Pneimatika ir ļoti efektīvs lineāras kustības radīšanas veids. Pneimatiskie cilindri ir ļoti efektīvi spīļu aktivizēšanai, pārnesumu pārslēgšanai starp pārnesumu sistēmām un daudziem citiem lietojumiem. Turklāt pneimatika pievieno jūsu robotam vēl vienu enerģijas avotu, ar to ir ļoti jautri strādāt, kā arī sniegs zināšanas par pneimatiskajām sistēmām, kuras plaši izmanto rūpniecībā.
Kad pneimatiskie cilindri ir aktivizēti, tie ir vai nu pilnībā izbīdīti, vai pilnībā ievilkti.
piezīme: VEX Robotics Competition (VRC/VEX U/VEX AI) komandām, kuras plāno izmantot pneimatiku, rūpīgi jāizlasa Robotu noteikumi par pneimatiskajām sistēmām spēles rokasgrāmatā.
Kā darbojas pneimatika
Pneimatika darbojas, izmantojot gaisa spiedienu. To var izveidot ar kaut ko tik vienkāršu kā velosipēda riepu sūkni.
Pamata pneimatiskajā sistēmā tiek izmantota uzglabāšanas tvertne, kurā gaisa spiedienu var sūknēt ar velosipēda sūkni, pneimatisko cauruli ierīču savienošanai, vārstu spiediena izlaišanas kontrolei un pneimatisko cilindru.
Divkāršās darbības pneimatiskais cilindrs darbojas, kad vārsts izlaiž gaisa spiedienu cilindra apakšā. Gaisa spiediens spiež uz iekšējā virzuļa virsmas laukumu, kas virzuli un virzuļa kātu izspiež no cilindra.
Virzulim/virzuļa stienim izkustoties, izplūdes gaiss izplūst no cilindra augšdaļas
Vārstu var arī iestatīt, lai atbrīvotu gaisa spiedienu cilindra augšpusē. Kad tas notiek, gaisa spiediens iespiež virzuli un virzuļa kātu atpakaļ cilindrā.
Virzulim/virzuļa stienim virzoties iekšā, izplūdes gaiss izplūst no cilindra apakšas.
Vienas darbības pneimatiskais cilindrs darbojas galvenokārt tādā pašā veidā, izņemot to, ka atspere iespiež virzuli/virzuļa kātu atpakaļ. Vienas darbības cilindram ir tikai viena pieslēgvieta/veidgabals, lai gaiss varētu ieplūst un gaiss iziet.
Lai iegūtu papildinformāciju par pieejamajiem pneimatiskajiem komplektiem V5 sistēmai, skatiet VEX bibliotēkas rakstu Pneimatikas komplekta izvēle V5 sistēmai.
Pneimatiskie komponenti
Gaisa uzglabāšana
Gaisa uzglabāšanai gan dubultās darbības cilindriem, gan vienas darbības cilindriem būtībā tiek izmantotas vienas un tās pašas sastāvdaļas.
Gaisa rezervuārs — rezervuārs, 1-1/2" X 4", ar 1/8" NPT & M5 portu — US14227-S0400
Gaisa rezervuārs ir vieta, kur tiek uzglabāts gaiss pneimatiskajai sistēmai.
piezīme: Lai samazinātu svaru, no rezervuāra var noņemt gala uzgriežņus.
Rezervuāram ir divas pieslēgvietas. Pa vienam katrā galā. Šajos vītņotajos portos var ievietot Schrader riepu sūkņa vārstu vai rezervuāra stiprinājumu.
Rezervuāru var piestiprināt pie robota, aptinot 11 collu rāvējslēdzēju ap rezervuāru un konstrukcijas daļu.
Rezervuāru var pievienot arī robotam, aptinot tērauda stieni ap rezervuāru un ievietojot skrūvi caur caurumiem, kur saskaras abas stieņa puses. Uz skrūves var uzlikt uzgriezni, kas veido skavu.
Riepu sūkņa montāža (Schrader riepu sūkņa vārsts) ir vieta, kur tiek pievienots/atvienots gaisa sūknis, lai radītu spiedienu pneimatiskajā sistēmā.
Ap armatūras vītnēm var aptīt vienu teflona lentes slāni, pirms to ieskrūvē gaisa rezervuāra pieslēgvietā. Tas palīdzēs izveidot hermētisku blīvējumu.
