การใช้เพลา V5

ระบบโลหะ VEX ใช้เพลาสี่เหลี่ยมแทนเพลากลมเพื่อให้ชิ้นส่วนสามารถหมุนหรือหมุนได้ รูปทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสนี้ช่วยให้เพลาสามารถใส่ลงในช่องสี่เหลี่ยมของมอเตอร์ได้ และยังให้การเชื่อมต่อทางกายภาพกับเพลาขับเคลื่อน แทนที่จะใช้การเชื่อมต่อแบบแรงเสียดทานซึ่งใช้กับเพลาแบบกลม รูปร่างสี่เหลี่ยมของเพลาช่วยให้ชิ้นส่วนเคลื่อนที่ เช่น ล้อ เฟือง และสเตอร์ลิง รวมไปถึงเซนเซอร์ เช่น ตัวเข้ารหัสเพลาแบบออปติคัลและโพเทนชิออมิเตอร์ มีการเชื่อมต่อไดรฟ์ทางกายภาพเพื่อหมุนได้ เนื่องจากมีรูพลาสติกสี่เหลี่ยมที่ขึ้นรูปไว้หรือมีแผ่นโลหะที่มีรูสี่เหลี่ยมที่มีขนาดพอให้เพลาสอดผ่านส่วนประกอบได้ เพลาเหล่านี้เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเพลาขับเคลื่อน

เพลามีให้เลือกหลายความยาวสูงสุดถึง 12 นิ้วและมีให้เลือกสองรุ่นคือ เพลาและเพลาความแข็งแรงสูง

เพลา

เพลาเหล่านี้เป็นแท่งสี่เหลี่ยมขนาด ⅛” เพลาเป็นส่วนหนึ่งของระบบ VEX EDR นับตั้งแต่มีการเปิดตัว และเข้ากันได้กับผลิตภัณฑ์ VEX Motion ทั้งหมด สามารถตัดเพลาให้มีความยาวตามต้องการได้ แต่เพลาอาจบิด งอ หรือเฉือนออกได้เมื่อต้องรับแรงมากเกินไป

เพลาที่มีความแข็งแรงสูง

เพลาเหล่านี้เป็นแท่งสี่เหลี่ยมขนาด ¼” เพลาที่มีความแข็งแรงสูงนั้นได้รับการเปิดตัวในภายหลังในกลุ่มผลิตภัณฑ์ VEX EDR และสามารถใช้ได้กับผลิตภัณฑ์ VEX Motion เท่านั้น ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับเพลาที่มีขนาดใหญ่กว่า เช่น มอเตอร์อัจฉริยะ V5 เฟืองที่มีความแข็งแรงสูง เฟืองและโซ่ที่มีความแข็งแรงสูง และล้อขนาด 3.25 นิ้ว สามารถตัดเพลาให้มีความยาวตามต้องการได้และทนต่อแรงเครียดสูงได้ แต่จะไม่สามารถผ่านรูสี่เหลี่ยมของโลหะโครงสร้างได้ และต้องเจาะรูตามต้องการ (ดอกสว่านขนาด 5/16 นิ้วหรือ 8 มม.) หากข้อกำหนดนี้เป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบชุดประกอบ เพลาที่มีความแข็งแรงสูงจะมีน้ำหนักมากกว่าเพลามาตรฐาน

เพลา	เพลาที่มีความแข็งแรงสูง

แกนรองรับ

รูในโลหะโครงสร้างเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งในการรองรับเพลาเพื่อให้เพลาหมุนได้อย่างราบรื่น นอกจากนี้ ในงานประกอบเกือบทั้งหมด สิ่งสำคัญคือต้องมีจุดรองรับขนานกันอย่างน้อยสองจุด หากไม่มีการรองรับสองจุดให้กับเพลาแต่ละเพลา เพลาจะหมุนขึ้นและลงได้เล็กน้อยบนจุดรองรับจุดเดียว และจะทำให้เพลาหมุนได้ยากขึ้น ยิ่งเพลารองรับชิ้นส่วนหุ่นยนต์ได้หนักมากเท่าใด การจัดหาจุดรองรับทั้งสองจุดนี้ก็ยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเท่านั้น ดูวิดีโอต่อไปนี้เพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสนับสนุนเพลา

มีชิ้นส่วนจำนวนหนึ่งที่สามารถใช้รองรับสิ่งเหล่านี้ได้

เพลา

ชิ้นส่วนที่มีเพื่อรองรับเพลาสี่เหลี่ยมขนาด ⅛” ได้แก่:

