الهيكل هو المكون الهيكلي للروبوت الذي يحتوي على مجموعة نقل الحركة ويسمح للروبوت أن يكون متحركًا باستخدام العجلات أو مداس الخزان أو أي طريقة أخرى. يشار إلى الهيكل أحيانًا باسم إطار الروبوت. يوفر الهيكل أيضًا هيكلًا لإرفاق المتلاعبين مثل الأذرع ، والمخالب ، والمصاعد ، والمحاريث ، وأنظمة النقل ، ومآخذ الأشياء ، وميزات التصميم الأخرى المستخدمة للتعامل مع الأشياء.

هناك العديد من الاعتبارات التي يجب مراعاتها عند تصميم هيكل الروبوت.

غرض

ما هو الغرض من الروبوت؟ هل تصميم الروبوت لمشروع الفصل الدراسي أم أنه مخصص للمنافسة؟ إذا كان الروبوت مخصصًا لمشروع الفصل الدراسي ، فقد يتم تجميع هيكله مع قدر أقل من الاهتمام بالتفاعلات المتكررة مع الروبوتات الأخرى. أثناء المنافسة ، في حالة ثني الهيكل أو لفه أو تفككه ، قد لا يعود الروبوت قادرًا على المنافسة بفعالية.

مقاس

هل توجد قواعد تحجيم للروبوت؟ العديد من المسابقات لها قواعد تحجيم مدرجة في قواعد اللعبة. يمكن أن يكون لهذه القواعد حد أقصى للارتفاع والعرض والطول الذي يمكن أن يمتلكه الروبوت في بداية المباراة وقد يكون للقواعد حد أقصى للتوسع أفقيًا و / أو حدًا أقصى للارتفاع. يجب ضبط حجم الهيكل بحيث تتناسب جميع مكونات الروبوت مع قواعد التحجيم.

شكل

ما هو شكل الهيكل؟ تتمثل إحدى مزايا نظام VEX EDR في أنه يسمح بالعديد من التصميمات وفرصة لا حصر لها للإبداع. ومع ذلك ، هناك بعض الجوانب التي يجب مراعاتها. تتجمع المكونات المعدنية الهيكلية بشكل أسهل عند استخدام 90 o اتصالاً. يجب أن يتيح شكل الهيكل مساحة لمكونات الروبوت الأخرى مثل نظام التحكم والمحركات والعجلات والتروس والعجلات المسننة. تتمثل إحدى ممارسات التصميم الجيدة في وضع الهيكل مع جميع المكونات الأخرى قبل التجميع للتأكد من أن التباعد سيعمل. تأكد من أن شكل الهيكل سيتلاءم مع تصميم نظام نقل الحركة الخاص بالروبوت. إذا كان سيتم استخدام الروبوت في مسابقة ، فهل هناك أشكال من شأنها أن توفر ميزة؟ ربما سيسمح الشكل الأضيق للإنسان الآلي بالتنقل في الحقل بشكل أسهل و / أو الاندماج في منطقة التسجيل بشكل أسهل. ربما سيسمح الشكل الأوسع للروبوت بدفع المزيد من قطع اللعبة أو توفير مساحة أكبر لنظام السحب. ربما سيتيح الشكل U مساحة لناقل و / أو مناور قطعة اللعبة. ربما هناك عقبة يحتاج الروبوت إلى تحطيمها ولا يمكن أن تكون طويلة. ربما سيحتاج الروبوت إلى الوصول إلى قاعدة عجلات عالية أو خارجها وسيكون من المفيد بناء شكل الهيكل لملء الحد الأقصى للحجم وإنشاء مساحة كبيرة ومستقرة قدر الإمكان.

دعم مهاوي

من المهم أن يشتمل تصميم الهيكل على نقطتي دعم متوازيين لأي أعمدة يتم إدخالها في الهيكل. إذا لم يتم توفير دعامتين لكل عمود ، فسيُسمح للعمود بالدوران قليلاً لأعلى ولأسفل على نقطة الدعم الفردية وسيجعل دوران العمود أكثر صعوبة. وكلما زاد وزن مجموعة الروبوت التي يدعمها العمود ، زادت أهمية توفير نقطتي الدعم هاتين.

