Skapa en V5-drivlina

En drivlina gör det möjligt för en robot att vara mobil genom att använda hjul, tanksteg eller någon annan metod. En drivlina kallas ibland för en drivbas. Att identifiera vilken typ av drivlina som ska användas är en av de första övervägandena när man designar en robot. Clawbot-drivlinor är bra att börja med, men ytterligare drivlinedesigner kan ge roboten mycket mer funktionalitet, som att kunna röra sig i sidled förutom att vrida och röra sig framåt och bakåt. Denna typ av rörelse kallas omnidirektionell. Drivlinor kan också behöva färdas över hinder eller behöva motstå att bli knuffade från sidan av en annan robot. Robotar som designas för en tävling kan få en konkurrensfördel genom att välja en drivlina som matchar deras spelstrategi.

Några saker att tänka på när du väljer en drivlina för en tävlingsrobot:

• Finns det hinder på spelplanen som man måste köra över eller klättra upp på? Band eller hjul med större diameter kan hjälpa till att ta sig över hinder.
• Hur mycket försvar kommer drivlinan att utsättas för? Vissa spel har en barriär som skiljer motståndarna åt och en defensiv drivlina som inte lätt kan tryckas i sidled är inte lika kritisk.
• Hur stor fördel är det med att drivlinan är rundstrålande?
• Kommer drivlinan att trycka flera/tunga spelpjäser, eller måste den vara snabb? Den maximala hastigheten eller vridmomentet som produceras av en drivlina kan justeras genom att byta till en annan utväxling, genom att byta V5 Smart Motor-växelkassetter och/eller genom att ändra hjulens diameter.
• Hur högt och hur långt ut kommer robotdesignen att kunna nå? Robotar som når högt och/eller sträcker sig ut drar nytta av ett större drivlinafotavtryck och en lägre tyngdpunkt. Hjul med liten diameter kan hjälpa till med båda.
• Hur många motorer kommer att behövas för andra funktioner än drivlinan? Vissa tävlingsregler begränsar antalet motorer på en robot.

Dessa överväganden är några exempel, men inte alla, på de typer av analyser som bör användas vid val av drivlina för en tävlingsrobot. 

Beskrivningar av vissa typer av drivlinor

Standardenhet

Standard Drivetrain är även känd som skid steer drive och är en av de vanligaste typerna av drivlinor. Standarddrivlinan kan drivas av två motorer och dessa motorer kan användas för att direkt driva drivhjulen eller kan vara en del av en kugghjulslinje som kan ha flera drivhjul. Drivlinan kan också utformas för att ha flera motorer och flera hjul. Dessa varianter kallas ibland fyrhjulsdrift, sexhjulsdrift, etc. Denna drivlina kan använda en mängd olika VEX-hjul. Den saknar dock förmågan att vara omnidirektionell.

Grafiken ovan visar en standarddrivlina som drivs av två motorer. Du kan rotera och zooma in och ut i grafiken för att se varje vinkel på den tvåmotoriga drivlinan. Markera delarna för att se namnet på varje komponent. 

Grafiken ovan visar en standarddrivlina som drivs av fyra motorer. Genom att implementera fyra motorer ger det extra kraft för förbättrad hastighet, högre vridmoment samt förbättrad dragkraft och stabilitet. Du kan rotera och zooma in och ut i grafiken för att se varje vinkel på den tvåmotoriga drivlinan. Markera delarna för att se namnet på varje komponent. 

 

H-enheten

H Drive använder tre eller fem motorer med fyra Omni-Directional-hjul och ett femte Omni-Directional-hjul som är placerat vinkelrätt mellan drivlinans andra hjul. Hjulens placering gör att drivlinan kan vara rundstrålande. H-drevet kan använda 2,75-tums omnidirektionella hjul, 3,25-tums omnidirektionella hjul eller 4-tums omnidirektionella hjul. Emellertid kan denna typ av drivlina knuffas i sidled av en annan robot på grund av rullarna på de rundstrålande hjulen. Det femte mitthjulet kan också fastna i ett hinder när roboten försöker rulla över det.

