Een aandrijflijn zorgt ervoor dat een robot mobiel is door gebruik te maken van wielen, tankrupsbanden of een andere methode. Een aandrijflijn wordt soms ook wel een aandrijfbasis genoemd. Het bepalen van het type aandrijflijn dat u wilt gebruiken, is een van de eerste overwegingen bij het ontwerpen van een robot. Aandrijflijnen van Clawbots zijn prima voor beginners, maar met aanvullende aandrijflijnontwerpen kan de robot veel meer functionaliteit krijgen. Zo kan hij naast draaien en vooruit en achteruit bewegen ook zijwaarts bewegen. Dit type beweging wordt omni-directioneel genoemd. Aandrijflijnen moeten mogelijk ook over obstakels heen kunnen rijden of bestand zijn tegen zijdelingse duwbewegingen van een andere robot. Robots die voor een wedstrijd worden ontworpen, kunnen een concurrentievoordeel behalen door een aandrijflijn te kiezen die bij hun spelstrategie past.
Waar u op moet letten bij het selecteren van een aandrijflijn voor een wedstrijdrobot:
- Zijn er obstakels op het speelveld waar overheen gereden of geklommen moet worden? Rupsbanden of wielen met een grotere diameter kunnen helpen bij het nemen van obstakels.
- Aan hoeveel weerstand zal de aandrijflijn worden blootgesteld? Bij sommige spellen is er een barrière die de tegenstanders scheidt en een verdedigende drivetrain die niet zomaar opzij geduwd kan worden, is minder belangrijk.
- Welk voordeel biedt het als de aandrijflijn omni-directioneel is?
- Moet de aandrijflijn meerdere/zware spelstukken aandrijven, of moet het snel gaan? De maximale snelheid of het maximale koppel dat door een aandrijflijn wordt geproduceerd, kan worden aangepast door over te schakelen naar een andere overbrengingsverhouding, door de V5 Smart Motor Gear Cartridges te vervangen en/of door de diameter van de wielen te wijzigen.
- Hoe hoog en hoe ver kan het robotontwerp reiken? Robots die hoog reiken en/of ver reiken, hebben baat bij een grotere aandrijflijn en een lager zwaartepunt. Wielen met een kleine diameter kunnen bij beide problemen helpen.
- Hoeveel motoren zijn er nodig voor andere functies dan de aandrijflijn? Sommige wedstrijdregels beperken het aantal motoren op een robot.
Deze overwegingen zijn enkele voorbeelden, maar niet alle, van de soorten analyses die gebruikt moeten worden bij het selecteren van een aandrijflijn voor een wedstrijdrobot.
Beschrijvingen van enkele typen aandrijflijnen
Standaard aandrijving
De standaard aandrijflijn staat ook bekend als een skid-steer-aandrijving en is een van de meest voorkomende typen aandrijflijnen. De standaard aandrijflijn kan worden aangedreven door twee motoren. Deze motoren kunnen worden gebruikt om de aandrijfwielen rechtstreeks aan te drijven of kunnen deel uitmaken van een tandwielstelsel met meerdere aandrijfwielen. De aandrijflijn kan ook zo worden ontworpen dat deze meerdere motoren en meerdere wielen heeft. Deze varianten worden soms ook wel vierwielaandrijving, zeswielaandrijving, etc. genoemd. Deze aandrijflijn kan verschillende VEX-wielen gebruiken. Het mist echter de mogelijkheid om omni-directioneel te zijn.
De afbeelding hierboven toont een standaard aandrijflijn die wordt aangedreven door twee motoren. U kunt de afbeelding draaien en in- en uitzoomen om elke hoek van de aandrijflijn met twee motoren te bekijken. Selecteer de onderdelen om de naam van elk onderdeel te bekijken.
De afbeelding hierboven toont een standaard aandrijflijn die wordt aangestuurd door vier motoren. Door de inzet van vier motoren ontstaat er extra vermogen voor een hogere snelheid, een groter koppel en meer tractie en stabiliteit. U kunt de afbeelding draaien en in- en uitzoomen om elke hoek van de aandrijflijn met twee motoren te bekijken. Selecteer de onderdelen om de naam van elk onderdeel te bekijken.
H-schijf
De H Drive maakt gebruik van drie of vijf motoren met vier omnidirectionele wielen en een vijfde omnidirectioneel wiel dat loodrecht tussen de andere wielen van de aandrijflijn is geplaatst. De opstelling van de wielen zorgt ervoor dat deze aandrijflijn omnidirectioneel is. De H-schijf kan gebruikmaken van de 2,75” Omni-Directionele Wielen, de 3,25” Omni-Directionele Wielen of de 4” Omni-Directionele Wielen. Dit type aandrijflijn kan echter wel zijwaarts worden geduwd door een andere robot, dankzij de rollen op de omnidirectionele wielen. Het vijfde middelste wiel kan ook vast komen te zitten achter een obstakel als de robot eroverheen probeert te rollen.
Mecanum
Het Mecanum Drivetrain -ontwerp maakt gebruik van Mecanum-wielen. Deze wielen hebben schuin geplaatste rollen, waardoor ze in alle richtingen kunnen bewegen. Wanneer de wielen van deze aandrijflijn tegengesteld aan elkaar draaien, zorgt de oriëntatie van de rollen ervoor dat de aandrijflijn zijwaarts beweegt. De schuine rollen vereisen echter meer koppel van de motoren om de wielen aan te drijven en de aandrijflijn vereist een complexere programmeercode voor zijn beweging dan de standaardaandrijving.
