Układ napędowy umożliwia mobilność robota za pomocą kół, bieżników czołgów lub innej metody. Układ napędowy jest czasami określany jako baza napędowa. Określenie, jakiego rodzaju układu napędowego użyć, jest jednym z pierwszych rozważań podczas projektowania robota. Układy napędowe Clawbot są dobre na początek, ale dodatkowe projekty układów napędowych mogą zapewnić robotowi znacznie większą funkcjonalność, na przykład możliwość poruszania się na boki oprócz obracania i poruszania się do przodu i do tyłu. Ten rodzaj ruchu nazywa się wszechkierunkowym. Układy napędowe mogą również potrzebować pokonywania przeszkód lub opierać się pchaniu z boku przez innego robota. Roboty projektowane do zawodów mogą zyskać przewagę nad konkurencją, wybierając układ napędowy pasujący do ich strategii gry.
Kilka rzeczy do rozważenia przy wyborze układu napędowego do robota wyczynowego:
- Czy na boisku są przeszkody, na które trzeba przejechać lub na które trzeba się wspiąć? Gąsienice lub koła o większej średnicy mogą pomóc w pokonywaniu przeszkód.
- Na jaką obronę będzie narażony układ napędowy? Niektóre gry mają barierę oddzielającą przeciwników, a defensywny układ napędowy, którego nie da się łatwo odepchnąć na boki, nie jest tak krytyczny.
- Jaką korzyść daje wielokierunkowość układu napędowego?
- Czy układ napędowy będzie pchał wiele/ciężkich elementów gry, czy też musi być szybki? Maksymalną prędkość lub moment obrotowy wytwarzany przez układ napędowy można regulować, zmieniając przełożenie na inne przełożenie, zmieniając wkłady z przekładnią V5 Smart Motor i/lub zmieniając średnicę kół.
- Jak wysoko i jak daleko będzie mógł sięgnąć projekt robota? Roboty, które sięgają wysoko i/lub sięgają, korzystają z większej powierzchni układu napędowego i niższego środka ciężkości. Koła o małej średnicy mogą pomóc w obu przypadkach.
- Ile silników będzie potrzebnych do funkcji innych niż układ napędowy? Niektóre zasady konkurencji ograniczają liczbę silników w robocie.
Te rozważania to tylko niektóre przykłady, ale nie wszystkie rodzaje analiz, które należy zastosować przy doborze układu napędowego do robota wyczynowego.
Opisy niektórych typów układów napędowych
Standardowy napęd
Standardowy układ napędowy jest również znany jako napęd o sterowaniu burtowym i jest jednym z najpopularniejszych typów układów napędowych. Standardowy układ napędowy może być zasilany przez dwa silniki, które mogą być używane do bezpośredniego napędzania kół napędowych lub mogą być częścią przekładni zębatej, która może mieć wiele kół napędowych. Układ napędowy można również zaprojektować tak, aby miał wiele silników i wiele kół. Te odmiany są czasami nazywane napędem na cztery koła, napędem na sześć kół itp. Ten układ napędowy może wykorzystywać różne koła VEX. Nie ma jednak możliwości bycia dookólnym.
H Napęd
Napęd H wykorzystuje trzy lub pięć silników z czterema kołami dookólnymi i piątym zestawem kół dookólnych prostopadłych między pozostałe koła układu napędowego. Rozmieszczenie kół umożliwia wielokierunkowość tego układu napędowego. Napęd H może wykorzystywać koła dookólne 2,75", koła dookólne 3,25" lub 4" koła dookólne. Jednak ten typ układu napędowego może być pchany na boki przez innego robota ze względu na rolki na kołach dookólnych. Piąte koło środkowe może również zostać zaczepione o przeszkodę, gdy robot próbuje się po niej przetoczyć.
Mecanum
Konstrukcja układu napędowego Mecanum wykorzystuje koła Mecanum. Koła te mają ustawione pod kątem rolki, co umożliwia ich wielokierunkowość. Kiedy koła w tym układzie napędowym obracają się przeciwnie do siebie, orientacja rolek powoduje, że układ napędowy porusza się na boki. Jednak ustawione pod kątem rolki wymagają większego momentu obrotowego od silników do napędzania kół, a układ napędowy wymaga bardziej złożonego kodu programowania dla swojego ruchu niż napęd standardowy.
