안전하게 고정됩니다. 또한, 샤프트 위에서 바퀴, 기어, 스프라켓이 앞뒤로 움직이지 않도록 고정하는 것도 중요합니다. 이를 수행하는 한 가지 방법은 구성 요소의 각 측면에 있는 샤프트에 칼라를 고정하는 것입니다. 칼라를 구조용 금속이나 베어링에 배치하는 경우 부품과 구성 요소 사이에 와셔를 놓으면 마찰을 줄일 수 있습니다.

다음 부품을 사용하여 ⅛” 샤프트를 캡처할 수 있습니다.

• 클램핑 샤프트 칼라 실린더 중앙을 통과하는 ⅛인치 정사각형 구멍이 있는 플라스틱 원통형이며, 실린더에는 길이 방향으로 세로로 갈라진 부분이 있고, #8-32 나사를 통과시키고 나일록 너트로 고정할 수 있는 수직 나사 구멍이 있습니다. 이러한 칼라는 샤프트를 사각형 구멍에 삽입한 다음 #8-32 나사를 조여 칼라를 샤프트에 고정하도록 설계되었습니다. 클램핑 샤프트 칼라는 샤프트를 포착하는 데 사용되는 부품 중 가장 넓으며, 이 너비를 수용하기 위해 공간과 샤프트 길이가 조립 시 설계되어야 합니다.
• 고무 샤프트 칼라 은 실린더 중앙을 통과하는 ⅛인치 정사각형 인서트가 있는 얇은 고무 실린더입니다. 이러한 칼라는 샤프트가 사각형을 통해 삽입되고 칼라가 가해지는 마찰로 샤프트를 포착하도록 설계되었습니다. 고무 샤프트 칼라는 샤프트를 고정하는 데 사용되는 부품 중 가장 얇지만, 클램핑 샤프트 칼라처럼 샤프트에 압력을 가하는 클램핑 나사가 없고, 샤프트 칼라처럼 샤프트에 조여진 셋스크류도 없습니다.
• 샤프트 칼라 은 중앙에 둥근 구멍이 난 금속 원통으로, ⅛인치 샤프트가 구멍을 통과할 수 있는 크기입니다. 칼라 측면에는 셋스크류가 있는 수직 #8-32 나사 구멍이 있습니다. 이 칼라는 셋스크류를 샤프트에 조이도록 설계되었습니다. 세트 나사를 조이려면 5/64인치 육각 렌치가 필요합니다. 칼라의 #8-32 나사 구멍을 통해 셋스크류를 제거하고 #8-32 나사 또는 스탠드오프용 #8-32 커플러로 대체할 수 있습니다. 이런 대체로 인해 창의적인 조립이 가능해졌습니다. 칼라의 셋스크류를 너무 세게 조이면 샤프트에 버가 생길 수 있습니다. 이런 현상이 발생하면 샤프트를 재사용하기 전에 버를 매끄럽게 갈아야 합니다.
• 고강도 샤프트 칼라 은 위에서 설명한 대로 구조용 금속으로 뒷받침된 두 베어링 사이에 샤프트를 끼워 고정하지 않는 한 고강도 샤프트를 고정하는 데 사용할 수 있는 유일한 부품입니다. 고강도 샤프트 칼라는 플라스틱 클램핑 샤프트 칼라와 거의 동일하지만 칼라 중앙에 ¼인치 정사각형 구멍이 있다는 점이 다릅니다.

이 영상에서는 고무 샤프트 칼라와 샤프트 칼라의 차이점과 각각의 사용 시기를 설명합니다.

클램핑 샤프트 칼라	고무 샤프트 칼라	샤프트 칼라	고강도 샤프트 칼라

샤프트에 구성 요소 고정

샤프트 캡처의 또 다른 유형은 샤프트에 구성 요소를 고정하여 샤프트와 함께 회전하도록 하는 것입니다. 많은 구성품은 위에서 언급한 대로 성형된 사각형 구멍이나 사각형 구멍이 있는 금속 인서트가 있기 때문에 샤프트에 쉽게 고정할 수 있습니다. 금속 부품을 샤프트에 고정해야 하는 경우 추가 부품이 필요합니다. ⅛” 샤프트의 경우 다음 부품이 포함됩니다.