Holonomisch
De Holonomic Drivetrain is omni-directioneel. Dit ontwerp kan worden gemonteerd met drie omnidirectionele wielen en drie motoren, of met vier omnidirectionele wielen en vier motoren. Deze Holonomic-aandrijflijnen kunnen worden ontworpen met 2,75” Omni-Directionele wielen, 3,25'' Omni-Directionele wielen of 4” Omni-Directionele wielen. De versie met drie omnidirectionele wielen en drie aandrijfmotoren is gemonteerd met de wielen in een hoek van 120o ten opzichte van elkaar. De versie met vier omnidirectionele wielen en vier motoren kan worden gemonteerd door de wielen op elke hoek te kantelen (dit wordt soms een X-aandrijving genoemd; hieronder ziet u een voorbeeld) of door de aandrijfwielen in het midden van elke zijde van de aandrijfbasis te plaatsen. Deze holonomische aandrijvingen vereisen een complexere programmeercode voor hun beweging dan de standaard aandrijving. De 3-wielaandrijving is niet zo stabiel als de 4-wielaandrijving.
Spoorwegaandrijving
De Track Drive is een andere variant van de Standard Drivetrain en maakt gebruik van de Tank Tread Kit in plaats van wielen. Het kan gemakkelijk over obstakels heen rijden. De Tank Drive kan echter niet omni-directioneel zijn. De standaard Tank Tread Kit biedt niet veel grip. Door een aantal Tank Tread Traction Links uit de Tank Tread Upgrade Kit aan de bandenketting toe te voegen, kunt u de tractie verbeteren. Naast de aandrijftandwielen die bij de Tank Tread Kit worden geleverd, kunnen de High Strength Sprockets ook als aandrijftandwielen worden gebruikt.
Enkele ontwerpfouten die u moet vermijden bij het monteren van aandrijflijnen
Standaard aandrijving
Een ontwerpfout die bij de Standard Drive gemaakt kan worden, is dat alle wielen met dezelfde overbrengingsverhouding worden aangedreven en dat er wielen met verschillende diameters worden gebruikt. Door het verschil in omtrek van de wielen zorgt deze ontwerpfout ervoor dat de grotere wielen de robot sneller vooruit proberen te trekken dan de kleinere wielen kunnen rollen.
H-schijf
Een ontwerpfout die bij de H-aandrijving gemaakt kan worden, is dat het vijfde middelste wiel zich op een andere hoogte bevindt dan de andere vier wielen. Dit kan gebeuren als een van de aandrijfassen van de aandrijflijn niet dezelfde afstand tot de grond heeft als de andere assen. Wanneer deze ontwerpfout optreedt, tillen óf het middelste wiel óf de aandrijfwielen het andere wiel van de grond.
Mecanum
Een ontwerpfout die gemaakt kan worden bij de Mecanum-aandrijflijn, is dat de Mecanum-wielen niet in de juiste stand worden geplaatst. Wanneer deze ontwerpfout optreedt, zal de aandrijflijn niet zijwaarts bewegen.
Holonomisch
Een ontwerpfout die bij holonomische aandrijflijnen gemaakt kan worden, is dat er slechts één steunpunt is voor de aandrijfassen. Door deze ontwerpfout kan de aandrijfas omhoog en omlaag draaien, waardoor het moeilijker wordt voor de aandrijfas om in het lager te draaien.
Spoorwegaandrijving
Een ontwerpfout die bij de rupsbandaandrijving gemaakt kan worden, is het aandrijven van het tankloopvlak met een tandwiel in het midden van de rupsband. Door deze ontwerpfout kan het aandrijftandwiel overslaan op de schakels van de ketting. De aandrijftandwielen moeten minimaal 120 o tankkettingomwikkeling hebben.
Vergelijking van enkele typen aandrijflijnen
| Standaard aandrijving | H-schijf | Mecanum | Holonomisch | Spoorwegaandrijving | |
|---|---|---|---|---|---|
| Minimaal vereiste motoren | 2 | 3 | 4 | 3 | 2 |
| Omnidirectioneel | Nee | Ja | Ja | Ja | Nee |
| Programmeerniveau | Basis tot gemiddeld | Tussenliggend | Geavanceerd | Geavanceerd | Basis tot gemiddeld |
| Voorkomt dat je zijwaarts wordt geduwd | Omni - Slechte tractie - Zeer goed | Eerlijk | Uitstekend | Eerlijk | Erg goed |
| Vermogen om over een obstakel heen te komen | Erg goed | Arm | Goed | Eerlijk | Uitstekend |
|
Veiligheidsrisico: |
KnelpuntenBeweeg de wielen, tandwielen en tandwielen langzaam om er zeker van te zijn dat er geen draden, buizen, elastische materialen of hardware in de beweging verstrikt kunnen raken, voordat u de robot aanzet. |
Constructiemetaal en hardware kunnen worden gekocht op https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.
Wielen en andere bewegingshardware kunnen worden gekocht op https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.