Tạo hệ thống truyền động V5

Hệ thống truyền động cho phép robot di chuyển bằng cách sử dụng bánh xe, xích hoặc phương pháp khác. Hệ thống truyền động đôi khi còn được gọi là cơ sở truyền động. Xác định loại hệ thống truyền động nào cần sử dụng là một trong những cân nhắc đầu tiên khi thiết kế robot. Hệ thống truyền động Clawbot rất phù hợp để bắt đầu, nhưng các thiết kế hệ thống truyền động bổ sung có thể giúp robot có nhiều chức năng hơn, chẳng hạn như có thể di chuyển ngang, quay và di chuyển về phía trước và phía sau. Loại chuyển động này được gọi là đa hướng. Hệ thống truyền động cũng có thể cần phải di chuyển qua các chướng ngại vật hoặc cần phải chống lại lực đẩy từ bên cạnh của một rô-bốt khác. Các robot được thiết kế để tham gia cuộc thi có thể giành được lợi thế cạnh tranh bằng cách lựa chọn hệ thống truyền động phù hợp với chiến lược thi đấu của mình.

Một số điều cần cân nhắc khi lựa chọn hệ thống truyền động cho robot thi đấu:

• Có chướng ngại vật nào trên sân chơi cần phải lái xe vượt qua hoặc trèo lên không? Bánh xích hoặc bánh xe có đường kính lớn hơn có thể giúp vượt qua chướng ngại vật.
• Hệ thống truyền động sẽ phải chịu mức độ bảo vệ nào? Một số trò chơi có rào cản ngăn cách các đối thủ và hệ thống phòng thủ không dễ bị đẩy sang một bên không quá quan trọng.
• Hệ thống truyền động đa hướng có lợi thế như thế nào?
• Hệ thống truyền động có thể đẩy nhiều quân cờ nặng hay cần phải nhanh không? Tốc độ hoặc mô-men xoắn tối đa do hệ thống truyền động tạo ra có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi tỷ số truyền khác nhau, bằng cách thay đổi Hộp số động cơ thông minh V5 và/hoặc bằng cách thay đổi đường kính bánh xe.
• Thiết kế robot có thể đạt tới độ cao và khoảng cách bao xa? Những robot có thể vươn cao và/hoặc vươn xa sẽ được hưởng lợi từ hệ thống truyền động có diện tích tiếp xúc lớn hơn và trọng tâm thấp hơn. Bánh xe có đường kính nhỏ có thể giúp ích cho cả hai trường hợp.
• Cần bao nhiêu động cơ cho các chức năng khác ngoài hệ thống truyền động? Một số quy tắc của cuộc thi giới hạn số lượng động cơ trên một robot.

Những cân nhắc này chỉ là một số ví dụ, nhưng không phải tất cả, về các loại phân tích nên được sử dụng khi lựa chọn hệ thống truyền động cho robot thi đấu. 

Mô tả một số loại hệ thống truyền động

Ổ đĩa tiêu chuẩn

Hệ thống truyền động tiêu chuẩn còn được gọi là hệ thống truyền động lái trượt và là một trong những loại hệ thống truyền động phổ biến nhất. Hệ thống truyền động tiêu chuẩn có thể được cung cấp năng lượng bởi hai động cơ và những động cơ này có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng trực tiếp cho bánh xe dẫn động hoặc có thể là một phần của hệ thống bánh răng có thể có nhiều bánh xe dẫn động. Hệ thống truyền động cũng có thể được thiết kế để có nhiều động cơ và nhiều bánh xe. Những biến thể này đôi khi được gọi là dẫn động bốn bánh, dẫn động sáu bánh, v.v. Hệ thống truyền động này có thể sử dụng nhiều loại bánh xe VEX. Tuy nhiên, nó không có khả năng đa hướng.

Đồ họa ở trên hiển thị Hệ thống truyền động tiêu chuẩn được cung cấp năng lượng bởi hai động cơ. Bạn có thể xoay và phóng to thu nhỏ đồ họa để xem từng góc của hệ thống truyền động hai động cơ. Chọn các bộ phận để xem tên của từng thành phần. 

Đồ họa ở trên hiển thị hệ thống truyền động tiêu chuẩn được cung cấp năng lượng bởi bốn động cơ. Việc lắp đặt bốn động cơ cung cấp thêm công suất để cải thiện tốc độ, mô-men xoắn lớn hơn, tăng cường lực kéo và độ ổn định. Bạn có thể xoay và phóng to thu nhỏ đồ họa để xem từng góc của hệ thống truyền động hai động cơ. Chọn các bộ phận để xem tên của từng thành phần. 

 

H lái xe

Hệ thống truyền động H Drive sử dụng ba hoặc năm động cơ với bốn bánh xe đa hướng và một bánh xe đa hướng thứ năm được đặt vuông góc giữa các bánh xe khác của hệ thống truyền động. Sự sắp xếp của các bánh xe cho phép hệ thống truyền động này có khả năng di chuyển theo mọi hướng. H Drive có thể sử dụng Bánh xe đa hướng 2,75 inch, Bánh xe đa hướng 3,25 inch hoặc Bánh xe đa hướng 4 inch. Tuy nhiên, loại hệ thống truyền động này có thể được đẩy sang một bên bởi một robot khác nhờ các con lăn trên Bánh xe đa hướng. Bánh xe trung tâm thứ năm cũng có thể bị kẹt vào chướng ngại vật khi robot cố lăn qua chướng ngại vật đó.

