Покупные компоненты. Колеса.
В данном разделе мы постарались собрать в одном месте большинство наиболее распространенных компонентов, используемых командами при создании роботов FIRST Tech Challenge. В настоящее время все эти компоненты являются официально разрешенными. Однако стоит на будущее иметь ввиду, что часть из них может быть снята с производства, а на часть могут быть наложены ограничения по использованию (но это вряд ли).
Также мы поставили цель сформировать рейтинг популярных покупных компонентов: чем команды довольны, чем нет, как часто деталь ломается, в чем особенности использования. Такой рейтинг помог бы начинающим командам быстрее и проще сориентироваться в вопросе покупки компонентов. Мы понимаем, что рейтинг - дело субъективное, поэтому приглашаем присоединиться к его составлению все действующие команды FIRST Tech Challenge. Присылайте нам на почту robot@pml30.ru ссылку на пост в ВК с описанием Вашего опыта применения одного конкретного компонента, мы опубликуем на нее ссылку и пересчитаем рейтинг.
В нашем рейтинге три категории:
Красный - часто ломается, возможен брак при покупке, не соответствует заявленных характеристикам
Желтый - требует внимательного отношения и бережной эксплуатации, подходит не для любого применения
Зеленый - надежный компонент, редко ломается, долго служит
Колеса используются главным образом для передвижений робота - в колесной базе. Кроме этого активное применение они нашли в устройствах захвата игровых элементов и их перемещения внутри робота. Колеса различных производителей ниже разбиты на 5 групп:
1. Гладкие резиновые колеса
Основная движущая сила как для перемещения робота, так и для захвата игровых элементов. Простая жесткая конструкция не допускает смещения вдоль оси колеса. Такие вынужденные смещения (проскальзывания) вызывают повышенный износ колеса и повышенные нагрузки на место крепления колеса к оси вращения.
2. Омни колеса
В дополнение к передаче вращающего усилия допускают свободное смещение касающейся колеса поверхности вдоль оси колеса. Для формирования непрерывной внешней поверхности качения такие колеса как правило устанавливают парами. Колесная база с омни колесами, установленными ромбом, позволяет перемещаться роботу в любом направлении и вращаться вокруг вертикальной оси.
3. Меканум колеса
Позволяют перемещаться роботу в любом направлении и вращаться вокруг вертикальной оси. По сравнению с комплектом омни колес, установленных ромбом, обеспечивают более высокую скорость движения вперед-назад. При использовании в составе конвейера внутри робота не только перемещают игровой элемент, но и прижимают его к одной из поверхностей.
4. Деформируемые колеса
Предназначены не для перемещения роботов (колесной базы), а для перемещения игровых элементов. Позволяют создавать эффективные захваты и внутренние конвейеры.
5. Колеса с покрышками
Применяются в случаях, когда необходимо уверенно передвигаться по неровным поверхностям (с препятствиями, барьерами), а также по естественному покрытию (земля, песок, гравий и т.п.).
Колеса разных производителей либо напрямую одеваются на ось, либо крепятся к оси при помощи муфты. Первый способ широко распространен для шестигранных осей. Второй - для круглых осей с D-шлицем. Муфты разных производителей используют разное расположение крепежных отверстий. Основные из них:
- Tetrix и AndyMark - 4 отверстия М3 с центрами на серединах сторон квадрата 16 мм (0.630") - на окружности диаметром 16 мм (0.630")
- goBilda - 4 отверстия М3 с центрами в углах квадрата 16 мм (0.630") - на окружности диаметром 22.6 мм
- Actobotics - 4 отверстия М3 с центрами на окружности диаметром 19.5 мм (0.77")
- AndyMark - 6 отверстий 3/16" (4.8 мм) с центрами на окружности диаметром 47.6 мм (1.875")
Примеры переходников:
https://www.revrobotics.com/rev-41-1833/
Гладкие резиновые колеса
Отличаются высокой износостойкостью из-за высокой твердости резины. Входят в стартовый комплект оборудования TETRIX FIRST Tech Challenge Competition Set (41227/44706/44745) - 4 шт. с диаметром 4" (102 мм).
Внешний диаметр - 3" (76 мм) и 4" (102 мм)
Масса - 73 г и 132 г соответственно
Крепление на ось - муфта Tetrix
Рейтинг
Отличаются небольшой шириной, что позволяет их устанавливать в механизмы, в которые другие колеса не помещаются. Входят в стартовый комплект оборудования REV Robotics FTC Starter Kit - 4 или 6 шт.
Внешний диаметр - 90 мм
Масса - 54 г
Крепление на ось - шестигранник 5 мм
Рейтинг
Имеется пять видов жёсткости покрытия (отличаются по цвету резины). Чем ниже твёрдость - тем мягче колесо. Это увеличивает коэффициент трения, но приводит к более быстрому износу резины. Рекомендуется не использовать фиксатор для резьбы с этим колесом, так как можно повредить внутреннюю пластиковую часть.
Внешний диаметр - 2" (51 мм) и 4" (102 мм)
Масса - 45 г и 100 г соответственно
Крепление на ось - муфта Tetrix или шестигранник 5 мм или 3/8" или 1/2"
Рейтинг
Входят в состав goBILDA Master FTC Kit - 4 шт. с диаметром 96 мм. Крепление на ось не совместимо с наиболее распространенной муфтой Tetrix.
Внешний диаметр - 72 мм, 96 мм и 120 мм
Масса - 85 г, 142 г и 194 г соответственно
Крепление на ось - муфта goBilda или переходная пластина
Рейтинг
Омни колеса
Самые распространенные омни колеса. Входят в стартовый комплект оборудования TETRIX FIRST Tech Challenge Competition Set (41227/44706/44745) - 4 шт. с диаметром 4" (102 мм).