Holonomic
Holonomic Drivetrain jest wielokierunkowy. Ten projekt można zmontować z trzema kołami dookólnymi i trzema silnikami lub czterema kołami dookólnymi i czterema silnikami. Te układy napędowe Holonomic można zaprojektować z kołami dookólnymi 2,75", kołami dookólnymi 3,25" lub 4" kołami dookólnymi. Wersja z trzema kołami dookólnymi i trzema silnikami napędowymi jest montowana z kołami ustawionymi w odległości 120lub względem siebie. Wersję z czterema kołami dookólnymi i czterema silnikami można zmontować, ustawiając koła pod kątem w każdym z rogów (czasami nazywane napędem X, a przykład pokazano poniżej) lub umieszczając koła napędowe pośrodku każdej strony napędu baza. Te Holonomic Drivetrains wymagają bardziej złożonego kodu programowania dla ich ruchu niż napęd standardowy. Układ napędowy na 3 koła nie jest tak stabilny jak układy napędowe na 4 koła.
Śledź napęd
Układ napędowy to kolejna odmiana standardowego układu napędowego, w którym zamiast kół zastosowano zestaw bieżnika zbiornika. Z łatwością pokonuje przeszkody. Jednak Tank Drive nie ma możliwości bycia wszechkierunkowym. Standardowy zestaw bieżnika czołgu nie ma zbyt dobrej przyczepności. Włączenie niektórych ogniw trakcyjnych bieżnika czołgu z zestawu ulepszania bieżnika czołgu do łańcucha bieżników może zwiększyć przyczepność. Oprócz kół napędowych, które są dostarczane z zestawem bieżnika zbiornika, koła zębate o wysokiej wytrzymałości mogą być również używane jako koła napędowe.
Niektóre błędy projektowe, których należy unikać podczas montażu układów napędowych
Standardowy napęd
Błędem konstrukcyjnym, który można popełnić w przypadku standardowego napędu, jest napędzanie wszystkich kół z tym samym przełożeniem i stosowanie kół o różnych średnicach. Ze względu na różnicę obwodów kół ten błąd projektowy powoduje, że większe koła próbują pociągnąć robota do przodu szybciej niż mniejsze koła mogą się toczyć.
H Napęd
Błędem konstrukcyjnym, który można popełnić w przypadku H Drive, jest posiadanie piątego środkowego koła na innym poziomie niż pozostałe 4 koła. Może się tak zdarzyć, jeśli którykolwiek z wałów napędowych układu napędowego nie znajduje się w tej samej odległości od podłoża, co pozostałe. Kiedy pojawia się ten błąd konstrukcyjny, albo koło środkowe, albo koła napędowe unoszą drugie z ziemi.
Mecanum
Błędem konstrukcyjnym, który można popełnić w przypadku układu napędowego Mecanum, jest nieprawidłowe ustawienie kół Mecanum Wheels. W przypadku wystąpienia tego błędu konstrukcyjnego układ napędowy nie porusza się na boki.
Holonomic
Błędem konstrukcyjnym, jaki można popełnić w przypadku holonomicznych układów napędowych, jest posiadanie tylko jednego punktu podparcia dla wałów napędowych. Ten błąd konstrukcyjny umożliwia obracanie się wału napędowego w górę iw dół, co utrudnia obracanie się wału napędowego w łożysku.
Śledź napęd
Błędem konstrukcyjnym, który można popełnić w przypadku napędu gąsienicowego, jest napędzanie bieżnika zbiornika zębatką pośrodku gąsienicy. Ten błąd projektowy pozwoli na przeskakiwanie przez koło napędowe ogniw łańcucha. Koła napędowe powinny mieć co najmniej 120 lub owinięcia łańcucha zbiornika.
Porównanie niektórych typów układów napędowych
| Standardowy napęd | H Napęd | Mecanum | Holonomic | Śledź napęd | |
| Minimalna wymagana liczba silników | 2 | 3 | 4 | 3 | 2 |
| dookólna | Nie | tak | tak | tak | Nie |
| Poziom programowania | Od podstawowego do średniozaawansowanego | Mediator | Zaawansowany | Zaawansowany | Od podstawowego do średniozaawansowanego |
| Zapobiega popychaniu na boki | Omni — słaba trakcja — bardzo dobra | Sprawiedliwy | Świetny | Sprawiedliwy | Bardzo dobry |
| Zdolność do pokonania przeszkody | Bardzo dobry | Słaby | Dobry | Sprawiedliwy | Świetny |
Zagrożenie bezpieczeństwa:
|
Punkty uszczypnięciaPowoli przesuwaj koła, koła zębate i koła zębate, aby upewnić się, że nie ma żadnych przewodów, rurek, elastycznych materiałów ani sprzętu, które zostaną pochwycone przez ruch, przed włączeniem robota. |
Metale konstrukcyjne i sprzęt można kupić pod adresem https://www.vexrobotics.com/vexdr/products/structure.
Koła i inny sprzęt do ruchu można kupić pod adresem https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.