Návrh podvozku V5

Podvozek je konstrukční součást robota, která obsahuje hnací ústrojí a umožňuje robotovi být mobilní pomocí kol, běhounů nádrže nebo jiného způsobu. Podvozek je někdy označován jako rám robota. Podvozek také poskytuje konstrukci pro připevnění manipulátorů, jako jsou ramena, drápy, výtahy, pluhy, dopravníkové systémy, přívody předmětů a další konstrukční prvky používané k manipulaci s předměty.

Při navrhování podvozku robota je třeba vzít v úvahu mnoho úvah.

Účel

Jaký je účel robota? Je návrh robota pro projekt ve třídě nebo je určen pro soutěž? Pokud je robot určen pro projekt ve třídě, jeho podvozek může být sestaven s menší starostí o opakované interakce s jinými roboty. Pokud se během soutěže podvozek ohne, zkroutí nebo rozpadne, robot již nemusí být schopen efektivně soutěžit.

Velikost

Existují pravidla pro velikost robota? Mnoho soutěží má v pravidlech hry zahrnuta pravidla velikosti. Tato pravidla mohou mít maximální výšku, šířku a délku, kterou může mít robot na začátku zápasu, a pravidla mohou mít maximální horizontální roztažení a/nebo maximální výškový limit. Šasi musí být dimenzováno tak, aby všechny součásti robota odpovídaly pravidlům pro velikost.

Tvar

Jaký tvar bude mít podvozek? Jednou z výhod VEX V5 je, že umožňuje mnoho návrhů a téměř nekonečné možnosti kreativity. Je však třeba zvážit některé aspekty. Konstrukční kovové komponenty se montují mnohem snadněji, když je použito 90 ^o spojení. Tvar podvozku by měl poskytovat prostor pro další součásti robota, jako je řídicí systém, motory, kola, ozubená kola a ozubená kola. Dobrým konstrukčním postupem je rozmístit podvozek se všemi ostatními součástmi před montáží, aby bylo zajištěno, že rozteče budou fungovat. Ujistěte se, že tvar podvozku odpovídá konstrukci hnacího ústrojí robota. Pokud bude robot použit v soutěži, existují tvary, které poskytnou výhodu? Možná užší tvar umožní robotovi snadněji se pohybovat po poli a/nebo se snadněji vejít do bodované zóny. Možná širší tvar umožní robotovi tlačit více hracích prvků nebo poskytne více prostoru pro sací systém. Možná, že tvar U poskytne prostor pro dopravník a/nebo manipulátor herních prvků. Možná existuje překážka, pod kterou musí robot projít, a nemůže být tak vysoká. Možná bude muset robot dosáhnout vysoko nebo mimo rozvor a bude výhodné postavit tvar podvozku tak, aby naplnil maximální velikostní limit a vytvořil co největší a nejstabilnější stopu.

Podpora hřídelí

Je důležité, aby konstrukce podvozku zahrnovala dva paralelní body podpory pro jakékoli hřídele, které budou vloženy do podvozku. Pokud pro každou hřídel nejsou k dispozici dvě podpěry, hřídel se bude moci mírně otáčet nahoru a dolů na jediném místě podpěry a hřídel se bude hůře otáčet. Čím těžší sestava robota hřídel nese, tím důležitější je poskytnout tyto dva body podpory.

Příklady dvou bodů podpory

Příklad inteligentního motoru pohánějícího kolo s hřídelí, která má pouze jeden bod podpory, a proto není správně zajištěna.

Příklad inteligentního motoru pohánějícího kolo s hřídelí, která má dva body podpory, a proto je bezpečnější. V tomto příkladu je kolo umístěno mezi dvěma podpěrnými díly.

