Популярные Мотор-редукторы для малогабаритных роботов
Автор: Костюк Константин aka SkyStorm
Эксклюзивно для [www.roboforum.ru] и [www.4robots.ru]
копирование на другие ресурсы и публикация без разрешения его автора запрещены.
Содержание
Введение
Вот в очередной раз задумался, какой двигатель и какой редуктор ставить на робота. Постараюсь рассмотреть возможные типовые варианты, комментарии приветствуются.
Есть два концептуально разных направления роботов мини-сумо и лайн трейс. Какие характеристики нам важны
- Скорость rpm(оборотов в минуту) - совместно с диаметром колеса определяют скорость
- Крутящий момент kg*cm - совместно с диаметром колеса определяет тягу
- Размер mm - габаритные размеры важны для Mini-Sumo
Возможные варианты двигателей с редуктором
- Редуктор TAMIYA
- Серво приводы постоянного вращения - Модифицированные и Заводского производства
- Мотор-редукторы Pololy
- Мотор-редуктор Maxon
Двойной редуктор TAMIYA
Двойной редуктор TAMIYA - самый простой, дешевый и доступный вариант. На два двигателя, которые поставляются в комплекте. В сборе обладает большими люфтами что не радует, но не особо критично. Нужно просто быть к этому готовым. Размер по оси 100 мм.
[Двигатель FA-130RA] Дает при нагрузке 9710 rpm 36 g*cm, при питании 3v Редуктор имеет 2 передаточных числа 203:1 or 58:1
- при 203:1 примерно 047 rpm 7.3 kg*cm
- при 058:1 примерно 167 rpm 2.0 kg*cm
Применение:
- Редуктор при 203:1 Для Лайн-Трейса не подходит очень медленный.
- Для Мини-Сумо подходит после обработки осей напильником, что бы вписаться в размеры.
Колеса
В своих редукторах TAMIYA применяет шестигранные валы для крепления колес. И выпускает несколько моделей колес и гусениц адаптированных под данные шестигранные валы. Для нас важна в колесах такая характеристика как Диаметр D Так как периметр P вычисляется по формуле P = 2*Pi*R = Pi*D, а зная Периметр колеса и RPM получаем скорость S = P * RPM.
Для колес D = 36 мм
- при 203:1 примерно 047 rpm, скорость S = 5.3 метра в минуту
- при 058:1 примерно 167 rpm, скорость S = 18.9 метра в минуту
Для колес D = 50 мм
- при 203:1 примерно 047 rpm, скорость S = 7.4 метра в минуту
- при 058:1 примерно 167 rpm, скорость S = 26.2 метра в минуту
Конечно мы получили Максимальные скорости для Идеальных условий,
| Название | Фото | Размеры | Где взять в России | Цена |
|---|---|---|---|---|
| Набор колес Tamiya. 4шт | 
|
36 mm диаметр, 16 mm ширина | [Интернет-магазин www.4Robots.ru] или другие | ~ 6$ |
| Набор колес Tamiya. 2шт | 
|
50 mm диаметр,30 mm ширина | [Интернет-магазин www.4Robots.ru] или другие | ~ 5$ |
| Набор колес Tamiya. 2шт | 
|
|||
| Набор гусениц Tamiya | 
|
до 48 траков | [Интернет-магазин www.4Robots.ru] или другие | ~ 10$ |
Модифицированная Серва
HS-311 - достаточно распространенная, по цене немного дороже вышеописанного редуктора, но нужно 2 шт
При питании 4.8V примерно 52 rpm 3.0 kg*cm
Применение:
- Для Лайн-Трейса не подходит очень медленный.
- Для Мини-Сумо подходит но нужно ставить колеса большого диаметра.
HXT900 - одна из самых дешевых и быстрых серв, но пластиковая и относительно слабая При питании 4.8V примерно 75 rpm 1.5 kg*cm При питании 6.0V примерно 93 rpm 1.6 kg*cm
Применение:
- Для Лайн-Трейса подходит при напряжении 6В.
- Для Мини-Сумо подходит.
HXT12K - одна из самых дешевых серв среди серв с подшипниками и металлическими шестернями При питании 6.0V примерно 62 rpm 12 kg*cm
Применение:
- Для Лайн-Трейса подходит при напряжении 6В.
- Для Мини-Сумо подходит, но надо ставить крупные колёса.
Серва постоянного вращения (Заводская)
SM-S4303R - Серва постоянного вращения, два подшипника, четыре нейлоновые и одна металическая шестерни. Размер - 42 мм по оси
При питании 4.8V примерно 60 rpm 3.3 kg*cm
Применение:
- Для Лайн-Трейса не подходит очень медленный.
- Для Мини-Сумо подходит но нужно ставить колеса большого диаметра.
Мотор-редукторы Pololu
Мотор-редукторы Pololy - 4 варианта 100:1 и 30:1 Micro, 100:1 и 24:1 Mini, немного дороже серв. Очень и очень интересные, сочетают в себе маленький размер и металлический редуктор. Хороши еще тем, что Pololy строит конечную линейку продуктов Колесо + Мотор-редуктор + Крепление + Сдвоенный Енкодер. Можно использовать как все вместе, так и каждый элемент по отдельности.
