Dažniausias būdas paleisti objektus su V5 robotu yra sukti ratą dideliu greičiu ir tada paduoti objektą į ratą. Šiame dokumente paaiškinama atitinkama besisukančios sistemos fizika, kas nutinka, kai objektas paleidžiamas, ir kaip galite pritaikyti sistemą, kad objektai būtų paleisti geriau.
Fizika už besisukančių objektų
Sukimosi energija, besisukančio objekto energijos matavimas, apibrėžiama lygtimi:
ERotacinis = 12 Iw2
- I reiškia sukimosi inerciją (dar vadinamą „inercijos momentu“ arba „MOI“), kuri yra objekto pasukimo sunkumo matas.
- w yra greitis, kuriuo objektas sukasi.
Tai reiškia, kad galime pakeisti du kintamuosius – arba mūsų sistemos sukimosi inerciją (I), arba jos sukimosi greitį (w) – norėdami pakeisti savo paleidimo sistemos sukimosi energiją.
Taigi kodėl mums rūpi mūsų paleidimo įrenginio sukimosi energija? Energijos tvermės įstatymas teigia, kad energija nėra nei sukuriama, nei sunaikinama, o tik perduodama. Tai reiškia, kad paleidimo sistema dalį savo sukimosi energijos perduos objektui, kurį mes paleidžiame, ir būtent ši energija priverčia objektą paleisti oru!
Objektas, judantis kryptimi, turi linijinę energiją, apibrėžtą lygtimi:
ELinijinis =12 mv2
- m reiškia objekto masę
- v yra objekto greitis
Tai reiškia, kad tam tikru greičiu paleistas objektas turi nustatytą energijos kiekį. Ši vertė yra fiksuota tam tikram greičiui, tačiau mūsų paleidimo priemonės energija nėra. Energija mūsų paleidimo įrenginyje iškart po paleidimo bus mažesnė nei prieš tai, nes energija perduodama paleistam objektui. Pakeitę energiją savo paleidimo sistemoje prieš paleidimą, galime pakeisti energijos, perduodamos paleistam objektui, proporciją, ir tai darydami paveikti tiek tai, kaip gerai paleidimo priemonė paleidžia objektą, ir kaip jis pasiruošęs paleisti kitą objektą.
Kas yra smagratis?
Kaip minėta aukščiau, vienas iš būdų, kaip galime pakeisti mūsų paleidimo įrenginio sukimosi energiją, yra sistemos sukimosi inercijos keitimas. Svarbu žinoti du dalykus: pirma, kiekvienas objektas turi tam tikrą sukimosi inercijos reikšmę apie sukimosi ašį, ir, antra, visų sistemos dalių sukimosi inercija sujungiama, kad susidarytų sistemos sukimosi inercija. Objektas, naudojamas sistemos sukimosi inercijai padidinti, yra žinomas kaip smagratis, o V5 ekosistemoje yra naujas VEX V5 smagračio svoris.
Smagračio įtaka sistemos veikimui
Svarbiausia suprasti, kaip skirtingi sistemos inercijos momentai veikia jos veikimą.
Jei padidinsime inercijos momentą, padidės sukimosi energija (kaip parodyta pirmiau pateiktoje lygtyje). Esant tam tikram greičiui sistemoje esant daugiau energijos, prireiks daugiau laiko energijai gauti sistemoje, todėl pailgės sukimosi laikas. Esant daugiau MOI, RPM sumažėjimas po paleidimo sumažės ir objektas paprastai bus paleistas toliau. Sumažinus inercijos momentą, gauname visus priešingus efektus: sumažės sukimosi energija ir sukimosi laikas, padidės RPM kritimas, sumažės ir objektui perduodama energija, ir tai, kiek objektas nueis.
