การสร้างระบบขับเคลื่อน V5

ระบบขับเคลื่อนช่วยให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้โดยใช้ล้อ ดอกยาง หรือวิธีการอื่น ระบบขับเคลื่อนบางครั้งเรียกว่าฐานขับเคลื่อน การระบุประเภทของระบบขับเคลื่อนที่จะใช้เป็นหนึ่งในข้อพิจารณาแรกๆ เมื่อออกแบบหุ่นยนต์ ระบบขับเคลื่อน Clawbot นั้นดีสำหรับการออกตัว แต่การออกแบบระบบขับเคลื่อนเพิ่มเติมช่วยให้หุ่นยนต์มีฟังก์ชันการทำงานมากขึ้น เช่น สามารถเคลื่อนที่ไปด้านข้างได้ นอกเหนือจากการเลี้ยวและเดินหน้าและถอยหลัง การเคลื่อนไหวประเภทนี้เรียกว่ารอบทิศทาง ระบบขับเคลื่อนอาจต้องเดินทางข้ามสิ่งกีดขวางหรือต้องต้านทานการถูกผลักจากด้านข้างจากหุ่นยนต์ตัวอื่น หุ่นยนต์ที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อการแข่งขันสามารถสร้างความได้เปรียบในการแข่งขันโดยการเลือกระบบขับเคลื่อนเพื่อให้เข้ากับกลยุทธ์ของเกม

สิ่งที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกระบบขับเคลื่อนสำหรับหุ่นยนต์แข่งขัน:

• มีสิ่งกีดขวางในสนามแข่งขันที่ต้องขับข้ามหรือปีนขึ้นไปหรือไม่? รางหรือล้อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าสามารถช่วยข้ามสิ่งกีดขวางได้
• ระบบขับเคลื่อนจะได้รับการป้องกันมากแค่ไหน? บางเกมมีอุปสรรคที่แยกฝ่ายตรงข้ามและระบบขับเคลื่อนการป้องกันที่ไม่สามารถผลักไปด้านข้างได้อย่างง่ายดายไม่ใช่เรื่องสำคัญ
• ระบบส่งกำลังแบบรอบทิศทางมีประโยชน์มากแค่ไหน?
• ระบบขับเคลื่อนจะผลักชิ้นส่วนของเกมหนักๆ หลายๆ ชิ้น หรือจำเป็นต้องเร็วหรือไม่? ความเร็วสูงสุดหรือแรงบิดที่เกิดจากระบบขับเคลื่อนสามารถปรับได้โดยการเปลี่ยนอัตราทดเกียร์ที่แตกต่างกัน โดยการเปลี่ยนตลับเกียร์มอเตอร์อัจฉริยะ V5 และ/หรือโดยการเปลี่ยนเส้นผ่านศูนย์กลางของล้อ
• การออกแบบหุ่นยนต์จะสูงและไกลแค่ไหน? หุ่นยนต์ที่เอื้อมถึงสูงและ/หรือเอื้อมมือออกไป จะได้รับประโยชน์จากระบบขับเคลื่อนที่ใหญ่ขึ้นและจุดศูนย์ถ่วงที่ต่ำกว่า ล้อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กสามารถช่วยได้ทั้งสองอย่าง
• จำเป็นต้องใช้มอเตอร์กี่ตัวสำหรับฟังก์ชันอื่นนอกเหนือจากระบบขับเคลื่อน กฎการแข่งขันบางอย่างจำกัดจำนวนมอเตอร์บนหุ่นยนต์

ข้อควรพิจารณาเหล่านี้คือตัวอย่างประเภทการวิเคราะห์บางส่วน แต่ไม่ใช่ทั้งหมด ซึ่งควรใช้เมื่อเลือกระบบขับเคลื่อนสำหรับหุ่นยนต์แข่งขัน

