創建 V5 傳動系統

動力傳動系統允許機器人透過使用輪子、坦克履帶或其他方法進行移動。 傳動系統有時被稱為驅動基座。 設計機器人時首先要考慮的因素之一是確定要使用哪種傳動系統。 Clawbot 傳動系統非常適合入門,但額外的傳動系統設計可為機器人提供更多功能,例如除了轉彎和前後移動之外,還能夠側向移動。 這種類型的運動稱為全向運動。 傳動系統可能還需要越過障礙物或需要抵抗另一個機器人從側面的推動。 為比賽而設計的機器人可以透過選擇與其遊戲策略相符的傳動系統來獲得競爭優勢。

為競賽機器人選擇動力傳動系統時需要考慮的一些事項:

  • 比賽場地是否有需要駛過或攀爬的障礙物? 履帶或較大直徑的輪子可以幫助越過障礙物。
  • 動力傳動系統將面臨多少防禦? 有些遊戲有一個屏障將對手分開,而不易被輕易推向側面的防守動力傳動系統並不那麼重要。
  • 全向傳動系統有多大優勢?
  • 動力傳動系統是否要推動多個/重型遊戲零件,或是否需要速度快? 傳動系統產生的最大速度或扭力可以透過改變不同的齒輪比、改變 V5 智慧馬達齒輪盒和/或改變車輪的直徑來調整。
  • 機器人設計能夠達到多高多遠? 能夠到達高處和/或伸出手的機器人受益於更大的傳動系統佔地面積和更低的重心。 小直徑輪子可以幫助解決這兩個問題。
  • 除了動力傳動系統之外,還需要多少馬達來實現其他功能? 一些競賽規則限制機器人上的馬達數量。

這些考慮因素是為競賽機器人選擇動力傳動系統時應使用的分析類型的一些範例,但不是全部。 

某些類型的傳動系統的描述

標準驅動器

標準傳動系統 也稱為滑移轉向傳動系統,是最常見的傳動系統類型之一。 標準傳動系統可由兩個馬達提供動力,這些馬達可用於直接為驅動輪提供動力,也可以作為具有多個驅動輪的齒輪系的一部分。 傳動系統還可以設計為具有多個馬達和多個車輪。 這些變體有時稱為四輪驅動、六輪驅動等。 此傳動系統可以使用各種 VEX 車輪。 但它缺乏全方位的能力。

上圖顯示了由兩個馬達驅動的標準傳動系統。 您可以旋轉並放大和縮小圖形以查看雙馬達傳動系統的每個角度。 選擇零件以查看每個組件的名稱。 

上圖顯示了由四個馬達驅動的標準傳動系統。 採用四個馬達可提供額外的動力,從而提高速度、更大的扭力以及增強的牽引力和穩定性。 您可以旋轉並放大和縮小圖形以查看雙馬達傳動系統的每個角度。 選擇零件以查看每個組件的名稱。 

 

H 驅動器

H Drive 使用三個或五個電機,帶有四個全向輪和第五個全向輪組,垂直於傳動系統的其他輪子。 車輪的配置使此傳動系統能夠實現全向。 H Drive 可使用 2.75 英吋全向輪、3.25 英吋全向輪或 4 英吋全向輪。 然而,由於全向輪上有滾輪,這種類型的傳動系統可以被另一個機器人向側面推動。 當機器人試圖翻過障礙物時,第五中心輪也可能被障礙物卡住。

麥克納姆

麥克納姆傳動系統 設計採用麥克納姆輪。 這些輪子具有傾斜的滾輪,可以實現全向旋轉。 當此傳動系統上的輪子彼此相反旋轉時,滾輪的方向導致傳動系統側向移動。 然而,與標準驅動器相比,斜角滾輪需要馬達提供更大的扭矩來驅動車輪,並且傳動系統需要更複雜的程式碼來實現其運動。

完整的

Holonomic Drivetrain 是全向的。 該設計可以與三個全向輪和三個馬達或四個全向輪和四個馬達組裝。 這些 Holonomic 傳動系統可以設計為 2.75 吋全向輪、3.25 吋全向輪或 4 吋全向輪。 三個全向輪和三個驅動馬達版本組裝時輪子彼此成 120o。 四個全向輪和四個馬達版本可以透過在每個角落傾斜輪子(有時稱為 X 驅動器,示例如下所示)或將驅動輪放置在驅動器每側的中心來組裝根據。 與標準驅動器相比,這些完整傳動系統需要更複雜的運動程式碼。 3 輪傳動系統不如 4 輪傳動系統穩定。

履帶驅動

Track Drive 是標準傳動系統的另一種變體,使用坦克胎面套件而不是車輪。 它可以輕鬆越過障礙。 然而,坦克驅動器缺乏全向能力。 標準坦克胎面套件沒有很好的牽引力。 在履帶鏈中加入坦克履帶升級套件中的一些坦克履帶牽引連桿可以增加牽引力。 除了坦克胎面套件附帶的驅動鏈輪外,高強度鏈輪也可用作驅動鏈輪。

組裝傳動系統時應避免的一些設計錯誤

標準驅動器

標準驅動器可能犯的一個設計錯誤是用相同的傳動比為所有車輪提供動力並使用不同直徑的車輪。 由於輪子的周長差異,這種設計錯誤導致較大的輪子試圖比較小的輪子滾動得更快,從而更快地拉動機器人。

H 驅動器

H 驅動器可能犯的一個設計錯誤是第五個中心輪與其他 4 個輪子位於不同的高度。 如果傳動系統的任何驅動軸與地面的距離與其他驅動軸的距離不同,則可能會發生這種情況。 當發生這種設計錯誤時,中心輪或驅動輪中的一個會將另一個抬離地面。

麥克納姆

該圖展示了 V5 類別組件的組裝技巧,其中包含帶有標籤的零件以及正確組裝技術的逐步說明。

麥克納姆傳動系統可能犯的一個設計錯誤是沒有將麥克納姆輪放置在正確的方向。 當發生此設計錯誤時,傳動系統將不會側向移動。

完整的

完整傳動系統可能犯的一個設計錯誤是驅動軸只有一個支撐點。 這種設計錯誤允許驅動軸上下樞轉,這使得驅動軸更難在軸承內旋轉。

履帶驅動

履帶驅動裝置可能犯的設計錯誤是用位於履帶中心的鏈輪來驅動坦克履帶。 這種設計錯誤將使驅動鏈輪在鏈節上跳躍。 驅動鏈輪應至少有 120 o 的罐鏈纏繞。

一些類型傳動系統的比較

  標準驅動器 H 驅動器 麥克納姆 完整的 履帶驅動
所需最少馬達數 2 3 4 3 2
全向 是的 是的 是的
程式設計水平 基礎到中級 中間的 先進的 先進的 基礎到中級
避免被橫向推擠 Omni - 牽引力差 - 非常好 公平的 出色的 公平的 非常好
越過障礙的能力 非常好 貧窮的 好的 公平的 出色的
安全隱憂:
V5 組裝技巧的安全危險警告插圖,強調了與不當組裝和使用相關的潛在風險。

夾點

在機器人通電之前,緩慢移動輪子、鏈輪和齒輪,以確保沒有電線、管道、彈性材料或硬體被運動卡住。

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