| Didesnis MOI | Mažesnis MOI |
| Didesnis srovės suvartojimas pradinio sukimosi metu | Mažesnis srovės suvartojimas pradinio sukimosi metu |
| Norint paleisti objektą norimu atstumu, reikia mažesnio greičio | Norint paleisti objektą norimu atstumu, reikia didesnio greičio |
| Mažesnis greičio kritimas, kai objektas paleidžiamas (mažiau laiko tarp paleidimų) | Didesnis greičio kritimas, kai objektas paleidžiamas (daugiau laiko tarp paleidimų) |
Kaip naudoti V5 smagračio svorį
V5 smagračio svorį galima montuoti dviem skirtingais būdais. Pirma, standartinis ½ colio žingsnio kvadratinis tvirtinimo modelis leidžia smagratį montuoti prie 48T, 60T, 72T ir 84T didelio stiprumo pavarų. Antra, standartinis 1,875 colio šešiabriaunis tvirtinimo modelis leidžia smagratį pritvirtinti prie versahub, kuris gali būti pritvirtintas prie didelio stiprumo veleno su versahub adapteriu. Kairėje esančiame paveikslėlyje pavaizduotos V5 smagračio svorio tvirtinimo angos. Raudonos skylės atitinka standartinį kvadratinį tvirtinimo modelį, o mėlynos skylės atitinka „versahub“ šešiakampį modelį.
Pavyzdys, rodantis V5 smagračio svorio tvirtinimo pavyzdys Nr. 1.
Pavyzdys, kuriame parodytas V5 smagračio svorio tvirtinimo pavyzdys Nr. 2.
Kaip ir viskas, kas gaminama, visos dalys turi toleranciją savo konstrukcijoje dėl nedidelių, neišvengiamų gamybos proceso netikslumų. V5 smagračio svoris nėra šios taisyklės išimtis, todėl smagratis gali turėti nedidelę asimetriją, dėl kurios atsiranda vibracija. Dėl jūsų roboto vibracijos gali atsilaisvinti varžtai, paleidimo priemonė gali būti netiksli ar net sugadinti roboto komponentus. Yra du būdai su tuo kovoti. Pirma, jei naudojamas daugiau nei vienas smagratis, smagračius galima pasukti vienas kito atžvilgiu taip, kad jie panaikintų vienas kito asimetrinį balansą. Antra, jei naudojamas tik vienas smagratis, į nenaudojamą tvirtinimo angą galima įkišti varžtą, kad būtų išvengta asimetrinės pusiausvyros. Abiem atvejais patartina naudoti bandymų ir klaidų procesą, kad išsiaiškintumėte, kokia konfigūracija yra geriausia.
Guolis arba įvorė: kurio jums reikia?
Įdiegus didelio stiprumo veleno rutulinį guolį, VEX vartotojai dabar turi prieigą prie dviejų skirtingų būdų, kaip palaikyti savo robotų sukimosi sistemas. Dalis, žinoma kaip „guolio plokščia“, pramonėje iš tikrųjų žinoma kaip įvorė, nes joje nėra judančių dalių. Tiek guoliai, tiek įvorės veikia mažindami trintį tarp besisukančio veleno ir fiksuotos atramos. Įvorės – „plokščias guolis“ arba „didelio stiprumo veleno guolis“ VEX (šiame dokumente vadinamos įvorėmis) – tai daro lygiu, apvaliu paviršiumi, prie kurio gali liestis velenas. Kita vertus, guoliuose yra daug mažų rutuliukų, kurie rieda, kai velenas sukasi. Nepaisant trinties sumažinimo, nei guoliai, nei įvorės jos visiškai nepanaikina. Dėl skirtingų konstrukcijų ir kelių kitų veiksnių guoliai ir įvorės turi skirtingas stipriąsias, silpnąsias puses ir naudojimo atvejus.
|
|
Stiprybės | Trūkumai |
| Guolis |
|
|
| Įvorė |
|
|
Jei žiūrime į besisukantį mechanizmą jo energijos kontekste, kaip jau buvome darę šiame vadove, guoliai arba įvorės nuolat „išleidžia“ energiją iš sistemos šilumos pavidalu dėl trinties. Tačiau greitis, kuriuo jie tai daro, skiriasi. Įvorės praranda energiją iš sistemos greičiau nei rutuliniai guoliai, o smūgis yra didelis.
