ROBOTY DOMOWEJ ROBOTY (1) - Jak zrobić przekładnię Hobbyści budując swoje roboty często napotykają problem: skąd wziąć silnik z przekładnią redukującą obroty, na przykład do napędu kół robota mobilnego. W przypadku mniejszych konstrukcji zwykle wykorzystywane bywają "przerobione" serwomechanizmy modelarskie. Natomiast ja do tego celu wolę wykorzystywać części mechaniczne wymontowane ze zużytych sprzętów elektronicznych (magnetofon, magnetowid, napęd CDROM do PC itp). Niestety, sprzęty te są w taki sposób wytwarzane, że rzadko udaje się wymontować mechanizm przekładni w całości - po rozebraniu "grata" zostaje garść luźnych części: kółka, zębaki, ośki, wałki, paski napędowe. W tym artykule opisałem w jaki sposób można wykorzystać takie części do złożenia mechanizmu przekładni. Pokażę jak dorobić do silnika przekładnie redukującą obroty, właściwe to będzie prawie kompletny (bez elektroniki) niewielki robocik-zabawka, albo zdalnie sterowany pojazd Co robimy. Jako przykład wykonałem wózek niewielkiego robota mobilnego wraz z mechanizmem napędzającym koła - opiszę to szczegółowo. Wózek jest trójkołowy, z przodu ma dwa koła osadzone na wspólnym, napędzanym wałku oraz jedno małe kółko po środku, z tyłu. Oś, na której obraca się małe kółko, tworzy ruchome ramię dźwigni, jak widać na rysunku poniżej - dzięki temu pojazd może skręcać. Powinno to działać w następujący sposób: Gdy pojazd rusza wstecz, to oś z małym kółkiem skręca się samoczynnie, aż do dotknie ogranicznika (kąt około 30 stopni) - pojazd jedzie po łuku. Po zmianie kierunku obrotów silnika, oś tylnego kółka samoczynnie się prostuje, aż dotknie drugiego ogranicznika - pojazd porusza się po linii prostej do przodu. A więc, żeby skręcić, pojazd powinien cofać się jadąc po łuku, aż do chwili, kiedy ustawi się w oczekiwanym kierunku i następnie ruszyć do przodu. Takie rozwiązanie sterowania pojazdem może nie jest zbyt wygodne, ale za to bardzo proste do wykonania. Zespół napędzający koła pojazdu składa się z silnika DC i dwustopniowej przekładni pasowej, przenoszącej moment obrotowy z silnika na wałek napędzanych kół. Na ilustracjach poniżej widać, z jakich części będzie zmontowany cały mechanizm. Mechanizm napędu kół pojazdu: 1- wałek napędzanych kół pojazdu; 2,7 - łożyska ślizgowe w kształcie przewierconej kulki; 3,6 - pierścienie ustalające wałek kół pojazdu (zrobione z elastycznego plastyku); 4,10,12,14 - kółka pasowe przekładni, każde z kółek ma być ciasno wciśnięte na wałek i obracać się wraz z wałkiem; 5,11 - gumowe paski napędowe, 13 - łożysko ślizgowe w kształcie walca, 8 - wałek przenoszący moment obrotowy z pierwszego do drugiego stopnia przekładni, 9 - silnik napędzający koła. Części nie mogą wisieć w powietrzu tak, jak to widać na ilustracjach - silnik i łożyska umocowane zostaną do ramy pojazdu wyciętej z arkusza pleksiglasu, dokładniej o tym napiszę w dalszej części. Części i materiały. Zanim się rozpocznie majsterkowanie, trzeba wcześniej skompletować potrzebne części i materiały. Do budowy robocika użyłem części mechaniczne wymontowane ze zużytych sprzętów elektronicznych: walkmana, napędu CDROM od PC i magnetofonu kasetowego. Wykorzystałem także: niewielki arkusz pleksiglasu, drut z "potarganej" parasolki, kawałek dętki rowerowej, śrubki i wkręty do tworzywa - czyli to, co akurat było pod ręką. Wykorzystane