Pnömatik, doğrusal hareket yaratmanın çok etkili bir yoludur. Pnömatik silindirler, pençeleri harekete geçirmek, dişli sistemleri arasında vites değiştirmek ve diğer birçok uygulama için çok etkilidir. Ayrıca pnömatik robotunuza başka bir enerji kaynağı katar, çalışması çok eğlencelidir ve endüstride yaygın olarak kullanılan pnömatik sistemler hakkında bilgi sağlar.
Pnömatik silindirler etkinleştirildiğinde ya tamamen uzatılır ya da tamamen geri çekilir.
Not: Pnömatik kullanmayı planlayan VEX Robotik Yarışması (VRC/VEX U/VEX AI) takımlarının, Oyun Kılavuzubulunan pnömatik sistemlerle ilgili Robot Kurallarını dikkatlice okumaları gerekmektedir.
Pnömatik Nasıl Çalışır?
Pnömatik hava basıncını kullanarak çalışır. Bu, bisiklet lastiği pompası kadar basit bir şeyle oluşturulabilir.
Temel pnömatik sistem, hava basıncının bisiklet pompasıyla pompalanabildiği bir depolama tankı, cihazları bağlamak için pnömatik borular, basıncın serbest bırakılmasını kontrol eden bir valf ve bir pnömatik silindir kullanır.
Çift etkili bir pnömatik silindir, bir valf silindirin tabanına hava basıncını serbest bıraktığında çalışır. Hava basıncı, pistonu ve piston çubuğunu silindirin dışına iten iç pistonun yüzey alanını iter.
Piston/piston çubuğu dışarı doğru hareket ettikçe, egzoz havası silindirin üst kısmından dışarı doğru akar.
Valf ayrıca silindirin üst kısmına hava basıncını serbest bırakacak şekilde de ayarlanabilir. Bu olduğunda, hava basıncı pistonu ve piston çubuğunu silindirin içine geri iter.
Piston/piston çubuğu içeri doğru hareket ettikçe egzoz havası silindirin altından dışarı akar.
Tek etkili bir pnömatik silindir, bir yayın pistonu/piston çubuğunu geri itmesi dışında çoğunlukla aynı şekilde çalışır. Tek etkili bir silindirde havanın girip çıkması için yalnızca bir bağlantı noktası/bağlantı parçası bulunur.
V5 sistemi için mevcut pnömatik kitler hakkında daha fazla bilgi edinmek için VEX Kütüphanesi'ndeki V5 Sistemi için Pnömatik Kit Seçimi makalesini inceleyin.
Pnömatik Bileşenler
Hava Depolama
Hem çift etkili silindirler hem de tek etkili silindirler için hava depolamada esasen aynı bileşenler kullanılır.
Hava Rezervuarı - Rezervuar, 1-1/2" X 4", 1/8"NPT & M5 portlu - US14227-S0400
Hava Rezervuarı, pnömatik sistem için havanın depolandığı yerdir.
Not: Ağırlığı azaltmak için uç somunları hazneden çıkarılabilir.
Rezervuarın iki limanı vardır. Her iki ucunda bir tane. Bu dişli bağlantı noktaları Schrader lastik pompası valfini veya rezervuar bağlantı parçasını kabul edecektir.
Rezervuar, 11” Fermuar Bağları rezervuarın etrafına ve yapısal bir parçaya sararak robota bağlanabilir.
Rezervuar robotunuza, Çelik Çubuk rezervuarın etrafına sararak ve çubuğun iki yüzünün birleştiği deliklerden bir vida geçirerek de takabilirsiniz. Kelepçeyi oluşturan vidanın üzerine bir somun yerleştirilebilir.
Lastik Pompası Bağlantısı (Schrader lastik pompası valfi), pnömatik sistemi basınçlandırmak için bir hava pompasının takıldığı/çıkarıldığı yerdir.
Hava Haznesi portuna vidalamadan önce bağlantı parçasının dişlerinin etrafına tek kat Teflon bant sarılabilir. Bu, hava geçirmez bir sızdırmazlık sağlamaya yardımcı olacaktır.
