Thanh trượt ngăn kéo (Drawer Slides)

Chắc chắn bạn đã từng sử dụng một thanh trượt ngăn kéo – hầu hết mọi ngăn kéo mà bạn từng mở đều được gắn ít nhất hai thanh trượt. Các đội robot thường sử dụng những thanh trượt này để tạo chuyển động tuyến tính (linear motion), và thường xếp chồng nhiều thanh với nhau bằng miếng đệm in 3D (3D printed spacers) để đạt được độ mở rộng lớn.

Những thanh trượt này được cung cấp bởi nhiều nhà sản xuất khác nhau và có nhiều loại, vì vậy việc chọn đúng loại có thể khiến bạn cảm thấy choáng ngợp.
Thanh trượt bằng thép (steel drawer slides) là loại phổ biến, nhưng khó gắn chồng lên nhau vì chúng không được thiết kế cho mục đích đó.
Thanh trượt bằng nhôm (aluminum drawer slides) – chẳng hạn như thanh trượt MiSUMI – thường là lựa chọn tốt nhất cho các đội.

Chúng tôi khuyến nghị các đội mới nên chọn thanh trượt Viper (Viper Slides) hoặc thanh trượt MiSUMI.

• Viper Slides rẻ hơn và tương thích tốt hơn với sản phẩm goBILDA.

• MiSUMI slides tương thích tốt hơn với sản phẩm REV.

• Ngoài ra, Viper Slides còn được bán dưới dạng bộ kit hoàn chỉnh (complete kit).

Lưu ý (Note)

Khi chạy hai bộ thanh trượt cùng nhau, chúng nên được gắn đối mặt nhau để giảm độ võng (reduce sag). Điều này đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống mở rộng theo phương ngang (horizontal extensions).

Ví dụ minh họa:

• 7236 Recharged Green’s Rover Ruckus robot: sử dụng hai bộ thanh trượt SAR3, cả hai đều hướng xuống đất trong phần mở rộng ngang.
  -> Trong robot của đội 7236, các thanh trượt không đối mặt nhau. Độ võng gây ra bởi điều này được giảm bớt bằng cách hỗ trợ phần mở rộng bằng bánh xe omni (omni wheels) ở đầu.

• 12791 Iterative Intentions’s Freight Frenzy Robot: sử dụng hai bộ thanh trượt SAR240, đối mặt nhau trong phần mở rộng ngang.
  -> Trong robot của đội 12791, các thanh trượt đối mặt nhau, giúp giảm độ võng so với các cách bố trí khác.

Các loại thanh trượt được khuyến nghị

Thanh trượt ngăn kéo thép (Steel-rolled cabinet drawer slides)

Có thể mua tại các cửa hàng phần cứng địa phương.
Thanh trượt thép không phải là lựa chọn tệ cho các đội FTC®, vì chúng đủ bền cho hầu hết các mục đích sử dụng. Tuy nhiên, chúng nặng hơn nhiều so với các lựa chọn nhôm khác.
Ngoài ra, loại này không được thiết kế để gắn thêm vòng bi (bearings) hoặc thanh trượt thứ hai, vì chúng chỉ có chỗ gắn cho ngăn kéo tiêu chuẩn. Do đó, bạn phải khoan lỗ để gắn các bộ phận cần thiết cho chuyển động tuyến tính.

Ưu điểm (Advantages)

• Dễ tìm thấy ở bất kỳ cửa hàng phần cứng nào

• Giá không quá đắt

Nhược điểm (Disadvantages)

• Nặng hơn các lựa chọn khác (vì làm bằng thép thay vì nhôm)

• Độ trượt ổn, nhưng không quá mượt

• Khó thích nghi với các hệ thống lắp ráp sẵn (building systems)

• Có thể cần miếng đệm in 3D (3D printed spacers)

Thanh trượt MiSUMI Telescopic Slide Rails

Thanh trượt MISUMI được nhiều đội hàng đầu ưa chuộng vì chúng rất chắc chắn, đáng tin cậy và cực kỳ mượt mà nhờ hệ thống bi cầu (ball bearing system).
Chúng có thể chịu tải lớn mà không bị cong hoặc rung đáng kể.

Ngoài ra, chúng có thiết kế mỏng (low-profile) và có mẫu lỗ gắn M3, nghĩa là dễ dàng gắn với linh kiện REV. Tuy nhiên, giá của MiSUMI cao hơn một chút, và việc gắn nối giữa hai thanh có thể hơi khó.

Giải pháp đơn giản là gắn đầu của một thanh trượt vào thanh REV extrusion, làm tương tự với thanh tiếp theo, sau đó gắn vòng bi ròng rọc REV (REV pulley bearing) lên trên thanh extrusion để luồn dây cáp (string).

Để tiết kiệm không gian, một số đội in 3D miếng chèn (insert) để đặt giữa các thanh thay cho thanh nhôm 15mm extrusion.
Khi gắn thanh trượt, bạn cần ốc M3 đầu chìm (countersunk M3 screws) từ McMaster-Carr.
Để gắn vào REV extrusion, hãy mua ốc M3 dài 6mm cùng đai ốc M3 thường (not locknut) để đặt vào trong thanh extrusion.