Konstrukční kovové kusy

Jaký typ konstrukčních kovových dílů bude použit k sestavení podvozku? VEX V5 nabízí mnoho možností v ocelovém a hliníkovém provedení. C-kanály jsou k dispozici v šířce 5 děr a 2 děr v oceli i hliníku. K dispozici jsou hliníkové C-kanály v šířce 3 otvorů. Čím širší je C-Channel, tím menší je pravděpodobnost ohnutí nebo zkroucení, nicméně podvozek bude těžší. Úhelníky jsou k dispozici jak v oceli, tak v hliníku se čtvercovými otvory a existují ocelové úhelníky se štěrbinovými otvory. Úhelníky jsou ideální pro připevnění a podepření věží. Ocelový úhelník s drážkovými otvory umožňuje připojení, která nejsou 90 ^o. Kolejnice jsou k dispozici v oceli i hliníku. Kolejnice mají koncové konektory, které poskytují další spojovací bod. Kolejnice jsou jedním z typů konstrukčních kovů obsažených v sadách podvozků.

Úhlový pohled na kovový kus C-kanálu V5.

Co je třeba vzít v úvahu při výběru konstrukčního kovového materiálu.VEX nabízí kovové díly ve dvou materiálových variantách: ocel a hliník. Existují výhody a nevýhody použití konkrétního materiálu na základě vlastností materiálu a dostupných kusů. Oba materiály lze řezat, vrtat, pilovat a přetvářet, aby bylo možné vytvářet vlastní návrhy.

Ocelová konstrukční kovová konstrukce byla původním materiálem, který byl k dispozici v době, kdy byl VEX V5 uveden na trh. Při rozhodování, zda použít ocelový konstrukční kus, je zde několik věcí, které je třeba vzít v úvahu při rozhodování:

Ocelové kovové kusy jsou levnější než hliník a to může být bráno v úvahu při školních projektech.
Ocelové kovové kusy se neohýbají ani nekroutí tak snadno jako stejné kovové kusy vyrobené z hliníku.
Ocelové kovové díly jsou k dispozici v sadě Boaster Kit a sadě kovového hardwaru.
Ocelový kov je k dispozici ve 4 různých velikostech sad podvozků, které lze kombinovat a kombinovat pro řadu různých designů.
Ocelový kov je k dispozici také v řadě jednotlivých typů/délkových sad kovových součástí.

Níže uvedený 3D model ukazuje detailní pohled na příklad konstrukce z kovu ve hře VEX V5.

Hliníkový konstrukční kov byl představen později ve VEX V5, nicméně jeho vlastnosti ho činí široce používaným pro návrhy v robotických soutěžích. Při rozhodování, zda použít hliníkový konstrukční kus, je zde několik věcí, které je třeba vzít v úvahu při rozhodování:

Hliníkové kovové díly jsou lehčí a to poskytuje konkurenční výhodu, protože čím lehčí je konstrukce, tím snazší je pro motory a pneumatické systémy s ní pohybovat.
Hliníkové kusy jsou o něco silnější než ocelové kusy a v určitých orientacích je obtížnější zarovnat otvory mezi 2 nebo více kusy.
Hliníkové kusy jsou měkčí než ocelové kusy, což umožňuje šroubům a hnacím hřídelům zavrtat se do stran čtvercových otvorů, když jsou na ně vyvíjeny velké tlaky, a to může vytvořit volné spojení. Tato měkkost však umožňuje řezání, vrtání, pilování a přetváření hliníku snadněji než ocel.
Hliníkové kovové díly jsou k dispozici v sadě hliníkové konstrukce a dlouhé hliníkové struktuře.
Hliník je k dispozici v sadě hliníkového podvozku 25x25.
Hliníkový kov je k dispozici také v řadě jednotlivých typů/délkových balení kovových součástí.

Spojovací body

Spojovací body jsou kritické pro konstrukci a přizpůsobení vašeho robota VEX V5. Tyto body umožňují bezpečné připevnění různých součástí, jako jsou motory, senzory a konstrukční prvky. Čtvercové otvory v kovových deskách, nosnících a tyčích umožňují snadný vstup pro spojovací prvky. Trojúhelníkové zářezy v nosnících vám umožňují snadno spočítat otvory, které potřebujete k upevnění různých součástí. Každých pěti čtvercových otvorů je vyznačeno odsazením pro snadnou identifikaci spojovacích bodů.