Hava geçirmez contalar oluşturma hakkında daha fazla bilgi için VEX Kütüphanesi'ndeki VEX Pnömatik Sisteminde Hava Kaçağını Önleme makalesine bakın.
Schrader lastik pompası valfinin çekirdeği, sistemdeki basıncı boşaltmak için içeri itilebilir.
Rezervuar Bağlantısı, hava basıncını sistemin geri kalanına besleyecek pnömatik borunun yerleştirildiği yerdir.
Bağlantı parçasının dişleri, hava sızıntılarını azaltmak için halihazırda uygulanmış teflonla birlikte gelir
Tüm pnömatik boru bağlantı parçaları, boruyu durana kadar bağlantı parçasına basitçe yerleştirerek boruyu kabul eder.
Boruyu serbest bırakmak için dış bileziğin bağlantı parçasına doğru itilmesi gerekir ve ardından boru çıkarılabilir.
"T" Rakor - Vanalar için "T" Rakor. Bu "T" Bağlantı Parçası, iki valfi beslemek için hava beslemesinin bölünmesine olanak tanır.
Not: Bağlantı elemanı aynı zamanda tek etkili iki silindiri tek değerle kontrol etmek için de kullanılabilir.
Basınç Regülatörü - 4mm Bağlantı Parçalı Mini Regülatör, sistemdeki aşağı yönde akan hava basıncını ayarlayabilir.
Basınç, sap döndürülerek, içeri doğru veya dışarı doğru hareket ettirilerek ayarlanır.
Sap tamamen dışarı çevrildiğinde hava basıncı en yüksek olacaktır. Hava basıncı miktarı silindirin uygulayacağı kuvvet miktarını belirler.
Çift etkili pnömatik kit, Açma/Kapama Anahtarı - Parmak Valfi ile birlikte gelir.
Bu, sistem için havayı açmanıza ve sistemdeki hava basıncını boşaltmanıza olanak tanır.
Valf üzerindeki kabartmalı okların Hava Haznesinden uzağa ve sisteme doğru baktığından emin olun. Başka bir deyişle okun havanın hareket edeceği yöne doğru olması gerekir.
Düğme boruyla aynı hizada olduğunda sistemdeki hava açıktır.
Düğme boru ile sürekli olarak hizalandığında hava kapatılır ve sistemdeki hava basıncını serbest bırakır.
Hava kontrolü
Çift Etkili Hava Kontrolü
Solenoid, İleri, Geri - 5/2 Tek Solenoid Valf, çift etkili silindirler için hava akışını kontrol eder.
Valf Bağlantı Parçaları, bunlar solenoid valf üzerindeki bağlantı noktalarına vidalanır.
Bağlantı noktalarına vidalanırken bağlantı parçalarının çapraz geçmemesine dikkat edin.
Valfin üst kısmındaki hem A hem de B portuna bir bağlantı parçası vidalayın.
Hava basıncının valfe besleneceği P etiketli bağlantı noktasına bir bağlantı parçası vidalayın.
Egzoz havasının dışarı çıkmasını sağlamak için R etiketli iki portu açık bırakın.
Varsayılan kurulumda, A Bağlantı Noktası çift etkili silindirin alt bağlantı noktasını besleyecek ve B Bağlantı Noktası üst bağlantı noktasını besleyecektir. Bu, silindirin çubuk geri çekilmiş halde başlamasını sağlayacaktır.
Bununla birlikte, silindirin çubuğu uzatılmış halde başlamanın avantajlı olduğu bir durum varsa, iki bağlantı noktası değiştirilebilir.
Solenoid valfler robota fermuarlar kullanılarak takılabilir. Not: Solenoidin egzoz portlarını fermuarlarla kapatmayın. Böyle bir durumda silindir hareket etmeyecektir.
Valfin üst kısmında, Star Drive Anahtarı veya kalem gibi küçük bir alet kullanılarak basılabilen küçük mavi bir düğme vardır. Bu düğmeye basıldığında silindire giden hava akışını test etmek için değer manuel olarak açılacaktır.
Solenoid Sürücü - Sürücülü Kablo, bir ucunda çift etkili solenoid valfe takılır ve diğer ucunda V5 Robot Beynindeki 3 Hatlı bağlantı noktasına bağlantı sağlar.