• Bearing Flats เป็นชิ้นส่วนพลาสติกที่มีรูสามรูซึ่งจะรองรับเพลาในรู 1 รู และทำให้สามารถใช้สกรูและน็อตหรือหมุดยึดเพื่อยึดในรูที่เหลือได้ Bearing Flat มีเดือยพลาสติกอยู่ด้านหนึ่งซึ่งออกแบบมาเพื่อใส่เข้าไปในรูสี่เหลี่ยมของโลหะ ถ้าไม่มีเดือยเหล่านี้ ควรทิ้งตลับลูกปืน เนื่องจากตลับลูกปืนอาจคลายตัวภายใต้แรงกด Bearing Flat ได้รับการออกแบบให้มีรูทั้ง 3 รูที่รองรับด้วยโลหะโครงสร้าง
• ตลับลูกปืนหมอนเป็นตลับลูกปืนหมอนพลาสติกที่ช่วยให้สามารถปรับเพลาให้เคลื่อนไปด้านบน ด้านล่าง หรือด้านข้างของชิ้นส่วนโลหะโครงสร้างที่ตลับลูกปืนติดตั้งอยู่ได้ ลูกปืนหมอนบล็อกไม่ได้ขายแยกต่างหาก สามารถซื้อได้ในรูปแบบ Pillow Block Bearing & Lock Bar Pack
• 1-Post Hex Nut Retainer w/ Bearing Flats เป็นตลับลูกปืนพลาสติกประกอบรวดเร็ว ปลายด้านหนึ่งของตัวล็อคมีเสาที่มีขนาดและรูปร่างที่เหมาะกับรูสี่เหลี่ยมของชิ้นส่วนโลหะโครงสร้างอย่างแน่นหนา รูตรงกลางของตัวล็อคมีขนาดและร่องเพื่อให้พอดีกับน็อตหกเหลี่ยม ทำให้สามารถขันสกรู #8-32 ได้โดยไม่ต้องใช้ประแจเพื่อยึดน็อต ปลายอีกด้านหนึ่งของตัวล็อคมีรูสำหรับให้เพลาผ่านเข้าไปได้ ตัวยึดน็อตหกเหลี่ยม 1 เสา ได้รับการออกแบบมาให้รองรับด้วยโลหะโครงสร้าง

ตลับลูกปืนเพลาที่มีความแข็งแรงสูง

ชิ้นส่วนเดียวที่มีไว้รองรับเพลาที่มีความแข็งแรงสูงคือลูกปืนเพลาที่มีความแข็งแรงสูง ชิ้นส่วนเหล่านี้เป็นพลาสติกที่คล้ายกับ Bearing Flats ยกเว้นว่ารูตรงกลางจะมีขนาดพอให้เพลา ¼” ผ่านได้ สามารถใช้ตลับลูกปืนเพลาที่มีความแข็งแรงสูงได้โดยเลือกเพลาที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งมีความยาวพอดีที่จะประกบระหว่างตลับลูกปืน 2 ตัวที่ติดอยู่ระหว่างโลหะโครงสร้าง 2 ชิ้น อย่างไรก็ตาม ในการกำหนดค่านี้ เพลาจะไม่ผ่านโลหะโครงสร้างและจะได้รับการรองรับโดยพลาสติกของตลับลูกปืนเท่านั้น ซึ่งอาจล้มเหลวได้เมื่ออยู่ภายใต้แรงกดดัน มิฉะนั้น จำเป็นต้องเจาะรูที่กำหนดเองผ่านโลหะโครงสร้างซึ่งมีขนาดใหญ่เพียงพอที่จะให้เพลาที่มีความแข็งแรงสูงหมุนได้อย่างอิสระหลังจากสอดผ่านตลับลูกปืนและโลหะแล้ว ตลับลูกปืนเพลาที่มีความแข็งแรงสูงได้รับการออกแบบให้มีรูทั้ง 3 รูที่รองรับด้วยโลหะโครงสร้าง

แบริ่งแฟลต	ตลับลูกปืนหมอน	ตัวยึดน็อตหกเหลี่ยม 1 เสา	ตลับลูกปืนเพลาที่มีความแข็งแรงสูง

ตัวอย่างของจุดสนับสนุนสองจุด

1 จุดสนับสนุน (ไม่ดี)	2 จุดสนับสนุน (ดี)	2 จุดสนับสนุน (ดี)