Mecanum

Thiết kế thống truyền động Mecanum sử dụng Bánh xe Mecanum. Những bánh xe này có các con lăn góc cạnh cho phép chúng có thể di chuyển theo mọi hướng. Khi các bánh xe trên hệ truyền động này quay ngược nhau, hướng của các con lăn sẽ khiến hệ truyền động di chuyển sang ngang. Tuy nhiên, các con lăn góc cạnh đòi hỏi mô-men xoắn lớn hơn từ động cơ để truyền động bánh xe và hệ truyền động đòi hỏi mã lập trình phức tạp hơn cho chuyển động của nó so với Hệ truyền động tiêu chuẩn.

Toàn thể kinh tế

Hệ thống truyền động Holonomic là hệ thống truyền động đa hướng. Thiết kế này có thể được lắp ráp với ba bánh xe đa hướng và ba động cơ hoặc bốn bánh xe đa hướng và bốn động cơ. Hệ thống truyền động Holonomic này có thể được thiết kế với Bánh xe đa hướng 2,75”, Bánh xe đa hướng 3,25” hoặc Bánh xe đa hướng 4”. Phiên bản ba bánh xe đa hướng và ba động cơ truyền động được lắp ráp với các bánh xe được đặt ở góc 120^o với nhau. Phiên bản bốn bánh xe đa hướng và bốn động cơ có thể được lắp ráp bằng cách nghiêng các bánh xe ở mỗi góc (đôi khi được gọi là ổ đĩa chữ X và ví dụ được hiển thị bên dưới) hoặc đặt các bánh xe dẫn động ở giữa mỗi bên của đế ổ đĩa. Các hệ thống truyền động Holonomic này yêu cầu mã lập trình phức tạp hơn cho chuyển động của chúng so với hệ thống truyền động tiêu chuẩn. Hệ dẫn động 3 bánh không ổn định bằng hệ dẫn động 4 bánh.

Đường ray lái xe

Track Drive là một biến thể khác của Hệ thống truyền động tiêu chuẩn sử dụng Bộ đế lốp thay vì bánh xe. Nó có thể dễ dàng vượt qua chướng ngại vật. Tuy nhiên, Tank Drive không có khả năng di chuyển đa hướng. Bộ lốp xe tăng tiêu chuẩn không có lực kéo tốt. Việc lắp thêm một số liên kết kéo rãnh lốp xe tăng từ Bộ nâng cấp rãnh lốp xe tăng vào chuỗi rãnh lốp có thể tăng lực kéo. Ngoài các bánh răng dẫn động đi kèm với Bộ đế bánh xe tăng, các bánh răng cường độ cao cũng có thể được sử dụng làm bánh răng dẫn động.

Một số lỗi thiết kế cần tránh khi lắp ráp hệ thống truyền động

Ổ đĩa tiêu chuẩn

Một lỗi thiết kế có thể mắc phải với Hệ dẫn động tiêu chuẩn là cung cấp năng lượng cho tất cả các bánh xe với cùng tỷ số truyền và sử dụng các bánh xe có đường kính khác nhau. Do sự khác biệt về chu vi của các bánh xe, lỗi thiết kế này khiến các bánh xe lớn hơn cố gắng kéo robot về phía trước nhanh hơn so với khả năng lăn của các bánh xe nhỏ hơn.

H lái xe

Một lỗi thiết kế có thể mắc phải với H Drive là đặt bánh xe trung tâm thứ năm ở vị trí khác so với 4 bánh xe còn lại. Điều này có thể xảy ra nếu bất kỳ trục truyền động nào của hệ thống truyền động không có cùng khoảng cách so với mặt đất như những trục khác. Khi lỗi thiết kế này xảy ra, bánh xe trung tâm hoặc bánh xe dẫn động sẽ nhấc bánh xe kia lên khỏi mặt đất.

Mecanum

Toàn thể kinh tế

Một lỗi thiết kế có thể mắc phải với hệ thống truyền động toàn phần là chỉ có một điểm hỗ trợ cho trục truyền động. Lỗi thiết kế này cho phép trục truyền động xoay lên xuống, khiến trục truyền động khó quay hơn bên trong ổ trục.

Đường ray lái xe

Một lỗi thiết kế có thể mắc phải khi truyền động xích là truyền động xích xe tăng bằng một bánh răng ở giữa xích. Lỗi thiết kế này sẽ khiến bánh răng dẫn động bị trượt khỏi các mắt xích. Bánh xích dẫn động phải có ít nhất 120 ^o lớp xích quấn bình.

So sánh một số loại hệ thống truyền động

Nguy cơ an toàn:

Điểm Nhún Từ từ di chuyển bánh xe, xích và bánh răng để đảm bảo không có dây, ống, vật liệu đàn hồi hoặc phần cứng nào bị kẹt trong chuyển động trước khi khởi động robot.

Có thể mua kim loại kết cấu và phần cứng tại https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.

Bạn có thể mua bánh xe và các thiết bị chuyển động khác tại https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.