Mẹo: Bảo vệ thanh trượt khỏi mạt cưa hoặc vụn kim loại (chips or sawdust) vì chúng sẽ làm giảm độ mượt khi trượt.

MiSUMI bán hai loại thanh trượt khác nhau:

• SAR2: loại 2 tầng (two-piece slide)

• SAR3: loại 3 tầng (three-stage slide) – có phần trung gian giúp mở rộng hành trình trượt hơn

Cả hai loại đều được các đội sử dụng thành công và không có loại nào vượt trội hoàn toàn.

Đối với SAR3, bạn nên mua đai ốc M3 loại mỏng (low-profile M3 jam nuts) từ McMaster-Carr để nối các thanh trượt lại với nhau. Những đai ốc này vừa khít bên trong thanh trượt khi siết chặt.

Minh họa:

• Bên trái: mặt cắt của hệ thống nâng 3 tầng sử dụng miếng chèn in 3D (màu xanh) và thanh SAR2

• Bên phải: mặt cắt của hệ thống nâng 2 tầng sử dụng miếng chèn in 3D và thanh SAR3 (Cách bên trái cũng được sử dụng cho thanh trượt Long Robotics – trình bày bên dưới.

Tùy chọn chiều dài thanh (Rail length options):

• 200 mm: mã sản phẩm SAR220 (SAR2) hoặc SAR320 (SAR3)

• 300 mm: mã sản phẩm SAR230 (SAR2) hoặc SAR330 (SAR3)

• 400 mm: mã sản phẩm SAR240 (SAR2) hoặc SAR340 (SAR3)

Ưu điểm (Advantages)

• Độ trượt mượt nhất nhờ bi cầu (ball bearings)

• Độ cong võng thấp, cấu trúc chắc chắn

• Chịu tải tốt (trong giới hạn hợp lý)

• Tương thích với hệ thống REV 15mm extrusion

Nhược điểm (Disadvantages)

• Giá cao

• Khó thích ứng nếu không dùng hệ thống REV

• Có thể cần miếng đệm in 3D (3D printed spacers)

• Bi thép mài mòn ray nhôm theo thời gian → tạo độ rơ (play)

Thanh trượt Viper Slides

Thanh trượt goBILDA Viper Slides là bổ sung mới cho hệ sinh thái goBILDA. Chúng là thanh trượt thép COTS (commercial off-the-shelf – hàng thương mại sẵn có) và được bán theo bộ kit bao gồm tất cả linh kiện cần thiết để lắp ráp và sử dụng ngay.

Chúng sử dụng bu-lông gắn M4 và theo chuẩn lỗ 8mm của goBILDA.

Ưu điểm (Advantages)

• Độ trượt mượt nhờ bi cầu (ball bearings)

• Tương thích với hệ sinh thái goBILDA

• Thép có thể chịu tải lớn hơn (nhiều trường hợp chỉ cần 1 bộ thay vì 2)

• Bán dạng kit hoàn chỉnh – có mọi thứ bạn cần

• Độ mở rộng (stroke) dài hơn thanh MiSUMI cùng kích thước

• Giá rẻ hơn so với MiSUMI

Nhược điểm (Disadvantages)

• Nặng gấp đôi so với thanh MiSUMI

• Khuyến nghị gắn vào thanh channel để tránh bị cong

Thanh trượt Long Robotics Slides

Cảnh báo (Warning)
Do chặn giới hạn (endstops) dễ hỏng và hiện tượng kẹt trượt không ổn định (jamming issues), Long Robotics slides không còn được khuyến nghị mua nữa.

Tuy vậy, các đội vẫn từng sử dụng loại này vì độ mượt gần bằng MiSUMI nhờ bi cầu (ball bearing system) nhưng giá rẻ hơn.

Chúng sử dụng bu-lông M4, có thể gắn trực tiếp lên kênh goBILDA và gần như giống hệt dòng SAR2 của MiSUMI.

Trang web của nhà sản xuất có file CAD cho miếng chèn in 3D (3D printed inserts) đặt giữa các thanh trượt – nơi gắn vòng bi hình chữ V (V-bearings).
Các V-bearings có thể mua từ Long Robotics.
Để gắn thanh trượt, bạn cần ốc M4 đầu chìm (countersunk M4 screws), cũng có sẵn từ Long Robotics.

Có hai lựa chọn chiều dài:

• 300 mm

• 400 mm

Ưu điểm (Advantages)

• Độ trượt mượt nhờ bi cầu (ball bearings)

• Tương thích với kênh goBILDA

• Rẻ hơn so với MiSUMI

Nhược điểm (Disadvantages)

• Hầu như bắt buộc phải có miếng đệm in 3D, dù có các giải pháp khác nhưng đây là cách đơn giản và an toàn nhất

• Khó gắn với các hệ thống không dùng extrusion hoặc không có lỗ cách 8mm

• Bi thép mài mòn ray nhôm theo thời gian → tạo độ rơ (play)

• Chặn giới hạn (endstops) dễ hỏng, khiến bi rơi ra ngoài khi hoạt động

• Đôi khi bị kẹt hoặc trượt không đều (seize and jam)