Název: Konstrukce robota s mechanickým převodem I. Tematický celek: Pohyb těles Úkol: 1. Zjistěte základní informace o mechanických převodech. 2. Navrhněte konstrukci robota tak, aby při daném výkonu motoru byl co nejrychlejší (sestrojte převodovku). 3. Spočítejte převodový poměr převodovky. 4. Stanovte, jak by se měla změnit rychlost pohybu robota. Robotické vnímání světa I. /9 1
Vypracování: 1. Mechanické převody Mechanické převody slouží k přenosu otáčivého pohybu a momentu síly, ke změně rychlosti otáčivého pohybu, ke změně velikosti přenášeného momentu síly, případně ke změně směru otáčení. Každý mechanický převod má minimálně dvě kola, hnací kolo a hnané kolo. Převodový poměr i základní veličina charakterizující daný mechanický převod. Platí: kde i = D 2 D 1 = n 1 n 2 = z 2 z 1 D1, D2 průměr hnacího a hnaného kola n1, n2 otáčky hnací a hnané hřídele z1, z2 počet zubů hnacího a hnaného kola (u ozubených převodů) Poznámka: otáčka není fyzikální veličina, používá se v technice pro charakteristiku točivých strojů, např. motorů; odpovídající fyzikální veličinou je frekvence. Jestliže je i<1, hovoříme o převodu do rychla (n1< n2, D1> D2, z1 >z2) Jestliže je i>1, hovoříme o převodu do pomala (n1> n2, D1 <D2, z1 <z2) Při převodu ozubenými koly platí: i = v 1 nebo v v 2 = v 1 2 i tzn., že rychlost hnaného kola je daná jako rychlost hnacího kola děleno převodový poměr. Robotické vnímání světa I. /9 2
2. Konstrukce robota Nejjednoduší je konstrukce převodovky s čelními ozubenými koly s přímými zuby (viz. dále). Menší ozubené kolo se nazývá pastorek, větší kolo. Při konstrukci robota musíme dbát na to, aby hnací a hnaná hřídel byly rovnoběžné. a) Díly potřebné pro převodovku Robotické vnímání světa I. /9 3
b) Šasi robota c) Hnací a hnaná hřídel Robotické vnímání světa I. /9 4
d) Převodovka Popis: 1. kolo 2. pastorek 3. hnací hřídel 4. hnaná hřídel Daný mechanický převod mění směr otáčení. 3. Převodový poměr Měřit průměr takto malých ozubených kol je nepřesné, vhodnější je převodový poměr stanovit počtem zubů hnacího a hnaného kola. V našem případě: z1 = 40 z2 = 16 i = z 2 z 1 = 16 40 = 0,4 Robotické vnímání světa I. /9 5
Jedná se o převod do rychla, předpokládané zvýšení rychlosti pro daný výkon motoru: V našem případě Rychlost by měla vzrůst 2,5x. v 2 v 1 = 1 i v 2 = 1 v 1 0,4 = 2,5 Robotické vnímání světa I. /9 6