Papildinformāciju par hermētisku blīvējumu izveidi skatiet rakstā Gaisa noplūdes novēršana VEX pneimatiskajā sistēmā no VEX bibliotēkas.
Schrader riepu sūkņa vārsta serdi var iespiest, lai atbrīvotu spiedienu no sistēmas.
Rezervuāra stiprinājums ir vieta, kur tiek ievietota pneimatiskā caurule, kas nodrošinās gaisa spiedienu pārējā sistēmā.
Armatūras vītnēm ir jau uzklāts teflons, lai samazinātu gaisa noplūdes
Visi pneimatisko cauruļu savienotājelementi pieņem caurules, vienkārši ievietojot cauruli savienotājā, līdz tā apstājas.
Lai atbrīvotu cauruli, ārējā apkakle ir jāiespiež pretī savienotājelementam, un tad cauruli var noņemt.
"T" armatūra - "T" armatūra vārstiem. Šis “T” veidgabals ļaus sadalīt gaisa padevi, lai padotu divus vārstus.
piezīme: armatūra var tikt izmantota arī divu vienas darbības cilindru vadīšanai ar vienu vērtību.
Spiediena regulators — mini regulators ar 4 mm veidgabaliem var regulēt gaisa spiedienu, kas plūst sistēmā lejup.
Spiediens tiek regulēts, pagriežot kātu, iebīdot to iekšā vai izbīdot.
Līdz galam pagriežot kātu, gaisa spiediens būs visaugstākais. Gaisa spiediena lielums nosaka spēka daudzumu, ko cilindrs pieliks.
Divkāršās darbības pneimatikas komplektam ir ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzis - pirkstu vārsts.
Tas ļaus ieslēgt gaisu sistēmai un atbrīvot no sistēmas gaisa spiedienu.
Pārliecinieties, vai uz vārsta iespiestās bultiņas ir vērstas prom no gaisa rezervuāra un sistēmas virzienā. Citiem vārdiem sakot, bultiņai jābūt vērstai virzienā, kurā virzīsies gaiss.
Kad poga atrodas vienā līnijā ar caurulēm, sistēmā ir ieslēgts gaiss.
Kad poga ir pastāvīgi saskaņota ar cauruli, gaiss tiek izslēgts un tas atbrīvo gaisa spiedienu no sistēmas augšpuses.
Gaisa kontrole
Divkāršās darbības gaisa kontrole
Solenoīds, Fwd, Reverse - 5/2 viens solenoīda vārsts kontrolē gaisa plūsmu divkāršās darbības cilindriem.
Armatūra vārstiem, tie ieskrūvē solenoīda vārsta portos.
Uzmanieties, lai veidgabali netiktu krustoti, kad tie tiek ieskrūvēti portā.
Pieskrūvējiet stiprinājumu gan portā A, gan portā B vārsta augšpusē.
Ieskrūvējiet savienotājuzmavu portā ar apzīmējumu P, kur gaisa spiediens tiks ievadīts vārstā.
Atstājiet atvērtus divus portus, kas apzīmēti ar R, lai varētu izplūst izplūdes gaiss.
Noklusējuma iestatījumos ports A pabaros divkāršās darbības cilindra apakšējo portu, un ports B pabaros augšējo portu. Tādējādi cilindrs sāksies ar ievilktu stieni.
Tomēr, ja ir stāvoklis, kad ir izdevīgi sākt ar izstieptu cilindra stieni, abus portus var pārslēgt.
Solenoīda vārstus var piestiprināt pie robota, izmantojot rāvējslēdzējus. piezīme: neaizsedziet solenoīda izplūdes atveres ar rāvējslēdzējiem. Ja tas notiek, cilindrs nepārvietosies.
Vārsta augšpusē ir maza zila poga, kuru var nospiest, izmantojot nelielu rīku, piemēram, Star Drive Key vai pildspalvu. Nospiežot šo pogu, vērtība tiks manuāli atvērta, lai pārbaudītu gaisa plūsmu uz cilindru.
Solenoīda draiveris — kabelis ar piedziņu, vienā galā tiek pievienots divkāršās darbības solenoīda vārstam un nodrošina savienojumu ar V5 Robot Brain 3 vadu portu otrā galā.
Ja nepieciešams lielāks garums, starp solenoīda draiveri un V5 robota smadzenēm var izmantot pagarinātāju.
