Создание трансмиссии V5

Трансмиссия позволяет роботу передвигаться с помощью колес, гусениц или иным способом. Трансмиссию иногда называют базой привода. Определение типа трансмиссии, которую следует использовать, является одним из первых соображений при проектировании робота. Трансмиссии Clawbot подойдут для начала, но дополнительные конструкции трансмиссии могут придать роботу гораздо больше функциональности, например, он сможет двигаться боком, а также поворачиваться и двигаться вперед и назад. Такой тип движения называется всенаправленным. Трансмиссии также могут преодолевать препятствия или противостоять толчкам со стороны другого робота. Роботы, разрабатываемые для соревнований, могут получить конкурентное преимущество, выбрав трансмиссию, соответствующую их игровой стратегии.

Вот несколько моментов, которые следует учитывать при выборе трансмиссии для соревновательного робота:

• Есть ли на игровом поле препятствия, которые нужно преодолеть или на которые нужно забраться? Гусеницы или колеса большего диаметра могут помочь при преодолении препятствий.
• Насколько сильной защите будет подвергаться трансмиссия? В некоторых играх есть барьер, разделяющий противников, и защитная система, которую нельзя легко сдвинуть в сторону, не так уж и важна.
• Насколько выгодна всенаправленная трансмиссия?
• Будет ли трансмиссия перемещать несколько/тяжелых игровых элементов или она должна быть быстрой? Максимальную скорость или крутящий момент, создаваемый трансмиссией, можно регулировать, изменив передаточное отношение, заменив картриджи редуктора V5 Smart Motor и/или изменив диаметр колес.
• Насколько высоко и далеко сможет подняться конструкция робота? Роботы, которые могут достигать больших высот и/или вытягиваться, выигрывают за счет большей площади опорной поверхности трансмиссии и более низкого центра тяжести. Колеса небольшого диаметра могут помочь в обоих случаях.
• Сколько двигателей понадобится для других функций, помимо трансмиссии? Некоторые правила соревнований ограничивают количество двигателей у робота.

Эти соображения представляют собой лишь некоторые примеры (но не все) типов анализа, которые следует использовать при выборе трансмиссии для соревновательного робота. 

Описания некоторых типов трансмиссий

Стандартный привод

Стандартный привод также известен как привод с бортовым поворотом и является одним из наиболее распространенных типов трансмиссий. Стандартная трансмиссия может приводиться в действие двумя двигателями, которые могут использоваться для непосредственного приведения в действие ведущих колес или могут быть частью зубчатой передачи, которая может иметь несколько ведущих колес. Трансмиссия также может быть спроектирована с несколькими двигателями и несколькими колесами. Эти варианты иногда называют полноприводными, шестиприводными и т. д. В этой трансмиссии можно использовать различные колеса VEX. Однако ему не хватает способности быть всенаправленным.

На рисунке выше показана стандартная трансмиссия, приводимая в действие двумя двигателями. Вы можете вращать, увеличивать и уменьшать масштаб изображения, чтобы рассмотреть каждый угол двухмоторной трансмиссии. Выберите детали, чтобы просмотреть название каждого компонента. 

На рисунке выше показана стандартная трансмиссия, приводимая в действие четырьмя двигателями. Использование четырех двигателей обеспечивает дополнительную мощность для повышения скорости, большего крутящего момента, а также улучшенного сцепления и устойчивости. Вы можете вращать, увеличивать и уменьшать масштаб изображения, чтобы рассмотреть каждый угол двухмоторной трансмиссии. Выберите детали, чтобы просмотреть название каждого компонента. 

 

H-привод

В модели H Drive используются три или пять двигателей с четырьмя всенаправленными колесами и пятым всенаправленным колесом, установленным перпендикулярно между другими колесами трансмиссии. Расположение колес позволяет этой трансмиссии быть всенаправленной. H Drive может использовать 2,75-дюймовые всенаправленные колеса, 3,25-дюймовые всенаправленные колеса или 4-дюймовые всенаправленные колеса. Однако этот тип трансмиссии может быть отодвинут в сторону другим роботом благодаря роликам на всенаправленных колесах. Пятое центральное колесо также может зацепиться за препятствие, когда робот попытается его переехать.