Mecanum

Mecanum-drivlinan använder Mecanum-hjul. Dessa hjul har vinklade rullar vilket gör att de kan vara rundstrålande. När hjulen på denna drivlina roterar motsatt varandra, orsakar rullarnas orientering att drivlinan rör sig i sidled. De vinklade rullarna kräver dock mer vridmoment från motorerna för att driva hjulen och drivlinan kräver en mer komplex programmeringskod för sin rörelse än standarddriften.

Holonomisk

Holonomic Drivetrain är rundstrålande. Denna design kan monteras med antingen tre Omni-Directional Wheels och tre motorer eller fyra Omni-Directional Wheels och fyra motorer. Dessa Holonomic-drivlinor kan utformas med antingen 2,75-tums omnidirektionella hjul, 3,25-tums omnidirektionella hjul eller 4-tums omnidirektionella hjul. Versionen med tre omnidirektionella hjul och tre drivmotorer monteras med hjulen inställda på 120 i förhållande till varandra. Versionen med fyra rundstrålande hjul och fyra motorer kan monteras genom att antingen vinkla hjulen i vart och ett av hörnen (ibland kallat X-drift och ett exempel visas nedan) eller placera drivhjulen i mitten av varje sida av drivbasen. Dessa holonomiska drivlinor kräver en mer komplex programmeringskod för sin rörelse än standarddrivningen. Trehjulsdriften är inte lika stabil som fyrhjulsdriften.

Spårdrivning

Track Drive är en annan variant av standarddrivlinan som använder tankmönstersatsen istället för hjul. Den kan lätt ta sig över hinder. Tank Drive saknar dock förmågan att vara rundstrålande. Standardmodellen för tankdäck har inte särskilt bra grepp. Att inkludera några av Tank Tread Traction-länkarna från Tank Tread Upgrade Kit i slitbanekedjan kan öka greppet. Förutom drivdreven som medföljer Tank Tread Kit kan High Strength-dreven även användas som drivdrev.

Några konstruktionsmisstag att undvika vid montering av drivlinor

Standardenhet

Ett konstruktionsfel som kan göras med standarddriften är att driva alla hjul med samma utväxling och använda hjul med olika diametrar. På grund av skillnaden i hjulens omkrets innebär detta konstruktionsfel att de större hjulen försöker dra roboten framåt snabbare än de mindre hjulen kan rulla.

H-enheten

Ett konstruktionsfel som kan göras med H-driften är att ha det femte mitthjulet på en annan nivå än de andra fyra hjulen. Detta kan hända om någon av drivlinans drivaxlar inte har samma avstånd från marken som de andra. När detta konstruktionsfel inträffar lyfter antingen mitthjulet eller drivhjulen det andra från marken.

Mecanum

Holonomisk

Ett konstruktionsfel som kan göras med holonomiska drivlinor är att bara ha en stödpunkt för drivaxlarna. Detta konstruktionsfel gör att drivaxeln kan svänga upp och ner, vilket gör det svårare för drivaxeln att rotera inuti lagret.

Spårdrivning

Ett konstruktionsfel som kan göras med banddrivningen är att driva tankens slitbana med ett kedjehjul i mitten av bandet. Detta konstruktionsfel gör att drivhjulet hoppar över kedjelänkarna. Drivhjulen bör ha minst 120 ^/ tankkedjelindning.

Jämförelse av vissa typer av drivlinor

Säkerhetsrisk:

Nyppunkter Flytta långsamt hjul, kedjehjul och kugghjul för att säkerställa att det inte finns några vajrar, slangar, elastiska material eller hårdvara som kan fastna i rörelsen innan roboten startas.

Strukturmetall och hårdvara kan köpas på https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.

Hjul och annan rörelsehårdvara kan köpas på https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.