คำอธิบายของระบบขับเคลื่อนบางประเภท

ไดรฟ์มาตรฐาน

ระบบขับเคลื่อนมาตรฐาน เรียกอีกอย่างว่าระบบขับเคลื่อนแบบลื่นไถลและเป็นประเภทระบบขับเคลื่อนที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดประเภทหนึ่ง ระบบขับเคลื่อนมาตรฐานสามารถขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์สองตัว และมอเตอร์เหล่านี้สามารถใช้เพื่อขับเคลื่อนล้อขับเคลื่อนโดยตรง หรืออาจเป็นส่วนหนึ่งของชุดเกียร์ซึ่งสามารถมีล้อขับเคลื่อนได้หลายล้อ ระบบขับเคลื่อนยังสามารถออกแบบให้มีมอเตอร์หลายตัวและหลายล้อได้ รูปแบบเหล่านี้บางครั้งเรียกว่าขับเคลื่อนสี่ล้อ ขับเคลื่อนหกล้อ ฯลฯ ระบบขับเคลื่อนนี้สามารถใช้ล้อ VEX ได้หลากหลาย อย่างไรก็ตาม ยังขาดความสามารถในการรอบทิศทาง

เอช ไดรฟ์

H Drive ใช้มอเตอร์สามหรือห้าตัวที่มีล้อ Omni-Directional สี่ล้อ และล้อ Omni-Directional ตัวที่ห้าที่ตั้งฉากระหว่าง ล้ออื่นๆ ของระบบขับเคลื่อน การจัดเรียงล้อทำให้ระบบขับเคลื่อนนี้สามารถขับเคลื่อนได้รอบทิศทาง H Drive สามารถใช้ล้อ Onmni-Directional ขนาด 2.75 นิ้ว, ล้อ Omni-Directional ขนาด 3.25 นิ้ว หรือล้อ Omni-Directional ขนาด 4 นิ้ว อย่างไรก็ตาม ระบบขับเคลื่อนประเภทนี้สามารถดันไปด้านข้างโดยหุ่นยนต์ตัวอื่นได้ เนื่องจากลูกกลิ้งบนล้อรอบทิศทาง ล้อตรงกลางที่ห้าอาจติดอยู่บนสิ่งกีดขวางได้ในขณะที่หุ่นยนต์พยายามจะกลิ้งข้ามสิ่งกีดขวาง

เมคานัม

การออกแบบ ระบบขับเคลื่อน Mecanum ใช้ล้อ Mecanum ล้อเหล่านี้มีลูกกลิ้งที่ทำมุมซึ่งช่วยให้สามารถหมุนได้รอบทิศทาง เมื่อล้อบนระบบขับเคลื่อนนี้หมุนตรงข้ามกัน การวางแนวของลูกกลิ้งจะทำให้ระบบขับเคลื่อนเคลื่อนที่ไปด้านข้าง อย่างไรก็ตาม ลูกกลิ้งทำมุมต้องใช้แรงบิดจากมอเตอร์มากกว่าในการขับเคลื่อนล้อ และระบบขับเคลื่อนต้องใช้โค้ดโปรแกรมที่ซับซ้อนกว่าสำหรับการเคลื่อนที่มากกว่าแบบขับเคลื่อนมาตรฐาน

โฮโลโนมิก

ระบบขับเคลื่อนแบบโฮโลโนมิก เป็นแบบรอบทิศทาง การออกแบบนี้สามารถประกอบเข้ากับล้อ Omni-Directional สามล้อและมอเตอร์สามตัว หรือล้อ Omni-Directional สี่ล้อและมอเตอร์สี่ตัว ระบบขับเคลื่อนโฮโลโนมิกเหล่านี้สามารถออกแบบได้ด้วยล้อ Omni-Directional ขนาด 2.75 นิ้ว, ล้อ Omni-Directional ขนาด 3.25 นิ้ว หรือล้อ Omni-Directional ขนาด 4 นิ้ว ล้อรอบทิศทาง 3 ล้อและรุ่นมอเตอร์ขับเคลื่อน 3 ล้อประกอบเข้าด้วยกันโดยมีล้อที่ตั้งไว้ที่ 120^o ซึ่งกันและกัน ล้อ Omni-Directional สี่ล้อและรุ่นมอเตอร์สี่ตัวสามารถประกอบได้โดยการหมุนล้อที่มุมแต่ละมุม (บางครั้งเรียกว่าไดรฟ์ X และตัวอย่างแสดงไว้ด้านล่าง) หรือวางล้อขับเคลื่อนไว้ที่กึ่งกลางของแต่ละด้านของไดรฟ์ ฐาน. ระบบขับเคลื่อนแบบโฮโลโนมิกเหล่านี้ต้องการโค้ดโปรแกรมที่ซับซ้อนมากขึ้นสำหรับการเคลื่อนที่มากกว่าแบบมาตรฐาน ระบบขับเคลื่อน 3 ล้อไม่เสถียรเท่าระบบขับเคลื่อน 4 ล้อ