Меканум

В конструкции Mecanum Drivetrain используются колеса Mecanum. Эти колеса имеют наклонные ролики, что позволяет им вращаться во всех направлениях. Когда колеса этой трансмиссии вращаются в противоположных направлениях, ориентация роликов заставляет трансмиссию двигаться вбок. Однако наклонные ролики требуют большего крутящего момента от двигателей для приведения в движение колес, а для движения трансмиссии требуется более сложный программный код, чем для стандартного привода.

Голономный

привод является всенаправленным. Эту конструкцию можно собрать либо с тремя всенаправленными колесами и тремя двигателями, либо с четырьмя всенаправленными колесами и четырьмя двигателями. Эти голономные трансмиссии могут быть спроектированы с 2,75-дюймовыми всенаправленными колесами, 3,25-дюймовыми всенаправленными колесами или 4-дюймовыми всенаправленными колесами. Версия с тремя всенаправленными колесами и тремя приводными двигателями собирается с колесами, установленными под углом 120^o друг к другу. Версию с четырьмя всенаправленными колесами и четырьмя моторами можно собрать, либо наклонив колеса в каждом из углов (иногда это называется X-приводом, пример показан ниже), либо разместив ведущие колеса в центре каждой стороны основания привода. Для управления движением этих голономных приводов требуется более сложный программный код, чем для стандартного привода. Трансмиссия на 3 колеса не так устойчива, как трансмиссия на 4 колеса.

Привод гусениц

Track Drive — это еще один вариант стандартной трансмиссии, в котором вместо колес используется комплект гусениц Tank Tread Kit. Он легко преодолевает препятствия. Однако у Tank Drive нет возможности быть всенаправленным. Стандартный комплект протекторов Tank Tread не обеспечивает очень хорошего сцепления. Включение некоторых звеньев тяги гусениц Tank Tread Traction Links из комплекта модернизации гусениц Tank Tread Upgrade Kit в цепь гусениц может повысить сцепление. В дополнение к ведущим звездочкам, входящим в комплект гусениц Tank Tread Kit, в качестве ведущих звездочек можно также использовать высокопрочные звездочки.

Некоторые ошибки проектирования, которых следует избегать при сборке трансмиссий

Стандартный привод

Ошибка проектирования, которую можно допустить при использовании стандартного привода, заключается в том, что все колеса приводятся в действие с одинаковым передаточным отношением и используются колеса разного диаметра. Из-за разницы в длине окружности колес эта ошибка конструкции приводит к тому, что большие колеса пытаются тянуть робота вперед быстрее, чем могут катиться меньшие колеса.

H-привод

Ошибка проектирования, которую можно допустить при использовании H Drive, заключается в том, что пятое центральное колесо располагается на другом уровне, чем остальные 4 колеса. Это может произойти, если какой-либо из приводных валов трансмиссии находится на разном расстоянии от земли по сравнению с другими. При возникновении этой ошибки проектирования либо центральное колесо, либо ведущие колеса отрывают друг друга от земли.

Меканум

Голономный

Ошибка проектирования, которую можно допустить при использовании голономных трансмиссий, заключается в наличии только одной точки опоры для приводных валов. Эта ошибка конструкции позволяет приводному валу поворачиваться вверх и вниз, что затрудняет вращение приводного вала внутри подшипника.

Привод гусениц

Ошибка проектирования, которую можно допустить при использовании гусеничного привода, заключается в том, что привод гусеницы танка осуществляется с помощью звездочки, расположенной в центре гусеницы. Эта ошибка конструкции приведет к тому, что ведущая звездочка будет проскальзывать по звеньям цепи. Приводные звездочки должны иметь не менее 120 ^o оборота цепи бака.

Сравнение некоторых типов трансмиссий

Угроза безопасности:

Точки защемления Перед включением робота медленно вращайте колеса, звездочки и шестерни, чтобы убедиться в отсутствии проводов, трубок, эластичных материалов или крепежных деталей, которые могут быть зацеплены при движении.

Металлоконструкции и метизы можно приобрести по адресу https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.

Колеса и другие элементы движения можно приобрести по адресу https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.