części i materiały: 1. Silnik DC. Silnik z małym kółkiem pasowym na wałku wirnika został wykręcony ze walkmana. Tej wielkości silniczki znaleźć można także w napędach CD-ROM od PC. 2. Wałek z łożyskiem i kółkami pasowymi. Wałek (średnica fi 2mm) i współpracujące z wałkiem łożysko ślizgowe oraz większe kółko pasowe pochodzą z walkmana, mniejsze kółko pasowe zdjąłem z wirnika silnika wykręconego z magnetofonu kasetowego. Oba kółka pasowe mają być ciasno wciśnięte na wałek i powinny się obracać wraz z wałkiem. W sprzętach elektronicznych (magnetofon kasetowy, walkman itp.) często można znaleźć podobne wałki, najczęściej o średnicy fi 2mm, wraz ze współpracującym z wałkiem łożyskiem ślizgowym, a na wałkach osadzone bywają różnej wielkości kółka pasowe lub zębate - szczególnie takie części mogą się przydać przy składaniu przekładni. 3. Wałek napędzanych kół pojazdu, łożyska ślizgowe i kółko pasowe. Długi wałek wykonany został z drutu (średnica fi 2mm) odciętego z popsutego parasola, plastykowe kółko pasowe pochodzi z napędu CDROM, łożyska ślizgowe o kształcie przewierconej kulki (średnica wewnętrznego otworu fi 2mm) wymontowane zostały z zepsutego silnika wykręconego z magnetofonu kasetowego. Kółko pasowe powinno być ciasno wciśnięte na wałek i obracać się wraz z wałkiem. 4. Paski napędowe. Dwa gumowe paski napędowe, zostały wymontowane z walkmana i z magnetofony kasetowego. Podobne paski można też bez problemów dokupić. 5. Kółko przednie pojazdu. Oś wygięta w kształt litery L zrobiona została z kawałka drutu (fi 2mm) odciętego ze zniszczonej parasolki, ogumione kółko, podkładki i zapinki pochodzą z walkmana, łożysko ślizgowe wymontowane z magnetofonu. 6. Arkusz pleksi o grubości 4mm. Pleksi o różnej grubości, a także klej do łączenia pleksi, bez problemu można kupić w Internecie. Montaż. Montaż rozpocząłem od wycięcia z arkusza pleksi dwóch płytek o kształtach i wymiarach mniej więcej takich, jak widać na rysunku poniżej. Z tego samego arkusza pleksi wyciąłem także dwa kółka napędzane, a także kilka mniejszych elementów. Koła otrzymają ogumienie w postaci cienkiego pierścienia, wyciętego z dętki rowerowej i przyklejonego do koła klejem BUTAPREN. Obie wycięte płytki, złączone w całość, jak to widać na ilustracji poniżej, utworzą ramę pojazdu, do której umocowane zostaną koła i pozostałe części. Płytki zostaną połączone bez kleju, wypust u dołu mniejszej płytki wciśnięty zostanie w prostokątny, podłużny otwór wycięty w większej płytce. W mniejszej płytce, tej ustawionej pionowo, wykonałem dwa otwory, jak na rysunku poniżej. Mniejszy otwór przeznaczony został na tulejkę łożyska, większy otwór jest miejscem na silnik. Łożysko wtłoczyłem w przeznaczony dla niego otwór za pomocą imadła, ale z użyciem niewielkiej siły. Średnicę wiertła dobrałem doświadczalnie, wiercąc otwory i próbując umocować łożysko na innym, niepotrzebnym, kawałku pleksi - za pierwszym razem na pewno by się nie udałoby solidnie umocować łożyska. Okrągły otwór pod silnik wyciąłem piłką włosową i wygładziłem drobnym papierem ściernym. Silnik został wciśnięty delikatnie w otwór, też z użycie niedużej siły. Dalej wałek umieszczono w łożysku, na wałek wciśnięto dwa kółka pasowe, następnie założyłem pasek napędowy. W następnym kroku, do ramy podwozia zamontowałem wałek kół pojazdu wraz z łożyskami - w taki