坦克(滑移装载机)传动系统

2轮驱动(推杆驱动)

建议仅用于你的团队入门用的动力系统,而不用于比赛

这种新手传动系统被认为是低级传动系统之一,尽管它在低级比赛中也能使用。这是许多新手的入门传动系统类型,因为 FIRST® 出版的官方指南中推广了这种传动系统(给它起了个名字叫pushbot)。它通常有 直接驱动 牵引轮 和无动力的 全向轮

这种传动系统的转弯性能较差,因为转弯中心位于机器人后部的两个动力轮之间。与其他传动系统相比,由于只使用了两个电机,它的加速性能也较差。

尽管这可能不是最佳的动力传动系统,但只要动力传动系统可靠,还是有可能取得竞争优势的。作为共识,我们建议每支新参赛队制作推杆机器人,主要是为了学习如何使用套件进行制作。pushbot 是一个很好的起点,可以帮助团队熟悉如何使用套件部件、安装车轮和电机等。但是,在竞技环境中,它与其他任何动力传动系统相比都不尽如人意。

注意

虽然推杆机器人是新团队熟悉该套件的第一套传动系统,但建议团队在制作比赛机器人时不要使用该传动系统。

优势

  • 最简单、最容易制作的动力传动系统

  • 无需担心为四个车轮提供动力

劣势

  • 比其他可选传动系统慢

  • 动力不足(所有其他传动系统方案通常使用 4 个电机)

  • 使用 Tetrix MAX 电机,容易烧毁,动力不足,变速箱也很脆弱。

  • 由于使用 2 个电机转弯,缺乏灵活性和机动性

  • 2 个电机导致加速性能差

  • 通常使用 直接驱动 ,就传动系统而言,非常不推荐这么搭建

Tetrix pushbot

包含在启动器 FTC® 指南中的 pushbot 传动系统示例

4轮驱动(即后文所述4WD方案,WD意即“Wheel Drive”)

在最常见的形式中,传动系统使用与双轮传动系统相同的车轮布局(后部 2 个牵引轮,前部 2 个全向轮),但有一个显著区别: 四个车轮都有动力

有些参赛队伍会使用全部四个牵引轮或全部四个全向轮。不建议使用全部4个牵引轮,因为这种设置会导致转弯性能不良。这是车轮摩擦过大造成的。如果四个轮子都使用全向轮,机器人将围绕中心旋转,从而实现不可思议的转向性能。

术语

车轮摩擦

车轮摩擦是指车轮侧面与地砖之间的摩擦。由于传动系统必须克服这种摩擦力才能使机器人转动,因此这种摩擦力会抑制机器人的转动。车轮摩擦最常见于没有 中心落差 的 4 轮或 6 轮坦克驱动系统。

然而,这种优势也会带来牵引力的重大损失。因此,许多团队选择使用两个牵引轮和两个全能轮,以在快速转弯和牵引力之间取得平衡。与其他坦克传动系统相比,这种传动系统的主要优势在于,当机器人的中心高于地形时,它能够轻松地在凸起的地形上移动。

建议四轮驱动系统接近或正好是一个正方形。否则,可能会遇到转向问题。

备注

重量分配 也是一个需要考虑的重要因素:背部的重量越重越好。

术语

重量分配

重量分配一般是指机器人的重量比例。机器人的重量最好是50-50分配,即各占一半(50% 的重量在前半部分,50% 的重量在后半部分),这样传动系统就能获得最佳的操纵性和转弯性能。

偏离中心转弯可能是也可能不是缺点,但在四轮驱动车中几乎无处不在。这对车队来说可能不是问题,但最好还是注意一下。偏离中心转弯可能是一种优势,但需要注意的是,4轮驱动车的转弯速度会比6轮或8轮的同类车型稍慢。

优势

  • 比2轮驱动更灵活

  • 稳健的加速和牵引力

  • 如果底盘升得足够高,就能穿越地形

  • 良好的推力可用于防御,但机动性足以躲避推力

劣势

  • 重心较高,比 6轮/8轮驱动更容易翻车

  • 4个轮子全部都是牵引轮的4驱系统会降低操控性

  • 机器人的转弯点和转弯半径与重量分配有关

四轮驱动 CAD 示例(点击展开)
7209 Tech Hog队伍的 Relic Recovery Robot

7209 Tech Hogs, Relic Recovery

10641 Atomic Gear的 4WD 摆放在桌上

10641 Atomic Gears, Rover Ruckus

六轮驱动(6WD)

六轮传动系统是 FTC 中常见的竞技传动系统,原因有很多:它具有出色的牵引力和转弯性能,而且由于有六个车轮,传动系统与地面的接触更多,有助于提高稳定性和牵引力。6 轮传动系统主要有两种类型:转角全向投放中心

术语

投放中心

中心下沉式 6WD 方案是一种 6 轮驱动装置,其中心轮安装在略低于其他两个车轮的位置。落差应在 1/16 英寸以上至 1/4 英寸之间。不过,建议的落差约为 1/8”。通常情况下,轻型机器人(<25 lbs.)落差更小,而重型机器人 (>25 lbs.)的性能略好于 1/8 英寸以上的落差。

