Приводы FTC роботов

Этот раздел охватывает сердце любого робота — привод. Назначение привода — обеспечить движение робота, поэтому он является критически важным элементом всей конструкции. Если привод не работает, робот в целом тоже не будет функционировать. В FTC существует множество возможных типов приводов, которые мы рассмотрим в этом руководстве. Приводы делятся на два основных типа: танковый (skid-steer) и голономный.

Типы приводов

Танковый привод (Tank Drivetrain)

Танковый привод в основном использует колёса с высоким сцеплением и не может двигаться вбок (страфить). Для изменения направления танковый привод либо поворачивает колёса с одной стороны в противоположную сторону от другой (разворачивая робота), либо изменяет скорость одной стороны относительно другой, заставляя робота двигаться по дуге. Танковые приводы отдают приоритет сцеплению и ускорению перед манёвренностью, что позволяет им преодолевать препятствия и играть в защите. Они относительно просты в сборке, но при этом остаются конкурентоспособными на высоком уровне.

Голономный привод (Holonomic Drivetrain)

В отличие от танкового привода, голономный привод может двигаться вбок благодаря использованию колес типа механум или омни. Эти колёса имеют специальные ролики, позволяющие осуществлять страфинг. Голономные приводы придают большее значение манёвренности, чем сцеплению. Они устраняют необходимость поворотов, требуемых танковому приводу. Однако такие приводы уязвимы к защите со стороны других роботов и могут испытывать проблемы при значительном весе. Несмотря на это, голономные приводы доказали свою эффективность и часто встречаются среди лучших команд мира.

Выбор привода

При создании любого механизма командам необходимо определить основные требования и желаемые характеристики. Вот некоторые важные параметры при выборе привода:

Манёвренность

На манёвренность влияет множество факторов: максимальная скорость, ускорение, радиус и скорость поворота, а также способность к страфингу. Радиус поворота — часто игнорируемая, но очень важная характеристика. В общем случае, хороший привод должен иметь свободную скорость (без нагрузки) в диапазоне 5–6,5 км/ч.

Количество моторов и передаточное отношение

Новички часто пытаются использовать только два мотора на привод. Это возможно, но не рекомендуется, так как все конкурентоспособные команды используют минимум 4 мотора. Другая частая ошибка — слишком медленный привод. Хотя продвинутые команды могут уделять внимание защите, в целом основными факторами успешного привода являются маневренность и скорость.

Оптимальным передаточным отношением для привода в FTC считается 12:1 – 20:1. Популярным выбором является 12:1. Это обеспечивает баланс между ускорением и высокой максимальной скоростью.

Способы передачи мощности

Существует четыре основных способа передачи мощности:

• Прямой привод (direct drive)
• Цепь (chain)
• Шестерни (gear)
• Ремень (belt)

При использовании цепей необходимо предусмотреть натяжители для поддержания правильного натяжения. Шестерни немного проще и могут быть отличным решением, особенно при использовании алюминиевого профиля.

Опции приводов

Танковые (Skid-Steer) приводы

• 2-колёсный привод (Pushbot Drive)
• 4-колёсный привод
• 6-колёсный привод (6WD)
• Гусеничный привод (Tread Drive)

Голономные приводы

• Mecanum Drive
• X-Drive
• H-Drive

Глоссарий

• Омни-колёса — это особый тип колёс, предназначенный для манёвренности и страфинга. Они имеют резиновые ролики, расположенные перпендикулярно плоскости колеса. Они используются в X-Drive, а также как вспомогательные колёса в танковых приводах.
• Механум — является разновидностью омни-колеса, но его ролики расположены под углом 45 градусов.
• Тяговое колесо (Traction Wheel) — обеспечивает максимальное сцепление с поверхностью благодаря резиновому покрытию и широкой контактной площадке.
• Страфинг (Strafing) — это боковое движение робота. Он возможен только при использовании омни- или механум-колёс.
• Параллельнопластинчатый привод (Parallel Plate Drivetrain) — привод, в котором трансмиссия и колёса располагаются между двумя пластинами, обеспечивающими жёсткость конструкции.