Vienas darbības gaisa kontrole
Solenoīds, ieslēgts/izslēgts - 3/2 solenoīda vārsts kontrolē vienas darbības cilindrus.
Tāda paša veida armatūra vārstiem ieskrūvē solenoīda vārsta pieslēgvietās.
Vēlreiz uzmanieties, lai veidgabali netiktu krustoti, jo tie tiek ieskrūvēti pieslēgvietā.
Ieskrūvējiet stiprinājumu portā A vārsta augšpusē.
Ieskrūvējiet savienotājuzmavu portā ar apzīmējumu P, kur gaisa spiediens tiks ievadīts vārstā. Atstājiet atvērtu portu, kas apzīmēts ar R, lai varētu izplūst izplūdes gaiss.
Ports A baros vienas darbības cilindra apakšējo portu.
Solenoīda vārstus var piestiprināt pie robota, izmantojot rāvējslēdzējus.
piezīme. Neaizsedziet solenoīda izplūdes atveri ar rāvējslēdzējiem. Ja tas notiek, cilindrs nepārvietosies.
Vārsta augšpusē ir maza oranža poga, kuru var nospiest, izmantojot nelielu rīku, piemēram, Star Drive Key vai pildspalvu. Nospiežot šo pogu, vērtība tiks manuāli atvērta, lai pārbaudītu gaisa plūsmu uz cilindru.
Solenoīda draiveris — kabelis ar piedziņu, tiek pievienots vienas darbības solenoīda vārstam vienā galā un nodrošina savienojumu ar 3 vadu pieslēgvietu V5 Robot Brain otrā galā.
Ja nepieciešams lielāks garums, starp solenoīda draiveri un V5 robota smadzenēm var izmantot pagarinātāju
Gan dubultās darbības solenoīdu, gan vienas darbības solenoīdu var vadīt, izmantojot digitālās izejas ierīci pielāgotā VEXcode V5 projektā.
Lai iegūtu papildinformāciju par pneimatikas programmēšanu, skatiet VEX bibliotēkas rakstuPneimatikas vadība, izmantojot pogas uz jūsu kontroliera.
Pneimatiskie cilindri
Divkāršās darbības cilindrs
Cilindram, divvirzienu – divvirzienu cilindram ar 10 mm urbumu, abos galos ir pieslēgvieta.
Stienis ir vītņots ar diviem uzgriežņiem. Tos var izmantot, lai piestiprinātu cilindra stieņa šarnīrsavienojumu.
Cilindra priekšpuse ir vītņota, un to var izmantot kā alternatīvu metodi cilindra montāžai, izurbjot caurumu konstrukcijas gabalā, ievietojot cilindru un pēc tam nostiprinot ar cilindra uzgriezni.
Ja šī piestiprināšanas metode netiek izmantota, uzgriezni var noņemt, lai samazinātu jūsu robota svaru.
Plūsmas mērītājs - M5 līknes mērītāja plūsmas kontrole, var ieskrūvēt cilindra augšējā pieslēgvietā.
Plūsmas mērītājs var kontrolēt gaisa plūsmu caur cilindru, kas kontrolēs ātrumu, kādā cilindra stienis izstiepsies un ievilks.
Plūsmas mērītāju var noregulēt, pagriežot iekšējo gredzenu uz augšu, lai palielinātu plūsmu, vai uz leju, lai samazinātu plūsmu. Gredzenu var pagriezt, izmantojot asmeņu skrūvgriezi.
Cilindru stiprinājums - M5 vīrišķais savienotājs cilindriem, var ieskrūvēt cilindra apakšējā pieslēgvietā.
Tāpat kā ar visiem savienotājelementiem, ir jāuzmanās, lai armatūras vītne netiktu krustota, kad to ieskrūvē.
Cilindra stieņa šarnīrsavienojumu var piestiprināt pie cilindra stieņa, novietojot to starp diviem uzgriežņiem stieņa vītņotajā daļā.
Cilindra stiprinājumu var piestiprināt pie cilindra, izmantojot 1 collu #8-32 VEX skrūvi un fiksatoru.
Cilindra stiprinājumu var piestiprināt pie robota konstrukcijas gabala. Cilindra stieņa šarnīrsavienojumu var piestiprināt pie detaļas, kuru tas tiks pārvietots, izmantojot skrūvi vai vārpstu.
piezīme: neuzstādiet cilindru tā, lai uz cilindra stieni tiktu pielikts sānu spēks. Ja cilindra stienis saliecas, cilindrs nedarbosies.