- 030:1 Micro 440 rpm 0.3 kg*cm 26mm длина(мотор + редуктор)
- 100:1 Micro 120 rpm 0.7 kg*cm 26mm длина(мотор + редуктор)
- 024:1 Mini 410 rpm 0.3 kg*cm 32mm длина(мотор + редуктор)
- 100:1 Mini 140 rpm 1.0 kg*cm 32mm длина(мотор + редуктор)
Применение:
- Для Лайн-Трейса подходят все 4 вида, надо брать рассчитывая на планируемый вес робота.
- Для Мини-Сумо условно оба с соотношением 100:1 но не менее 4х штук.
Колеса
В своих редукторах Pololy применяет D образные валы для крепления колес. И выпускает несколько моделей колес адаптированных под данные валы. Как уже говорилось выше на основе Диаметра D и RPM получаем скорость S = Pi*D*RPM мм в минуту.
| Название | Фото | Размеры | Где взять в России | Цена |
|---|---|---|---|---|
| Набор колес 32x7mm. 2шт | 
|
32 mm диаметр, 7 mm ширина | [Интернет-магазин www.4Robots.ru] или другие | ~ 9$ |
| Набор колес 42x19mm. 2шт | 
|
42 mm диаметр,19 mm ширина | [Интернет-магазин www.4Robots.ru] или другие | ~ 9$ |
Крепления
Существует два варианта крепления мотор-редукторов по умолчанию.
- На винты в отверстия со стороны вала
- 2 - M1,6*P0.35 для серии Микро
- 2 - M2 для серии Мини
- При помощи специальных креплений - только для серии Мини
- Стандартные крепления( 2 - M2 )
- Удлиненые крепления( 2 - M2 ), специально изменены для совместного применения с Енкодерами.
| Название | Фото | Размеры | Где взять в России | Цена |
|---|---|---|---|---|
| Стандартные крепления 2шт | 
|
|
[Интернет-магазин www.4Robots.ru] или другие | ~ 6$ |
| Удлиненые крепления. 2шт | 
|
|
[Интернет-магазин www.4Robots.ru] или другие | ~ 6$ |
Энкодеры
Двойной энкодер измеряет скорость и направление вращения колеса. Он предназначен для работы с Мини мотор-редуктором, 42×19mm Колесом и Удлиненым креплением. Двенадцать зубьев на колесе, обеспечивают этой системе 48 импульсов на один оборот, что соответствует линейному разрешению 1/8 ".
Мотор-редуктор Maxon
Мотор-редуктор Maxon - 13017 самый дорогой из выше перечисленных.
- Планетарный редуктор 16:1 обеспечивает 170rpm 3.5 kg*cm 40mm длина(мотор + редуктор)
Применение:
- Подходит по скоростным и мощностным характеристикам и для Мини-Сумо и для Лайн-Трейса
Сводная таблица
| Редуктор | Размер по Оси | Передаточное отношение | Скорость rpm | Момент кг*см | Лайн Трейс | Mini Sumo | Где взять в России | Цена |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Двойной редуктор TAMIYA (3V) | 100 мм | 203:1 | 47 rpm | 7.3 кг*см | - | + (*) | [Интернет-магазин www.4Robots.ru],
[Интернет-магазин shop.roboforum.ru] или другие |
~ 14$ |
| 58:1 | 167 rpm | 2.0 кг*см | + | + (*) | ||||
| Модифицированная Серва HS-311 (4.8V) | 42 мм | ? | 52 rpm | 3.0 кг*см | - | + | ~ 14$ | |
| Модифицированная Серва HXT900 (3-6V) | 32 мм | ? | 75-93 rpm | 1.5 кг*см | + | + | [Интернет-магазин shop.roboforum.ru] | 7$ |
| Модифицированная Серва HXT12k (4.8-6V) | 46 мм | ? | 62 rpm | 12.0 кг*см | - | + | [Интернет-магазин shop.roboforum.ru] | 15$ |
| Серва постоянного вращения SM-S4303R (4.8V) | 42 мм | ? | 60 rpm | 3,3 кг*см | - | + | [Интернет-магазин www.4Robots.ru],
[Интернет-магазин shop.roboforum.ru] или другие |
~ 13$ |
| Микро Мотор-редуктор Pololu | 26 мм | 30:1 | 440 rpm | 0.3 кг*см | + | - | [Интернет-магазин 4Robots] или другие | ~ 20$ |
| Микро Мотор-редуктор Pololu | 26 мм | 100:1 | 120 rpm | 0.7 кг*см | + | + | [Интернет-магазин www.4Robots.ru] или другие | ~ 20$ |
| Мини Мотор-редуктор Pololu | 32 мм | 24:1 | 410 rpm | 0.3 кг*см | + | - | [Интернет-магазин www.4Robots.ru] или другие | ~ 22$ |
| Мини Мотор-редуктор Pololu | 32 мм | 100:1 | 140 rpm | 0.7 кг*см | + | + | [Интернет-магазин www.4Robots.ru] или другие | ~ 22$ |
| Мотор-редуктор Maxon - 13017 | 40 мм | 16:1 | 170 rpm | 3.5 кг*см | + | + | ~ 45$ |