放下中间车轮的目的是确保始终只有 4 个车轮与地面接触。这是因为在 6 个轮子着地的情况下转弯会产生很大的摩擦力,很难快速转弯。请注意,所需的落差可能因场地条件和整个机器人的重量而异

由于场地下方的材料不同,机器人的转弯性能会急剧下降,导致机器人比平时下沉得更多。

大多数降心六轮驱动装置都是使用定制的传动系统 制作的,因为使用基于套件的构建系统很难实现中心轮降心(基于 REV 的套件传动系统是一个显著的例外)。使用 goBILDA 和 Actobotics 的枕木块可以实现中心下降,但会比较笨拙。不过,有了新的 goBILDA 落心轴承板 ,就可以在 goBILDA 通道上直接制作落心传动系统。

带有转角 全向轮 的 6 轮驱动装置不需要中心定位装置。它试图通过用全向轮取代转角牵引轮来解决转弯问题,从而使传动系统能够实现更好的转弯,尽管牵引力略低于中心定位轮。这很容易在套件中实现,是一种出色的全能传动系统。中心下压轮和转角全向轮可以结合使用,以获得最大的转弯可靠性,不过这也会带来易摇晃和牵引力降低等副作用。

优势

  • 强大的牵引力和可操作性

  • 加速性能好,速度上限高

  • 在所有机器人重量下都具有极高的稳定性

  • 能够进行防守

劣势

  • 使用基于 C形梁 的系统制造落心式 6WD 方案十分困难,不过使用 goBILDA 落心式轴承板 可以部分缓解这一问题。

  • 落心式 6WD 方案转弯能力稍差,但牵引力更大

  • 下降中心 6WD 方案取决于现场条件

  • 使用转角全向轮的 6WD 方案的牵引力较弱

  • 齿轮比 会使 6WD 方案感觉迟钝

六轮驱动 CAD 示例(点击展开)
7236 Recharged Green 队伍的6WD 方案

7236 Recharged Green, Rover Ruckus; 的投放中心 6WD方案

Ethan Doak's 6wd

Ethan Doak,goBILDA 6 轮驱动,带转角全向车轮

8 轮驱动

八轮传动系统不如六轮传动系统常见,它结合了四轮和六轮传动系统中的元素。例如,6 轮传动系统通常会有一个下置的中心轮,这样机器人就可以用 4 个轮子而不是 6 个轮子来转动,从而减少摩擦,提高转弯机动性。

在 8 轮驱动的汽车上,中间的四个车轮是下置的。这意味着在转弯时,只有中间的四个车轮接触地面。因此,8 轮传动系统转弯时的稳定性比 6 轮传动系统略高,而 6 轮传动系统转弯速度更快。此外,由于 8 轮驱动的车轮与 4 轮驱动的车轮位于同一位置,因此它具有 4 轮驱动的稳定性。

建议为所有八个车轮提供动力,并使用 行星齿轮 电机,而不是 正齿轮 电机。

参赛队还可以选择在外侧四个车轮上使用双层全能轮。这样做可以减少牵引力/推力,提高机动性。

优势

  • 兼具 6WD 方案的稳定性和 4WD 的灵活性

  • 比 6WD 方案更稳定

  • 出色的牵引力和加速度

  • 非常适合防御

劣势

  • 比 6WD 方案占用更多空间

  • 为所有 8 个车轮提供动力可能很棘手

  • 如果没有足够的中心落差,转弯速度会大大降低

3846 Maelstrom 的八轮驱动方案

3846 Maelstrom, Rover Ruckus

13075 Coram Deo Academy 8WD 机器人效果图
13075 Coram Deo Academy 8WD机器人

13075 Coram Deo Academy Robotics, Rover Ruckus

胎面驱动

履带驱动是指使用坦克履带或宽皮带为运动提供动力,就像现实中的坦克一样。遗憾的是,在 FTC 中,由于多种原因,这种传动系统并不具有竞争力。

胎面很复杂,有很多故障点。胎面也非常容易损坏,来自其他机器人的轻微撞击就足以使胎面错位。 商用现货 (COTS) 胎面的选择也不多–TETRIX 履带在用于机器人传动系统时容易断裂和脱轨,因此不适合在比赛中使用。

虽然有可能成功实施履带式驱动,例如下面的例子,但大多数缺乏经验的团队并不具备这样做的能力和技术诀窍。胎面驱动对牵引力的改善微乎其微,但却牺牲了机动性。要穿越地形,还有更好的选择,例如 4WD 方案。

优势

  • 非常擅长穿越地形

  • 出色的牵引力和推动力

劣势

  • 机动性和最高速度较差

  • 实施起来非常复杂

  • 踏板容易破损和脱落

5975 Cybots机器人的履带式驱动器效果图

5975 Cybots, Res-Q