Daha fazla uzunluğa ihtiyaç duyulması halinde Solenoid Sürücü ile V5 Robot Beyni arasında Uzatma Kablosu kullanılabilir.
Tek Etkili Hava Kontrolü
Solenoid, Açma/Kapama - 3/2 Solenoid Valf, tek etkili silindirleri kontrol eder.
Vanalar için aynı tip Bağlantı Elemanları, solenoid vana üzerindeki portlara vidalanır.
Yine bağlantı noktalarına vidalanırken bağlantı parçalarının çapraz geçmemesine dikkat edin.
Vananın üstündeki Port A'ya bir bağlantı parçası vidalayın.
Hava basıncının valfe besleneceği P etiketli bağlantı noktasına bir bağlantı parçası vidalayın. Egzoz havasının dışarı çıkmasını sağlamak için R etiketli portu açık bırakın.
Port A, tek etkili silindirin alt portunu besleyecektir.
Solenoid valfler robota fermuarlar kullanılarak takılabilir.
Not: Solenoidin egzoz portunu fermuarlarla kapatmayın. Böyle bir durumda silindir hareket etmeyecektir.
Valfin üst kısmında, Star Drive Anahtarı veya kalem gibi küçük bir alet kullanılarak basılabilen küçük turuncu bir düğme vardır. Bu düğmeye basıldığında silindire giden hava akışını test etmek için değer manuel olarak açılacaktır.
Solenoid Sürücü - Sürücülü Kablo, bir ucunda tek etkili solenoid valfe takılır ve diğer ucunda V5 Robot Beynindeki 3 Kablolu bağlantı noktasına bağlantı sağlar.
Daha fazla uzunluk gerekirse Solenoid Sürücü ve V5 Robot Beyni arasında Uzatma Kablosu kullanılabilir
Özel bir VEXcode V5 projesi içerisinde hem çift etkili solenoid hem de tek etkili solenoid dijital çıkış cihazı kullanılarak kontrol edilebilir.
Pnömatik programlama hakkında daha fazla bilgi için VEX Kütüphanesi'ndekiKontrol Ünitenizdeki Düğmeleri Kullanarak Pnömatikleri Kontrol Etme makalesine bakın.
Pnömatik Silindirler
Çift Etkili Silindir
Silindir, Çift Yönlü - Çift Etkili Silindir 10mm Çaplı, her iki ucunda da bir bağlantı noktası vardır.
Çubuk iki somunla dişlidir. Bunlar Silindir Çubuğu Pivotunu takmak için kullanılabilir.
Silindirin ön tarafı dişlidir ve bir yapı parçasına bir delik açarak, silindiri yerleştirerek ve ardından silindir somunu ile sabitleyerek silindiri monte etmek için alternatif bir yöntem olarak kullanılabilir.
Bu bağlantı yöntemi kullanılmıyorsa robotunuzun ağırlığını azaltmak için somun çıkarılabilir.
Akış Ölçer - M5 dirsek ölçer çıkış akış kontrolü, silindirin üst portuna vidalanabilir.
Akış ölçer, silindir çubuğunun uzayacağı ve geri çekileceği hızı kontrol edecek olan silindir içindeki hava akışını kontrol edebilir.
Akış ölçer, akışı artırmak için iç halkayı yukarıya veya akışı azaltmak için aşağıya doğru çevirerek ayarlanabilir. Halka bir tornavida kullanılarak döndürülebilir.
Silindirler için Bağlantı Elemanı - Silindirler için M5 Erkek Konnektör, silindirin alt portuna vidalanabilir.
Tüm bağlantı elemanlarında olduğu gibi, vidalanırken bağlantı parçasının çapraz diş açmamasına dikkat edilmelidir.
Silindir Mili Pivotu, çubuğun dişli kısmındaki iki somunun arasına yerleştirilerek silindir çubuğuna takılabilir.
Silindir Montaj Parçası, 1 inç #8-32 VEX vida ve naylon somun kullanılarak silindire takılabilir.
Silindir Montaj Parçası robot üzerindeki bir yapı parçasına monte edilebilir. Silindir Mili Pivotu, hareket ettirileceği bileşene bir vida veya mil kullanılarak takılabilir.