ติดตามไดรฟ์

Track Drive เป็นอีกรูปแบบหนึ่งของระบบขับเคลื่อนมาตรฐานที่ใช้ชุดดอกยางถังแทนล้อ สามารถก้าวข้ามสิ่งกีดขวางได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตาม Tank Drive ยังขาดความสามารถในการรอบทิศทาง ชุดดอกยางถังมาตรฐานมีแรงยึดเกาะไม่ดีนัก การรวมลิงค์การยึดเกาะดอกยางถังบางส่วนจากชุดอัปเกรดดอกยางถังไว้ในห่วงโซ่ดอกยางจะช่วยเพิ่มการยึดเกาะได้ นอกจากเฟืองขับที่มาพร้อมกับชุดดอกยางถังแล้ว เฟืองความแข็งแรงสูงยังสามารถใช้เป็นเฟืองขับได้อีกด้วย

ข้อผิดพลาดในการออกแบบบางประการที่ควรหลีกเลี่ยงเมื่อประกอบระบบขับเคลื่อน

ไดรฟ์มาตรฐาน

ข้อผิดพลาดในการออกแบบที่สามารถทำได้ด้วยระบบขับเคลื่อนมาตรฐานคือการจ่ายกำลังให้กับล้อทั้งหมดที่มีอัตราส่วนเท่ากัน และใช้ล้อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน เนื่องจากความแตกต่างของเส้นรอบวงของล้อ ข้อผิดพลาดในการออกแบบนี้จึงมีล้อที่ใหญ่กว่าพยายามดึงหุ่นยนต์ไปข้างหน้าเร็วกว่าล้อที่เล็กกว่าจะหมุนได้

เอช ไดรฟ์

ข้อผิดพลาดในการออกแบบที่สามารถทำได้ด้วย H Drive คือการมีล้อกลางล้อที่ 5 อยู่ในระดับที่แตกต่างจากล้อ 4 ล้ออื่นๆ กรณีนี้อาจเกิดขึ้นได้หากเพลาขับของระบบส่งกำลังตัวใดตัวหนึ่งอยู่ห่างจากพื้นไม่เท่ากัน เมื่อการออกแบบผิดพลาดเกิดขึ้น ล้อกลางหรือล้อขับเคลื่อนจะยกอีกล้อขึ้นจากพื้น

เมคานัม

โฮโลโนมิก

ข้อผิดพลาดในการออกแบบที่สามารถทำได้ด้วยระบบขับเคลื่อนแบบโฮโลโนมิกคือการมีจุดรองรับเพลาขับเพียงจุดเดียว ข้อผิดพลาดในการออกแบบนี้ทำให้เพลาขับหมุนขึ้นและลง ซึ่งทำให้เพลาขับหมุนภายในตลับลูกปืนได้ยากขึ้น

ติดตามไดรฟ์

ข้อผิดพลาดในการออกแบบที่สามารถเกิดขึ้นได้กับระบบขับเคลื่อนบนสนามแข่งคือการขับเคลื่อนดอกยางของถังโดยมีเฟืองอยู่ตรงกลางสนามแข่ง ข้อผิดพลาดในการออกแบบนี้จะทำให้เฟืองขับข้ามบนข้อโซ่ได้ เฟืองขับควรมีเส้นพันโซ่ถังอย่างน้อย 120 ^o

เปรียบเทียบระบบขับเคลื่อนบางประเภท

อันตรายจากความปลอดภัย:

จุดหยิก เคลื่อนล้อ เฟือง และเฟืองอย่างช้าๆ เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีสายไฟ ท่อ วัสดุยืดหยุ่น หรือฮาร์ดแวร์ที่จะติดอยู่กับการเคลื่อนไหว ก่อนเปิดเครื่องหุ่นยนต์

สามารถซื้อโลหะโครงสร้างและฮาร์ดแวร์ได้ที่ https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure

สามารถซื้อล้อและฮาร์ดแวร์การเคลื่อนไหวอื่นๆ ได้ที่ https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.