การจับเพลา

จำเป็นต้องจับเพลาเพื่อให้เพลาหมุนได้อย่างอิสระและยังไม่เลื่อนออกจากชุดประกอบ นอกจากนี้ ชิ้นส่วนที่เพลาจะหมุนจะต้องถูกจับและ/หรือยึดไว้กับเพลาเพื่อให้สามารถหมุนไปพร้อมกับเพลาได้

มีชิ้นส่วนบางส่วนให้เลือกใช้เพื่อรองรับเพลาขนาด ⅛ นิ้ว เมื่อจะจับเพลาที่วางอยู่ในซ็อกเก็ตของมอเตอร์ สิ่งสำคัญคือต้องยึดปลอกคอในตำแหน่งที่ให้ไปชิดกับส่วนประกอบโครงสร้างที่อยู่ตรงข้ามกับมอเตอร์ วิธีนี้จะช่วยให้เพลาอยู่ในมอเตอร์ได้อย่างแน่นหนา การซ่อมล้อ เฟือง และสเตอร์ไม่ให้เลื่อนไปมาบนเพลาก็มีความสำคัญเช่นกัน วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการยึดปลอกคอเข้ากับเพลาที่แต่ละด้านของส่วนประกอบ เมื่อวางปลอกคอไว้บนชิ้นส่วนโลหะโครงสร้างหรือตลับลูกปืน การวางแหวนรองไว้ระหว่างชิ้นส่วนและส่วนประกอบจะช่วยลดแรงเสียดทานได้

ชิ้นส่วนต่อไปนี้สามารถใช้เพื่อจับเพลาขนาด ⅛” ได้:

• ปลอกเพลาหนีบ เป็นกระบอกสูบพลาสติกที่มีรูสี่เหลี่ยมขนาด ⅛ นิ้วที่วิ่งผ่านตรงกลางกระบอกสูบ กระบอกสูบมีรอยแยกตามยาวตลอดความยาวพร้อมรูสกรูตั้งฉากสำหรับสกรู #8-32 เพื่อผ่านเข้าไปและยึดด้วยน็อต Nylock ปลอกคอเหล่านี้ได้รับการออกแบบเพื่อให้เพลาถูกสอดผ่านรูสี่เหลี่ยม จากนั้นจึงขันสกรู #8-32 เพื่อยึดปลอกคอเข้ากับเพลา ปลอกเพลาหนีบเป็นชิ้นส่วนที่มีความกว้างที่สุดที่ใช้ในการจับเพลา โดยต้องออกแบบพื้นที่และความยาวของเพลาให้เข้ากับชุดประกอบเพื่อรองรับความกว้างนี้
• ปลอกเพลาแบบยาง เป็นกระบอกสูบยางบางๆ ที่มีแผ่นสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด ⅛ นิ้ว วางอยู่ตรงกลางกระบอกสูบ ปลอกคอเหล่านี้ได้รับการออกแบบเพื่อให้เพลาถูกสอดผ่านสี่เหลี่ยม และปลอกคอจะจับเพลาไว้ด้วยแรงเสียดทานที่ใช้ ปลอกเพลาแบบยางเป็นชิ้นส่วนที่บางที่สุดที่ใช้สำหรับจับเพลา อย่างไรก็ตาม ปลอกเพลานี้ไม่มีสกรูยึดที่ใช้แรงกดกับเพลาเหมือนปลอกเพลาแบบยึด และไม่มีสกรูเซ็ตที่ขันให้แน่นกับเพลาเหมือนปลอกเพลา
• ปลอกเพลา เป็นทรงกระบอกโลหะที่มีรูกลมอยู่ตรงกลาง โดยมีขนาดพอให้เพลาขนาด ⅛ นิ้วสอดผ่านรูได้ ด้านข้างของปลอกคอมีรูเกลียว #8-32 ที่ตั้งฉาก โดยมีสกรูเซ็ตอยู่ด้านใน ปลอกคอเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สกรูเซ็ตขันเข้ากับเพลา สกรูเซ็ตต้องใช้ประแจหกเหลี่ยม 5/64 นิ้วในการขันสกรู รูเกลียวหมายเลข #8-32 ในปลอกคอช่วยให้สามารถถอดสกรูเซ็ตออกได้และเปลี่ยนสกรูหมายเลข #8-32 หรือข้อต่อหมายเลข #8-32 สำหรับสแตนด์ออฟได้ การทดแทนเหล่านี้อาจนำไปสู่การประกอบที่สร้างสรรค์บางอย่าง สกรูเซ็ตในปลอกคออาจทำให้เกิดรอยเจาะบนเพลาได้หากขันมากเกินไป หากเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้น ควรตะไบให้เรียบก่อนนำเพลากลับมาใช้ใหม่
• ปลอกเพลาที่มีความแข็งแรงสูง เป็นชิ้นส่วนเดียวที่มีไว้จับเพลาที่มีความแข็งแรงสูง เว้นแต่เพลาจะถูกจับโดยการประกบไว้ระหว่างตลับลูกปืนสองตัวที่รองรับด้วยโลหะโครงสร้างดังที่อธิบายไว้ข้างต้น ปลอกเพลาที่มีความแข็งแรงสูงนั้นแทบจะเหมือนกับปลอกเพลาหนีบพลาสติกทุกประการ ยกเว้นปลอกที่มีรูสี่เหลี่ยมขนาด ¼ นิ้วที่วิ่งผ่านตรงกลาง