أمثلة على نقطتي دعم

1 نقطة دعم (ضعيف) 2 من نقاط الدعم (جيد) 2 من نقاط الدعم (جيد)
ملف i6CxBcNDv file-A9XSkYEr41.jpg file-RfF71YApCH.jpg

القطع المعدنية الإنشائية

ما نوع القطع المعدنية الهيكلية التي سيتم استخدامها لتجميع الهيكل؟ يحتوي نظام VEX EDR على العديد من الخيارات المتاحة في الفولاذ والألمنيوم. تتوفر قنوات C في 5 فتحات وعرض 2 ثقب في كل من الفولاذ والألمنيوم. تتوفر قنوات C من الألومنيوم بعرض 3 فتحات. كلما اتسعت القناة C ، قل احتمال الانحناء أو الالتواء ، لكن الهيكل سيكون أثقل. تتوفر الزوايا في كل من الفولاذ والألمنيوم بفتحات مربعة وهناك زوايا فولاذية بفتحات مشقوقة. الزوايا مثالية لربط ودعم الأبراج. تسمح الزاوية الفولاذية ذات الفتحات المشقوقة بالوصلات التي ليست 90 o. هناك سكك حديدية متوفرة في كل من الفولاذ والألمنيوم. القضبان لها موصلات طرفية توفر نقطة اتصال إضافية. القضبان هي أحد أنواع المعادن الهيكلية المضمنة في أطقم الهيكل.

قناة سي زاوية سكة حديدية
  file-fwue0Z7mOM.png file-269s9Hmaio.png file-bRojORSU6v.png

أشياء يجب وضعها في الاعتبار عند اختيار مادة معدنية هيكلية.تقدم VEX قطع هيكل معدني في خيارين من المواد: الفولاذ والألمنيوم. هناك مزايا وعيوب لاستخدام مادة معينة بناءً على خصائص المواد والقطع المتاحة. يمكن قص كلا خياري المواد ، وحفرهما ، وحفظهما ، وإعادة تشكيلهما للسماح بالتصاميم المخصصة.

كان المعدن الهيكلي الفولاذي هو المادة الأصلية التي كانت متاحة عندما تم تقديم نظام VEX EDR. عند محاولة اتخاذ قرار بشأن استخدام قطعة هيكلية فولاذية ، إليك بعض الأشياء التي يجب مراعاتها في القرار:

  • تعتبر القطع المعدنية الفولاذية أقل تكلفة من الألومنيوم وقد يكون هذا أحد الاعتبارات في مشاريع الفصول الدراسية.
  • لا تنثني القطع المعدنية الفولاذية أو تنثني بسهولة مثل القطع المعدنية نفسها المصنوعة من الألمنيوم.
  • تتوفر القطع المعدنية الفولاذية في Boaster Kit ومجموعة الأجهزة المعدنية.
  • يتوفر المعدن الصلب في 4 مجموعات هيكل مختلفة الأحجام والتي يمكن خلطها ومطابقتها لعدد من التصميمات المختلفة.
  • يتوفر المعدن الفولاذي أيضًا في عدد من حزم المكونات المعدنية من النوع / الطول الفردي.

تم تقديم المعدن الهيكلي المصنوع من الألومنيوم لاحقًا في خط إنتاج VEX EDR ، ولكن خصائصه تجعله يستخدم على نطاق واسع للتصميمات في المسابقات الروبوتية. عند محاولة اتخاذ قرار بشأن استخدام قطعة هيكلية من الألومنيوم ، إليك بعض الأشياء التي يجب مراعاتها في القرار:

  • قطع الألمنيوم المعدنية أخف وزنا وهذا يوفر ميزة تنافسية لأنه كلما كان الهيكل أخف ، كان من الأسهل على المحركات والأنظمة الهوائية تحريكه.
  • قطع الألومنيوم أكثر سمكًا قليلاً من القطع الفولاذية وفي اتجاهات معينة ، يكون من الصعب محاذاة الثقوب بين قطعتين أو أكثر.
  • تعتبر قطع الألمنيوم أكثر نعومة من القطع الفولاذية التي يمكن أن تسمح للبراغي وأعمدة الإدارة بالحفر في جوانب الثقوب المربعة عندما يكون هناك ضغط كبير عليها ويمكن أن يؤدي ذلك إلى إنشاء اتصال فضفاض. ومع ذلك ، فإن هذه النعومة تسمح بقطع الألمنيوم وحفره وصقله وإعادة تشكيله بشكل أسهل من الفولاذ.
  • تتوفر قطع الألومنيوم المعدنية في مجموعة هيكل الألومنيوم ومجموعة هيكل الألومنيوم الطويلة.
  • يتوفر الألمنيوم في مجموعة هيكل ألمنيوم 25x25.
  • يتوفر معدن الألمنيوم أيضًا في عدد من عبوات المكونات المعدنية ذات النوع / الطول.