sposób, jak widać to na ilustracji poniżej. W poziomej płytce ramy wypiłowałem okrągłym pilnikiem rowki, w których ułożone będą łożyska. Od drugiej strony łożyska zostaną dociśnięte prostokątnymi kawałkami pleksi. Dociskające płytki pleksi także mają wypiłowanie rowki pasujące do łożysk, przymocowałem je do ramy pojazdu wkrętami. Do utrzymywania wałka kół, użyte zostały dwa łożyska ślizgowe o kształcie przewierconej kulki, ponieważ łożyska w kształcie kulki bez problemu układają się w przeznaczonych dla nich rowkach. W przypadku użycia łożysk w kształcie walca, na pewno pojawiły by się trudności przy montażu, gdyż trudno byłoby łożyska w kształcie walca umocować do ramy tak, aby osie obu łożysk znajdowały się dokładnie na jednej prostej, pokazuje to rysunek poniżej. Poniżej, na ilustracjach, widać z jakich części składa się tylne kółko pojazdu i w jaki sposób zostało zamocowane do ramy pojazdu. Oś kółka jest zrobiona z kawałka drutu wygiętego w kształt litery L, na końcu krótszego odcinku wygiętej osi osadzone jest kółko. Żeby się kółko nie przesuwało wzdłuż osi, przyblokowane jest z dwóch stron podkładkami i zapinkami. Wcześniej wypiłowałem na osi rowki pod zapinki. Dłuższy odcinek osi obraca się w łożysku ślizgowym, umocowanym do ramy. Podobnie jak poprzednio, łożysko zostało wtłoczone w otwór w płytce pleksi. Na końcu dłuższego odcinka osi zostało umocowane ramie wycięte z pleksi, ramie to, wraz z dwoma kołkami z drutu umocowanymi w płytce podwozia, ograniczają obrót osi w zakresie 30 stopni. Kolejne ilustracje pokazują, jak powinien wyglądać złożony pojazd, obie części ramy zostały połączone w całość i na koniec założony został drugi pasek napędowy. Ilustracja poniżej pokazuje, w jaki sposób można by zmontować mechanizm przekładni z osobnym silnikiem do napędu każdego z kół. A oto kilka zdjęć, na których widać już prawie gotowego robocika. Niestety, zdjęcia nie są najlepszej jakości. Ech! Te tanie gadżety. A na zdjęciu poniżej, widać pojazd z umocowanym już koszykiem na akumulatorki i przykręconą płytkę laminatu na elektronikę. Jak widać, można w domowych warunkach zmontować całkiem niezłej jakości mechanizm przekładni, lepszy od tych, które spotyka się w tanich zabawkach. Zakończenie I na koniec dodam, że samodzielne wykonanie przekładni ma tę zaletę nad wykorzystaniem "przerobionego" serwomechanizmu modelarskiego, że można uzyskać dowolne przełożenie - dobierając kółka pasowe o odpowiedniej średnicy, albo dokładając następny stopień przekładni. Natomiast typowe serwo modelarskie jest "silne", daje duży moment, ale za to obraca się wolno - czasem zbyt wolno. Kolejna rzecz, chociaż przekładnia "na paskach" zajmuje znacznie więcej miejsca niż przekładnia z kółkami zębatymi, to w zamian można swobodnie ulokować części na wózku, silnik tu, koła tam - tak jak najlepiej pasuje. W przypadku użycia serwomechanizmu pozostaje jedynie możliwość przykręcenie koła od orczyka. A jeśli dojdzie do zablokowania kół pojazdu, prędzej pasek zacznie się ślizgać po kółkach pasowych, niż zatrzyma się wirnik silnika - a wiadomo, silnik z zatrzymanym wirnikiem przewodzi znacznie większy prąd, co może skutkować spaleniem tranzystorów w mostku. Dodatkowo, może mniej ważna rzecz, przekładnie pasowe działają cicho - nie słychać charakterystycznego zgrzytania zębami "www zzz www" .
wena121