Not: Silindiri, silindir çubuğuna yan kuvvet uygulanacak şekilde monte etmeyin. Silindirin çubuğu bükülürse silindir çalışmaz.
Tek Etkili Silindir
Silindir - Tek Etkili Yay Geri Dönüşlü Silindir 10mm Çapın ucunda bir bağlantı noktası vardır.
Çubuk iki somunla dişlidir. Bunlar Silindir Çubuğu Pivotunu takmak için kullanılabilir.
Silindirler için Bağlantı Elemanı - Silindirler için M5 Erkek Konnektör, silindirin alt portuna vidalanabilir.
Silindir Mili Mili ve Silindir Montaj Parçası, tek etkili silindire, yukarıda açıklanan çift etkili silindir için olduğu gibi aynı şekilde takılabilir.
Silindir Montaj Parçası robot üzerindeki bir yapı parçasına monte edilebilir. Silindir Mili Pivotu, hareket ettirileceği bileşene bir vida veya mil kullanılarak takılabilir.
Not: Silindiri, silindir çubuğuna yan kuvvet uygulanacak şekilde monte etmeyin. Silindirin çubuğu bükülürse silindir çalışmaz.
Tüm cihazları birbirine bağlamak için pnömatik boru kullanılır.
Bir çift keskin maket makası kullanılarak istenilen uzunlukta kesilebilir.
Pnömatik İçin İki Örnek Düzen
Çift etkili silindir için örnek düzen:
- Hava, bir bisiklet pompasından Hava Deposunun Schrader valfına pompalanacak.
- Basınçlı hava, haznenin diğer ucundaki armatürden çıkıp Açma-Kapama Anahtarına akar.
- Anahtardan basınçlı hava Basınç Regülatörünü besleyecektir.
- Basınç Regülatöründen hava Çift Etkili Solenoid Valf'a akacaktır.
- Solenoid valfin durumuna bağlı olarak, hava ya Port B'den silindirin tepesine akacak ya da hava A Portundan dışarı ve çubuğunu uzatarak silindirin tabanına akacaktır.
- Solenoid valf, V5 Robot Beyninin 3 kablolu bağlantı noktasına takılan Solenoid Sürücü Kablosu tarafından kontrol edilecektir.
Tek etkili silindir için örnek düzen:
- Hava, bir bisiklet pompasından Hava Deposunun Schrader valfına pompalanacak.
- Basınçlı hava, rezervuarın diğer ucundaki bağlantı parçasından Basınç Regülatörüne akar.
- Basınç Regülatöründen hava, Tek Etkili Solenoid Valf'a akacaktır.
- Solenoid valfin durumuna bağlı olarak, hava ya A Portundan dışarı çıkacak ya da hava A Portundan dışarı ve çubuğunu uzatarak silindirin tabanına akacaktır.
- Solenoid valf, V5 Robot Beyninin 3 kablolu bağlantı noktasına bağlanan solenoid sürücü kablosuyla kontrol edilecektir.
Silindirlerin Kuvvetinin Hesaplanması
Belirli bir basınç için Çıkış Kuvvetini hesaplama denklemi şu şekilde verilir:
(Silindirin Kesit Alanı) x (İç Hava Basıncı) = Kuvvet
VEX Pnömatik Silindirlerin silindir çapı 0,39 inçtir (10 mm). Buradan, dairenin alanı denklemini kullanarak silindirin kesit alanını hesaplayabiliriz:
(Çap / 2)² x π = Alan
Bize silindir çapı (iç çap) verildiğinden ve Pi ≈ 3,14 olduğunu bildiğimizden, alanı şu şekilde hesaplayabiliriz:
(0,39 inç / 2)² x 3,14 = 0,12 inç²
Artık bu sayıyı orijinal denklemimize yerleştirebilir ve silindir çıkış kuvvetini hesaplayabiliriz:
0,12 inç² x 100 psi = 12 Pound Kuvvet (100 psi'de)
Pnömatiklerle çalışırken güvenlik yönergeleri için VEX V5 Robotlarıyla Çalışırken Önlemler ve Güvenlik Yönergeleribakın.