Vienas darbības cilindrs
Cilindram — vienas darbības atsperes atgriešanas cilindram ar 10 mm urbumu ir pieslēgvieta galā.
Stienis ir vītņots ar diviem uzgriežņiem. Tos var izmantot, lai piestiprinātu cilindra stieņa šarnīrsavienojumu.
Cilindru stiprinājums - M5 vīrišķais savienotājs cilindriem, var ieskrūvēt cilindra apakšējā pieslēgvietā.
Cilindra stieņa šarnīrsavienojumu un cilindra stiprinājumu var piestiprināt pie vienas darbības cilindra tādā pašā veidā kā iepriekš aprakstītajam divkāršās darbības cilindram.
Cilindra stiprinājumu var piestiprināt pie robota konstrukcijas gabala. Cilindra stieņa šarnīrsavienojumu var piestiprināt pie detaļas, kuru tas tiks pārvietots, izmantojot skrūvi vai vārpstu.
piezīme. Neuzstādiet cilindru tā, lai uz cilindra stieni tiktu pielikts sānu spēks. Ja cilindra stienis saliecas, cilindrs nedarbosies.
Pneimatiskās caurules tiek izmantotas, lai savienotu visas ierīces kopā.
To var sagriezt līdz vajadzīgajam garumam, izmantojot asas sadzīves šķēres.
Divi pneimatikas izkārtojumu paraugi
Divkāršās darbības cilindra izkārtojuma paraugs:
- Gaiss tiks iesūknēts no velosipēda sūkņa gaisa rezervuāra Schrader vārstā.
- Saspiestais gaiss izplūst no rezervuāra otrā galā esošās armatūras un nonāk ieslēgšanas-izslēgšanas slēdzī.
- No slēdža saspiests gaiss pabaros spiediena regulatoru.
- No spiediena regulatora gaiss ieplūdīs divkāršās darbības solenoīda vārstā.
- Atkarībā no solenoīda vārsta stāvokļa gaiss vai nu izplūdīs no porta B un nonāks cilindra augšdaļā, vai arī gaiss izplūdīs no porta A un cilindra apakšā, izstiepjot tā stieni.
- Solenoīda vārstu kontrolēs solenoīda draivera kabelis, kas pievienots V5 Robot Brain 3 vadu portam.
Vienas darbības cilindra izkārtojuma paraugs:
- Gaiss tiks iesūknēts no velosipēda sūkņa gaisa rezervuāra Schrader vārstā.
- Saspiestais gaiss izplūst no rezervuāra otrā gala savienotājelementa un nonāk spiediena regulatorā.
- No spiediena regulatora gaiss ieplūdīs vienas darbības solenoīda vārstā.
- Atkarībā no solenoīda vārsta stāvokļa gaiss vai nu izplūdīs no porta A, vai gaiss izplūdīs no porta A un ieplūdīs cilindra apakšā, izstiepjot tā stieni.
- Solenoīda vārstu kontrolēs solenoīda draivera kabelis, kas pievienots V5 Robot Brain 3 vadu portam.
Cilindru spēka aprēķināšana
Vienādojums izejas spēka aprēķināšanai konkrētam spiedienam ir šāds:
(Cilindra šķērsgriezuma laukums) x (iekšējais gaisa spiediens) = spēks
VEX pneimatisko cilindru cilindru urbums ir 0,39 collas (10 mm). No tā mēs varam aprēķināt cilindra šķērsgriezuma laukumu, izmantojot apļa laukuma vienādojumu:
(Diametrs / 2)² x π = laukums
Tā kā mums ir dots cilindra urbums (iekšējais diametrs) un mēs zinām, ka Pi ≈ 3,14, mēs varam aprēķināt laukumu, kas ir:
(0,39 collas/2)² x 3,14 = 0,12 collas²
Tagad mēs varam pievienot šo skaitli mūsu sākotnējam vienādojumam un aprēķināt cilindra izejas spēku:
0,12 in² x 100 psi = 12 mārciņas spēka (pie 100 psi)
Drošības norādījumus, strādājot ar pneimatiku, skatiet sadaļā Piesardzības pasākumi un drošības norādījumi, strādājot ar VEX V5 robotiem.