• 드라이브 샤프트 잠금 바 은 #8-32 나사와 바를 금속 구성 요소에 장착하기 위한 부착 너트 크기의 두 개의 끝 구멍과 샤프트를 중앙 사각형 구멍에 삽입하여 샤프트가 금속 구성 요소를 회전하도록 하는 세 개의 ⅛인치 사각형 구멍이 있는 금속판입니다. 참고로, 중앙 사각형 구멍의 양쪽에 있는 두 개의 사각형 구멍은 더 이상 생산되지 않는 ¼” 피치 금속과 함께 사용할 수 있습니다.
• 잠금 막대 은 #8-32 나사와 막대를 금속 구성 요소에 장착하기 위한 부착 너트에 맞는 크기의 두 개의 끝 구멍이 있는 플라스틱 막대이며, 중앙에 ⅛인치 사각형이 있는 금속 인서트가 있어 샤프트를 사각형 구멍에 삽입하여 샤프트가 금속 구성 요소를 회전시킬 수 있습니다. 금속 삽입물은 래칫 이빨 디자인이 있는 플라스틱 막대의 슬롯에 삽입되므로 금속 삽입물을 제거한 다음 사각형 구멍이 다른 위치를 향하도록 슬롯에 다시 삽입할 수 있습니다. 잠금 막대는 금속 구성품에 장착할 때 막대의 금속 삽입면이 금속과 맞닿도록 방향을 정하는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 샤프트가 막대의 슬롯에서 금속 삽입물을 밀어내어 샤프트에서 금속 구성품이 분리될 수 있습니다. 잠금바는 별도로 판매되지 않습니다. 이 제품은 Pillow Block Bearing & Lock Bar Pack에서 구매할 수 있습니다. 플라스틱 잠금 막대는 금속 드라이브 샤프트 잠금 막대보다 극심한 응력을 받으면 파손될 가능성이 더 큽니다.

본 기사를 작성할 당시, 고강도 샤프트에 사용할 수 있는 VEX 잠금 바는 제공되지 않았습니다. 그럼에도 불구하고, 금속 구조 구성 요소에 사용자 정의 구멍을 뚫고, 장착 구멍이 있는 고강도 기어 또는 고강도 스프라켓을 금속에 장착할 수 있습니다. 그런 다음 고강도 샤프트를 금속 부품과 기어/스프라킷에 삽입할 수 있습니다. 장착된 기어/스프라킷은 잠금 막대 역할을 해서 샤프트가 금속 부품을 회전시킬 수 있도록 합니다. 특수 도구가 있다면 금속판이나 금속 막대의 구멍 중 하나를 브로치로 1/4인치 정사각형 구멍으로 확대하여 큰 샤프트에 맞는 맞춤형 잠금판을 만들 수 있습니다. 현재, 다양한 길이의 VEX 금속 막대를 판매하는 사후마켓 공급업체가 있으며, 막대의 구멍은 ¼인치 정사각형으로 뚫려 있습니다.

드라이브 샤프트 잠금 바	잠금 막대	¼” 구멍이 뚫린 금속 막대

샤프트 캡처의 예

자유 회전 조립

기어, 스프라켓, 금속 부품 또는 바퀴를 샤프트에 고정하는 것이 바람직하지 않은 경우가 있습니다. 이 경우, 구성 요소(휠 또는 금속 구조)에는 장착 구멍이 있으며 기어 또는 스프라켓 구동 시스템의 구동 또는 "출력" 측에 장착됩니다. 구동 기어 또는 구동 스프라켓과 휠은 원형 구멍 인서트를 사용하여 샤프트에서 자유 회전할 수 있습니다. 구동 기어/스프라켓에 장착된 휠이나 금속 구성 요소는 삽입된 샤프트가 아닌 구동(입력) 기어 또는 구동 스프라켓과 체인에 의해 회전합니다. 자유 회전 조립에는 샤프트와 조립체를 모두 회전시키는 추가 마찰이 없습니다.

로봇 현실

샤프트를 지지하고 포착하는 것은 로봇 조립의 중요한 측면입니다. 교실 게임이든 대규모 로봇 경연대회의 탈락전이든, 경기장을 바라보며 로봇의 기어, 바퀴 또는 스프로킷이 바닥에 놓여 있는 것을 보거나 로봇 컨트롤러의 조이스틱을 움직이지만 모터에서 샤프트가 빠져 아무 일도 일어나지 않는 것만큼 실망스러운 일은 많지 않습니다.

안전 위험 :

핀치 포인트 움직이는 부품 사이에 손가락, 옷, 전선 및 기타 물체가 끼지 않도록 주의하세요.

샤프트와 하드웨어는 https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion에서 구매할 수 있습니다.