FTC机器人竞赛中抽屉滑轨的选择与使用指南
FTC机器人竞赛中抽屉滑轨的选择与使用指南
抽屉滑轨是FTC机器人竞赛中常用的线性运动组件,但市面上种类繁多,选择合适的滑轨可能会让人不知所措。本文将详细介绍不同类型抽屉滑轨的特点、优缺点以及使用场景,帮助参赛团队做出明智的选择。
抽屉滑轨
团队通常使用抽屉滑轨进行线性运动,通过3D打印垫片将它们堆叠起来,以获得足够的伸展距离。这些滑轨有许多不同的供应商提供,种类繁多。钢制抽屉滑轨很常见,但很难安装,因为它们不是用来堆叠使用的。铝制抽屉滑轨,如MiSUMI滑轨,通常是团队的最佳选择。
推荐Viper滑轨或MiSUMI滑轨。Viper滑轨的价格便宜,与goBILDA产品的接口适配更好,而MiSUMI滑轨与REV产品的安装孔位适配更好。Viper滑轨也有“完整套件”可供购买。
当两组抽屉滑轨一起运行时,应面对面安装,以减少下垂。这对于水平方向上的延伸尤其重要。
在7236的机器人上,滑轨不是面对面的。但通过在末端使用万向轮支撑延伸部分,在很大程度上缓解了由此造成的下垂。
在12791的机器人上,两组滑轨面对面,与其他方向相比,可以减少下垂。
钢制橱柜抽屉滑轨
钢制滑轨可以在当地五金店买到,对于FTC团队来说,钢制滑轨也不失为一种好的选择,因为它们的重量足以满足大多数使用情况。不过,这种滑轨比其他铝制滑轨要重很多。此外,这些滑轨在设计上没有孔位安装轴承滑轮或第二个滑轨,因为它们只包含一个标准抽屉所需的的安装孔位。因此,这些滑轨需要钻孔才能安装线性延伸所需的部件。
优势
- 在任何五金店都很常见
- 价格不贵
缺点
- 比其他滑轨更重(钢制而非铝制)
- 滑动性能通常还不错,但不是非常好
- 难以适应仍在搭建的系统
- 可能需要3D打印的垫片
MiSUMI伸缩式滑轨
MiSUMI伸缩式滑轨是许多顶级团队的首选,因为它们坚固耐用、非常可靠,而且由于采用了滚珠轴承系统,顺滑得令人发指。MiSUMI滑轨能够承受巨大的负荷,几乎没有弯曲。
它们的外形也很小巧,采用M3螺丝安装,这意味着它们很容易安装到REV套件上。不过,MiSUMI滑轨的价位略高,而且通常很难把一个滑轨接到另一个上面。一个简单的解决方案是将一个滑轨的末端连接到REV铝型材上,然后将下一个滑轨也这样做。然后将REV滑轮轴承安装在铝型材的顶部,让绳子穿过。
为了节省空间,一些团队用3D打印技术在每个滑块之间制作了一个插入件,而不是使用15毫米宽的铝型材。为了将滑轨固定到任何东西上,团队需要从McMaster-Carr购买M3沉头螺丝。如果要固定到REV铝型材上,则需要购买6毫米M3螺丝,并将M3螺母(不是防松螺母)插入铝型材内部。提示:尽量防止切屑或锯末落入滑轨,这会导致滑轨变得不顺滑
MiSUMI销售两种不同类型的滑轨:SAR2和SAR3。SAR2是一种二段式滑轨,而SAR3是一种三段式滑轨(具有中间段,可增加滑轨的延伸长度至约原长度的一倍)。我们的团队已经成功地使用了这两种滑轨,并没有明显的优劣之分。
使用SAR3滑轨的参赛队通常需要从McMaster-Carr购买低矮型M3防松螺母来将滑轨连接在一起。拧紧时,这些螺母与滑轨内部有微小的间隙。
左图:使用3D打印嵌入件(蓝色)和SAR2滑轨的3级伸缩结构横截面图;右图:使用3D打印嵌入件和SAR3滑轨的2级伸缩结构横截面图。左边的方法也用于Long Robotics滑轨(下文将讨论)。
滑轨的长度选项:
- 200毫米,零件号SAR220(SAR2)或SAR320(SAR3)
- 300毫米,零件号SAR230(SAR2)或SAR330(SAR3)
- 400毫米,零件号SAR240(SAR2)或SAR340(SAR3)
优势
- 滚珠轴承带来最佳的滑动顺滑度
- 滑动时弯曲极小,结构坚固,质量高
- 可处理相对较重负载的工况(在合理范围内)
- 与REV15毫米搭建体系兼容
缺点
- 不便宜
- 如果不使用REV搭建体系,适应起来很困难
- 可能需要3D打印的垫片
- 随着时间的推移,钢珠轴承会磨损铝制导轨,从而产生虚位
goBILDA Viper滑轨
goBILDA Viper滑轨是goBilda搭建体系中相对较新的产品。它们是COTS钢制抽屉滑轨,可在套件中购买,其中包含立即组装和安装所需的所有零件。
它们使用M4安装螺栓,采用标准的8毫米goBilda模式。
优势
- 采用滚珠轴承,滑动顺滑
- 与goBILDA生态兼容
- 钢制滑轨可承受更大的载荷(在许多情况下可使用一组滑轨而不是两组滑轨)
- 套装中包含一次购买即可开始使用的所有零件
- 与相同长度的misumi滑轨相比,伸展距离更长。
- 比misumi滑轨便宜
缺点
- 每个滑轨的重量是misumi滑轨的两倍
- 建议将滑轨安装在通道上以防止弯曲
Long Robotics滑轨
警告:由于末端限位装置容易失效,以及滑轨出现随机的卡顿问题,因此现已不再建议购买Long Robotics滑轨
Long Robotics滑轨也被参赛队使用,因为它采用滚珠轴承系统,几乎与MiSUMI滑轨一样顺滑,但价格略低。
它们使用M4安装螺栓,可直接安装到goBILDA通道上。它们与SAR2系列MiSUMI滑轨几乎完全相同。
制造商网站上有三维打印嵌入件的CAD文件,这些嵌入件用于安装滑块之间的轴承滑轮,轴承滑轮可从Long Robotics购买。要安装滑块,需要购买M4沉头螺丝,也可以从Long Robotics处购买。
这些滑轨有长度为300毫米的和长度为400毫米的。
优势
- 采用滚珠轴承,滑动顺滑
- 与goBILDA生态兼容
- 比MiSUMI滑轨便宜
缺点
- 3D打印垫片几乎是必需的;虽然存在其他解决方案,但3D打印垫片是最简单、风险最低的解决方案
- 可能难以安装到非extrusion型或孔距不是8毫米的套件系统上。
- 随着时间的推移,钢珠轴承会磨损铝制导轨,从而产生虚位
- 众所周知,滑轨上的限位装置会发生故障,导致滚珠轴承从滑轨中溢出,掉落到赛场上。
- 滑轨有时会卡住或卡死