يمكن خلط كل هذه القطع المعدنية ومطابقتها لتجميع هيكل روبوت فعال للغاية. لا يجب أن يكون القرار بشأن نوع المعدن الذي يجب استخدامه هو الكل أو لا شيء. على سبيل المثال ، يمكن استخدام زاوية وقضبان الألومنيوم لجزء مجموعة القيادة من الهيكل من أجل إبقائه خفيفًا ويمكن استخدام قناة C الفولاذية لجزء البرج من الهيكل من أجل توفير القوة لدعم ذراع كبير أو رفع النظام.

تجدر الإشارة إلى أن الألواح المعدنية والقضبان المعدنية (المتوفرة أيضًا في كل من الفولاذ والألمنيوم) قد تم استبعادها من مناقشة القطع المعدنية الإنشائية. وذلك لأن الألواح والقضبان لا تحتوي على مادة تمتد في جميع المحاور المكانية الثلاثة (X ، Y ،&Z) وبالتالي لا تتمتع بالقوة الهيكلية لاستخدامها كمحور المكون الرئيسي للهيكل. ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي هذه الأجزاء المعدنية بعض الوظائف المهمة جدًا في الهيكل مثل:

  • يمكن استخدام الألواح والقضبان لدعم المكونات الهيكلية الأخرى وتوصيلها لتقوية الهيكل.
  • يمكن تركيب الألواح الفولاذية أو القضبان الفولاذية على قطعة من المعدن الإنشائي من الألومنيوم لتقوية ثقوبها المربعة عند إدخال عمود أو برغي من خلال الفتحة ويكون العمود / المسمار ضغطًا كبيرًا عليه.
  • يمكن أن توفر الألواح والقضبان سطحًا مستوًا على الهيكل لتركيب مكونات مثل V5 Robot Brain و V5 Robot Radio و V5 Robot Battery.
طبق شريط
file-KdJfkanpdA.png file-vlUtekZTFO.png

مهمات الربط

كيف يتم استخدام السحابات لتجميع الهيكل؟ السحابات هي الأجزاء التي تربط القطع المعدنية والهياكل الأخرى ببعضها البعض. هناك العديد من أدوات التثبيت المتاحة لتركيب الهيكل.ما لم يكن للهيكل هيكل مصمم للدوران على محور ، فإن كل تقاطع يحتاج إلى نقطتي اتصال أو أكثر. كقاعدة عامة ، كلما زاد الضغط على الوصلة ، يجب استخدام المزيد من السحابات ، ولكن هذا سيعادل وزنًا أكبر للتصميم. على سبيل المثال ، إذا تم توصيل قناتين C من 5 فتحات ، فإن وضع المسمار في جميع الثقوب الـ 25 المتقاطعة سيكون مفرطًا. قد لا يواجه هيكل الفصل الدراسي قدرًا كبيرًا من الضغط مثل الهيكل التنافسي. قد يستخدم هيكل الفصل الدراسي أدوات تثبيت أسرع في التجميع مثل براشيم مرفقات المحمل ، والصواميل السداسية رقم 8-32 ، وقضبان الصواميل ، ومسامير الإبهام. يجب تجميع هيكل المنافسة باستخدام البراغي والصواميل. يمكن أيضًا استخدام مثبتات الصواميل 1-Post و / أو مثبتات الصواميل الأربعة. تعتبر المواجهات أيضًا فعالة جدًا في تجميع الهيكل. يتم استخدام المواجهة لفصل جزأين عن بعضهما البعض أثناء إنشاء اتصال صلب. المواجهات # 8-32 تأتي بأطوال مختلفة بين "و 6". بالإضافة إلى هذه السحابات ، تمتلك مسابقة VEX Robotics Competition قاعدة لعبة حول "مسامير غير VEX" والتي تسمح بأي برغي متاح تجاريًا # 4 أو # 6 أو # 8 أو M3 أو M3.5 أو M4 حتى 2 "(50.8) مم) طويل (اسمي) وأي صامولة و / أو فاصل و / أو فاصل متاح تجاريًا (يصل طوله إلى 2 بوصة / 50.8 مم) لتناسب هذه البراغي. يمكن أيضًا تقوية تقاطعات الهيكل باستخدام ألواح التقوية و / أو الألواح و / أو القضبان.

أهمية

يعمل هيكل الروبوت كهيكل عظمي ، لذلك من الضروري أن يكون لديك هيكل جيد التصميم ومجمع جيدًا. يمكن أن يعتمد نجاح أو فشل الروبوت على الهيكل.

خطر على السلامة:
file-csL2P8R5eL.png

حواف حادة

برد أو صنفرة أي مادة حواف تم قطعها لإزالة أي حواف حادة.

خطر على السلامة:
ملف- BWEs33ErI1.png

درجة الحرارة القصوى

كن حذرًا بشأن المواد التي تم قطعها للتو.

يمكن شراء المعادن الإنشائية والأجهزة على https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus