传动系统#

本节将介绍机器人的核心部件–传动系统。传动系统的目的是促进机器人的运动，因此对机器人的整体功能至关重要。如果传动系统不工作，机器人的其他部分也将无法工作。在 FTC® 中，有许多可能的传动系统类型，我们已在指南中进行了介绍。传动系统主要分为两种：坦克式（滑移式）和整体式。

传动系统的类型#

坦克式传动系统#: 坦克传动系统主要利用履带式轮子，不能横移（侧向移动）。要改变方向，坦克传动系统要么依靠左右两侧的车轮朝相反方向转动（从而使机器人旋转），要么一侧比另一侧跑得快（从而使机器人走弧形路线）。坦克传动系统优先考虑牵引力和加速度，而不是纯粹的机动性，这使得这些传动系统具有穿越障碍和进行防御的潜力。坦克传动系统的制造相对简单，但在最高级别的比赛中仍具有竞争力。
整体式传动系统#: 与坦克传动系统不同，整体式传动系统可以侧向移动，这是因为使用了麦克纳姆轮-麦轮或全方向轮这类轮子。这些车轮有特殊的滚轮，可以进行横向的运动。因此，整体式传动系统优先考虑运动而非牵引。整体式传动系统消除了坦克传动系统转弯所需的时间。不过，该类系统容易受到防御的影响，重型机器人可能会受到影响。多年来，整体工程学已被证明在最高水平上具有竞争力，在世界级机器人中也很常见。

传动系统的选择#

在建造任何机械时，团队都必须列出一些必需品或所需功能。以下是我们认为对每个传动系统都很重要的一些优先事项：

可靠性 ：可靠性是 FIRST® 科技挑战赛成功的关键，它始于任何机器人的基础传动系统。可靠性需要考虑的一个方面是传动系统中使用的电机和变速箱的类型。例如，与行星齿轮箱相比，正齿轮箱在负载下更容易损坏。(详见电机指南章节）。因此，正齿轮电机并非传动系统的最佳选择，尤其是当机器人预计偏重（30 磅以上）时。

备注

一般来说，较复杂的传动系统会给缺乏经验的团队带来更多的可靠性挑战。我们的建议是坚持使用较简单的传动系统，如 4 轮或 6 轮驱动和机械传动。

灵活性 ：灵活性有许多因素：最高速度、加速度、转弯半径、转弯速度和转向能力。请注意，转弯半径是一个经常被忽视的特性，它对动力传动系统的整体灵活性至关重要。一般来说，牢靠的传动系统的自由速度（空载时的速度）应在 4.5-6 英尺/秒之间。
电机数量和齿轮比 ：一般来说，新参赛队可能会尝试在传动系统上只使用两个电机。虽然这是可行的，但不建议这样做，因为所有有竞争力的团队都在传动系统上使用 4 个以上的电机。另一个经验问题是，大多数参赛队的传动系统速度太慢。更高级的团队可能会注重防御性的能力，但一般来说，机动性和速度是驱动系统成功的主要因素。

60:1 和 40:1 的电机对于 FTC 传动系统来说 几乎总是太慢。在 4 英寸车轮上，16:1 到 20:1 之间的任何齿轮比都是完全合理的。在 4 英寸车轮上，19.2:1 是一种流行的选择，因为它使人们能够从 19.2:1 的行星电机上实现 1 比 1 的传动比。这一比例带来了极佳的平衡性、近乎瞬间的加速度和较高的最高速度。

在 3 英寸车轮上，等效传动比为 12:1 至 15:1，因此 3 英寸车轮上的 13.7:1 传动比非常方便，因为它可以从 goBILDA 的 13.7:1 行星齿轮箱电机上 1 比 1 地获取。如果需要，车队可以在代码中通过为电机提供较小的功率来减慢传动系统的速度。

警告

不建议车队在传动系统中使用正齿轮变速箱。相反，应使用行星齿轮箱，因为它们不易受到冲击负荷和损坏。
牵引力/推动力：虽然这一特性往往被过分强调，但它仍然非常重要。推动力描述的是动力传动系统承受防御/参与防御的能力。此外，如果传动系统必须穿越障碍或某种地形，牵引力也很重要。影响传动系统推动力的因素有很多，包括车轮类型、电机传动装置和机器人的整体重量。

备注

如果你已经拥有非常灵活的传动系统和经验丰富的操作手，那么团队就可以避开防守，而不必抵挡或参与防守。
动力传动系统：一般来说，动力传输有四种选择：直接驱动、链式传动、齿轮传动和皮带传动。有关每种选择的更多详情，请参阅动力传动部分。

参赛队应避免使用直接驱动，因为变速箱容易损坏，尤其是在冲击负荷下（例如，车轮被其他机器人撞到或车轮撞到墙上）。

我们推荐使用皮带传动系统，但也意识到皮带传动对于新车队来说是一个困难的选择。链条和齿轮也是不错的选择 - 链条需要更多的考虑，因为每侧需要1个以上的张紧器来保持链条的正确张力。

一般建议使用 CAD 或详细的草图来绘制链条的运行图（链条的放置位置）。齿轮的制作稍微简单一些，也是一种非常简单的选择，尤其是在使用挤压齿轮以啮合时。我们建议不要使用 TETRIX 齿轮，而应使用其他套件中的齿轮，如 REV delrin 齿轮（带六角轮毂加固器）或 REV 铝质齿轮。

详情参见动力传输部分。

重要的一步是确定您对动力传动系统的要求。

你想要速度吗？
推力如何？
翻越各种地形的能力？
需要有横向移动的能力吗？

在选择动力传动系统之前，应先回答所有这些问题。

传动系统选项#

术语表#

全向轮#

全向车轮（精准方向）由许多不同的供应商销售，是一种特殊类型的轮子，优先考虑移动性和横向移动（向着侧向移动），而不是牵引力或前后移动。它们与麦克纳姆轮相似，全向车轮的橡胶滚轮垂直于车轮平面旋转。

因此，机器人可以侧向移动（尽管机器人在侧向没有动力）。在4轮、6轮和8轮传动系统中，它还可用作低摩擦轮，而不是转角牵引轮。

此外，X-drive 利用四个全向车轮，但牵引力很小。

从技术上讲，麦克纳姆轮是一种全向轮，但在一般情况下，”全向轮 “的滚轮与轮子的旋转方向成 90 度，而麦轮一般为 45 度。

牵引轮#

牵引轮或抓地轮是为获得最大抓地力而设计的轮子。它的外圈由橡胶制成，其宽大的轨道可确保与地面有更大的接触面积。牵引轮常见于坦克传动系统中。不同制造商出售的牵引轮有不同的尺寸和厚度。

平移#

平移是一种侧向或横向移动的行为（有点类似于漂移）。全向轮或麦克纳姆轮可以实现，而牵引轮则无法实现。

平行板式传动系统#

平行板动力传动系统是一种动力传动系统，其电机由两块分开的板组成，2块板之间装有车轮和驱动传动装置。

根据车轮和驱动系统的空间要求，这些板的间距可以从 1 英寸到 5 英寸不等。一般情况下，电机宽度应为 3 英寸或更小，以便最大限度地利用驱动电机之间的空间来安装吸取模块等装置。