Внешний диаметр - 3" (76 мм) и 4" (102 мм)
Масса - 64 г и 103 г соответственно
Крепление на ось - муфта Tetrix
Рейтинг
Входят в стартовый комплект оборудования REV Robotics FTC Starter Kit - 2 шт. Самые легкие омни колеса за счет единого корпуса (а не из двух свинченных половинок, как у всех остальных).
Внешний диаметр - 90 мм
Масса - 66 г
Крепление на ось - шестигранник 5 мм
Рейтинг
За счет металлического корпуса жестче и могут служить дольше, чем пластиковые омни колеса. Как следствие - значительно тяжелее аналогов.
Внешний диаметр - 4" (102 мм)
Масса - 190 г
Крепление на ось - муфта Tetrix
Рейтинг
В отличие от всех остальных конструкций сразу включают в себя два ряда роликов в едином корпусе для формирования непрерывный внешней поверхности качения.
Внешний диаметр - 4" (102 мм)
Масса - 270 г
Крепление на ось - AndyMark Hub (6 отверстий) или переходная пластина
Рейтинг
Близкий, более дешевый аналог омни колес Tetrix с похожими характеристиками. Крепление на ось не совместимо с наиболее распространенной муфтой Tetrix.
Внешний диаметр - 72 мм, 96 мм и 120 мм
Масса - 51 г, 96 г и 139 г соответственно
Крепление на ось - муфта goBilda или переходная пластина
Рейтинг
Меканум колеса
Универсальные меканум колеса с металлической рамой и 9 резиновыми роликами на каждом колесе. Подходят для использования на роботах с равномерно распределенной массой на 4 колеса не более 30 кг.
Внешний диаметр - 98 мм
Масса - 350 г
Крепление на ось - D-ось диаметром 6 мм
Рейтинг
Легкие компактные меканум колеса с металлической рамой и 8 резиновыми роликами на каждом колесе. Благодаря их небольшому размеру для остальных механизмов робота остается больше места.
Внешний диаметр - 75 мм
Масса - 179 г
Крепление на ось - муфта Tetrix
Рейтинг
Облегченные меканум колеса с пластиковой рамой и 6 двойными резиновыми роликами на каждом колесе. Подходят для относительно легких роботов с равномерно распределенной массой на 4 колеса не более 22 кг.
Внешний диаметр - 4" (102 мм)
Масса - 160 г
Крепление на ось - муфта Tetrix
Рейтинг
Универсальные меканум колеса с металлической рамой и 9 резиновыми роликами на каждом колесе. Одно колесо выдерживает нагрузку до 90 кгс.
Внешний диаметр - 4" (102 мм)
Масса - 400 г
Крепление на ось - муфта Tetrix или шестигранник 1/2" или AndyMark Hub (6 отверстий)
Рейтинг
Самое большие и прочные меканум колеса с металлической рамой и 15 резиновыми роликами на каждом колесе. Одно колесо выдерживает нагрузку до 90 кгс.
Внешний диаметр - 6" (152 мм)
Масса - 998 г
Крепление на ось - муфта Tetrix или шестигранник 1/2" или AndyMark Hub (6 отверстий)
Рейтинг
Универсальные меканум колеса с хорошим коэффициентом трения резиновых роликов (9 шт. на одно колесо) и тонкой металлической рамой (обеспечивает их относительно небольшой вес).
Внешний диаметр - 100 мм
Масса - 315 г
Крепление на ось - муфта goBilda или переходная пластина
Рейтинг
Деформируемые колеса
Имеется пять видов жёсткости покрытия (отличаются по цвету резины). Чем ниже твёрдость - тем мягче колесо. Это позволяет колесу больше деформироваться, увеличивает коэффициент трения, но приводит к более быстрому износу резины.
Внешний диаметр - 4" (102 мм)
Масса - 100-120 г (зависит от типа резины)
Крепление на ось - муфта Tetrix или шестигранник 3/8" или 1/2"
Рейтинг
Имеется пять видов жёсткости покрытия (отличаются по цвету резины). Чем ниже твёрдость - тем мягче колесо. Это позволяет колесу больше деформироваться, увеличивает коэффициент трения, но приводит к более быстрому износу резины.
Внешний диаметр - 2" (51 мм)
Масса - 16 г
Крепление на ось - муфта Tetrix или шестигранник 3/8" или 1/2"
Рейтинг
Позволяет перемещать как одновременно несколько небольших объектов, так и одиночные крупные игровые элементы.
Внешний диаметр - 120 мм
Масса - 45 г
Крепление на ось - шестигранник 0.425"
Рейтинг
Колеса с покрышками
Широкие, с агрессивным протектором колеса имеют хорошее сцепление для движения или подъема по неровным или шероховатым поверхностям. Внутри покрышки - вспененный материал, величина деформации (пятно контакта с поверхностью) зависит от массы робота.
Внешний диаметр - 127 мм
Масса - 199 г
Крепление на ось - переходник на круглые D-оси диаметром 5 мм и 6 мм в комплекте
Рейтинг
На универсальный колесный диск 3605 Series Hurricane Rim можно установить 3 типа покрышек: Paddle Tire, Cougar Tire и Leopard Tire. Разработаны для передвижения по поверхностям разной структуры или для захвата различных объектов.
Внешний диаметр - 115 мм, 127 мм и 135 мм
Масса - 104 г, 126 г и 142 г соответственно
Крепление на ось - муфта goBilda или переходная пластина
Рейтинг