วิดีโอนี้จะอธิบายความแตกต่างระหว่างปลอกเพลาแบบยางและปลอกเพลา รวมถึงเวลาที่จะใช้แต่ละอย่าง

ปลอกเพลาหนีบ	ปลอกหุ้มแกนยาง	ปลอกหุ้มเพลา	ปลอกเพลาที่มีความแข็งแรงสูง

การยึดส่วนประกอบเข้ากับเพลา

การจับเพลาอีกประเภทหนึ่งคือการยึดส่วนประกอบไว้กับเพลาเพื่อให้หมุนไปพร้อมกับเพลา ชิ้นส่วนต่างๆ หลายชิ้นสามารถยึดกับเพลาได้อย่างง่ายดาย เนื่องจากมีรูสี่เหลี่ยมที่ขึ้นรูปไว้หรือมีแผ่นโลหะที่มีรูสี่เหลี่ยมดังที่กล่าวไว้ข้างต้น เมื่อจำเป็นต้องยึดชิ้นส่วนโลหะเข้ากับเพลา จะต้องใช้ชิ้นส่วนเพิ่มเติม สำหรับเพลาขนาด ⅛” ชิ้นส่วนเหล่านี้ประกอบด้วย:

• แถบล็อคเพลาขับ เป็นแผ่นโลหะที่มีรูปลายสองรูที่มีขนาดพอดีกับสกรู #8-32 และน็อตยึดเพื่อยึดแถบกับชิ้นส่วนโลหะ และมีรูสี่เหลี่ยมขนาด ⅛” จำนวนสามรู ซึ่งช่วยให้สามารถสอดเพลาผ่านรูสี่เหลี่ยมตรงกลางได้ ทำให้เพลาสามารถขับเคลื่อนชิ้นส่วนโลหะให้หมุนได้ โปรดทราบว่ารูสี่เหลี่ยมสองรูที่ด้านข้างของรูสี่เหลี่ยมตรงกลางสามารถใช้กับโลหะขนาดระยะห่าง ¼ นิ้วที่เลิกผลิตแล้วได้
• แถบล็อค เป็นแถบพลาสติกที่มีรูปลายสองรูที่มีขนาดพอดีกับสกรู #8-32 และน็อตยึดเพื่อยึดแถบกับชิ้นส่วนโลหะ และมีส่วนโลหะแทรกที่มีรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด ⅛ นิ้วอยู่ตรงกลาง ซึ่งทำให้สามารถสอดเพลาผ่านรูสี่เหลี่ยมจัตุรัสได้ ทำให้เพลาขับเคลื่อนชิ้นส่วนโลหะให้หมุนได้ ใส่แผ่นโลหะเข้าไปในช่องที่แท่งพลาสติกซึ่งมีการออกแบบฟันเฟืองเพื่อให้สามารถถอดแผ่นโลหะออกแล้วใส่กลับเข้าไปในช่องโดยให้รูสี่เหลี่ยมวางอยู่ในตำแหน่งที่ต่างออกไป จำเป็นอย่างยิ่งที่แถบล็อคจะต้องติดตั้งบนชิ้นส่วนโลหะโดยให้ด้านที่มีแผ่นโลหะสอดชิดกับโลหะ มิฉะนั้น เพลาอาจดันแผ่นโลหะสอดออกจากช่องของแถบและทำให้ชิ้นส่วนโลหะหลุดออกจากเพลาได้ Lock Bar ไม่ขายแยกต่างหาก สามารถซื้อได้ในรูปแบบ Pillow Block Bearing & Lock Bar Pack แถบล็อคพลาสติกมีแนวโน้มที่จะล้มเหลวภายใต้แรงกดดันที่สูงมากกว่าแถบล็อคเพลาขับแบบโลหะ