Mes atlikome keletą bandymų su paleidimo įrenginiu, pirmiausia naudodami įvores, o paskui naudodami guolius. Abiejose versijose paleidimo priemonė turėjo 2 guolius / įvores, kurių sukimosi dažnis yra 600 aps./min., ir 2 guolius / įvores, kurių sukimosi dažnis yra 3600 aps./min., naudojant du V5 Smart Motors su mėlynomis kasetėmis. Skirtumas tarp guolių ir įvorių buvo reikšmingas. Tai variklio greičio grafikas normalios sukimosi metu.
Guoliai pasiekė žymiai didesnį stabilų maksimalų greitį ir įsibėgėjo greičiau nei įvorės. Energijos kontekste tai reiškia, kad sistema su guoliais sugebėjo išlaikyti daugiau energijos sistemoje ir paleisti savo objektą toliau ir greičiau nei sistema su įvorėmis. Efektyvumo skirtumas buvo maždaug 8%, o 300 aps./min. prie pavarų dėžės išėjimo.
Naudodami tą pačią sąranką, išmatavome vieno iš variklių srovės suvartojimą įprasto paleidimo įrenginio sukimosi metu. Kaip ir paskutinis bandymas, vieną bandymą atlikome su įvorėmis, o kitą – su guoliais, su šiaip identiška sąranka. Srovės traukimo skirtumas buvo reikšmingas, nes įvorė pagrįsta paleidimo priemonė sunaudoja daugiau nei dvigubai srovę nei guolio paleidimo priemonė. Tai dabartinės traukos grafikas laikui bėgant.
Galiausiai, norėdami parodyti anksčiau šiame straipsnyje aptartą smagračių poveikį, atlikome bandymą, stebėdami vieno iš variklių RPM paleidę 3 diskus. Vienas bandymas neturėjo smagračių, o kitas - du. Tai yra grafikas:
Šioje diagramoje matome keletą svarbių dalykų:
- RPM kritimas – skirtumas tarp tikslinių RPM (600) ir lėčiausių RPM iškart po šūvio – buvo žymiai sumažintas bandymo metu naudojant 2 smagračius. Atliekant bandymus su 0 smagračių kritimas buvo ~150 aps./min., o bandymas su 2 smagračiais – ~75 aps./min.
- Atkūrimo laikas – laikas, per kurį paleidimo priemonė grįžta į tikslinį RPM (600) – buvo žymiai sutrumpintas bandymo metu naudojant 2 smagračius. Tai prasminga, nes į paleistą diską perduodama mažesnė visos energijos dalis, kaip aptarta anksčiau straipsnyje.
- Bendras paleidimo laikas buvo sutrumpintas ~ 40% vienam šūviui ir bendrai bandymui naudojant 2 smagračius.
Išvados
- Lengviausia galvoti apie paleidimo įrenginius pagal jų sukimosi energiją ir paleidimus kaip tos sukimosi energijos perdavimą paleistam objektui.
- Smagračiai leidžia padidinti paleidimo įrenginio sukimosi energiją ir paleisti objektus toliau. Naujasis V5 smagračio svoris atveria galimybes naudoti smagračius VRC ir V5 ekosistemoje.
- V5 smagračio svorius gali tekti pritvirtinti taip, kad jie būtų vienas kito atžvilgiu, kad būtų sumažintas gamybos proceso metu susidarantis asimetrinis balansas.
- Guoliai ir įvorės „nuteka“ energiją iš jūsų paleidimo įrenginio per šilumą dėl trinties. Naudodami naujus didelio stiprumo guolius virš tradicinių guolių plokščių (įvorių), galite pasiekti didesnį didžiausią paleidimo įrenginio greitį ir sumažinti nuolatinį paleidimo įrenginio variklių srovę. Tai padidina paleidimo sistemos energiją, o variklius vėsina.