ในขณะที่เขียนบทความนี้ ยังไม่มีบาร์ล็อคจาก VEX สำหรับเพลาที่มีความแข็งแรงสูง อย่างไรก็ตาม สามารถเจาะรูที่กำหนดเองผ่านส่วนประกอบโครงสร้างโลหะได้ และสามารถติดตั้งเฟืองที่มีความแข็งแรงสูงหรือสเตอร์เชนที่มีความแข็งแรงสูงที่มีรูสำหรับยึดเข้ากับโลหะได้ จากนั้นเพลาที่มีความแข็งแรงสูงสามารถใส่ผ่านชิ้นส่วนโลหะและเฟือง/สเตอร์ได้ เฟือง/สเตอร์ที่ติดตั้งไว้จะทำหน้าที่เหมือนแถบล็อค ซึ่งช่วยให้เพลาขับเคลื่อนชิ้นส่วนโลหะให้หมุน หากมีเครื่องมือเฉพาะทาง ก็สามารถขยายรูใดรูหนึ่งในแผ่นโลหะหรือแท่งโลหะให้เป็นรูสี่เหลี่ยมขนาด ¼ นิ้วได้โดยใช้เครื่องกลึง เพื่อสร้างแผ่นล็อกแบบกำหนดเองสำหรับเพลาขนาดใหญ่ ปัจจุบัน มีผู้จำหน่ายหลังการขายซึ่งจำหน่ายแท่งโลหะ VEX ที่มีความยาวต่างกัน โดยมีรูที่เจาะออกเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด ¼ นิ้ว

บาร์ล็อคเพลาขับ	ล็อคบาร์	แท่งโลหะมีรูเจาะขนาด ¼ นิ้ว

ตัวอย่างการจับเพลา

การประกอบแบบหมุนฟรี

มีสถานการณ์บางอย่างที่ไม่ต้องการติดเฟือง สเตอร์ ชิ้นส่วนโลหะ หรือล้อเข้ากับเพลา ในกรณีนี้ ส่วนประกอบ (ล้อหรือโครงสร้างโลหะ) จะมีรูยึดและติดตั้งไว้ที่ด้านขับเคลื่อนหรือ "เอาต์พุต" ของระบบขับเคลื่อนเฟืองหรือสเตอร์ เฟืองขับเคลื่อนหรือสเตอร์ขับเคลื่อนและล้อสามารถใช้แผ่นเจาะรูกลมเพื่อให้หมุนได้อย่างอิสระบนเพลา ล้อหรือชิ้นส่วนโลหะที่ติดตั้งกับเฟืองขับเคลื่อน/สเตอร์จะหมุนจากเฟืองขับเคลื่อน (อินพุต) หรือสเตอร์ขับเคลื่อนและโซ่ ไม่ใช่จากเพลาที่สอดเข้าไป ชุดประกอบที่หมุนแบบอิสระจะไม่มีแรงเสียดทานเพิ่มจากการหมุนทั้งเพลาและชุดประกอบ

ความเป็นจริงของหุ่นยนต์

การรองรับและการจับเพลาถือเป็นส่วนสำคัญของการประกอบหุ่นยนต์ ไม่ว่าจะเป็นเกมในห้องเรียนหรือการแข่งขันคัดออกในรายการแข่งขันหุ่นยนต์รายการใหญ่ๆ ก็มีสิ่งไม่กี่อย่างที่น่าหดหู่ใจเท่ากับการมองออกไปที่สนามแล้วเห็นเฟือง ล้อ หรือสเตอร์ของหุ่นยนต์วางอยู่บนพื้นหรือการขยับจอยสติ๊กบนตัวควบคุมของหุ่นยนต์แล้วไม่มีอะไรเกิดขึ้นเพราะเพลาเลื่อนออกจากมอเตอร์

อันตรายด้านความปลอดภัย:

จุดบีบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่านิ้ว เสื้อผ้า สายไฟ และวัตถุอื่นๆ ไม่ถูกหนีบระหว่างส่วนประกอบที่กำลังเคลื่อนไหว

สามารถซื้อเพลาและฮาร์ดแวร์ได้ที่ https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.