Níže uvedený 3D model ukazuje detailní pohled na příklad bodů připojení ve VEX V5.

Všechny kovové části lze smíchat a spárovat a sestavit tak velmi efektivní podvozek robota. Rozhodnutí o tom, jaký typ kovu použít, nemusí být vše nebo žádné. Například hliníkový úhelník a kolejnice mohou být použity pro hnací část podvozku, aby byla lehká, a ocelový C-kanál může být použit pro věžovou část podvozku, aby byla zajištěna pevnost pro podporu velkého ramene nebo zdvihu. systém.

Je třeba poznamenat, že kovové desky a kovové tyče (které jsou také dostupné v oceli i hliníku) byly z této diskuse o konstrukčních kovových dílech vynechány. Je tomu tak proto, že desky a tyče nemají materiál, který se rozkládá ve všech 3 (X,Y,&Z) prostorových osách, a proto nemají konstrukční pevnost, aby mohly být použity jako hlavní součást podvozku. Tyto kovové části však mohou sloužit některým velmi důležitým funkcím v podvozku, jako jsou:

Desky a tyče lze použít k podepření a spojení ostatních konstrukčních součástí pro vyztužení podvozku.
Ocelové desky nebo ocelové tyče mohou být namontovány zarovnané s kusem hliníkového konstrukčního kovu, aby se vyztužily jeho čtvercové otvory, když je hřídel nebo šroub vložen do otvoru a hřídel/šroub na něj působí velkým napětím.
Desky a tyče mohou poskytnout rovný povrch na podvozku pro montáž komponent, jako je V5 Robot Brain, V5 Robot Radio a V5 Robot Battery.

Spojovací materiál

Jak se upevňovací prvky používají k montáži podvozku? Spojovací prvky jsou části, které spojují kovové části a další konstrukce dohromady. K sestavení podvozku je k dispozici řada upevňovacích prvků. Pokud podvozek nemá konstrukci, která je navržena tak, aby se mohla otáčet, musí mít každý spoj dva nebo více spojovacích bodů. Obecným pravidlem je, že čím větší napětí má spoj, tím více spojovacích prvků by mělo být použito, ale to bude znamenat větší hmotnost pro návrh. Pokud se například spojují dva C-kanály s 5 otvory, umístění šroubu skrz všech 25 protínajících se otvorů by bylo nadměrné. Podvozek v učebně nemusí být vystaven tak velkému zatížení jako konkurenční podvozek. Podvozek učebny může používat spojovací prvky, které se montují rychleji, jako jsou nýty pro uchycení ložisek, šestihranné matice #8-32, tyče s maticemi a šrouby. Soutěžní podvozek bude potřeba sestavit pomocí šroubů a matic. Mohou být také použity 1-sloupkové maticové držáky a/nebo 4-sloupové maticové držáky. Distanční sloupky jsou také velmi účinné pro montáž podvozku. Distance se používá k oddělení dvou částí od sebe při vytváření pevného spojení. Distanční sloupky #8-32 se dodávají v různých délkách mezi ¼” a 6”. Kromě těchto spojovacích prvků má soutěž VEX V5 Robotics Competition herní pravidlo týkající se „šroubů jiných značek než VEX“, které umožňuje použití jakýchkoli komerčně dostupných šroubů č. 4, č. 6, č. 8, M3, M3,5 nebo M4 o délce až 2” (50,8 mm) (nominální) a jakýchkoli komerčně dostupných matic, podložek a/nebo distančních podložek (o délce až 2” / 50,8 mm). Spoje podvozku mohou být také vyztuženy pomocí vyztužení, desek a/nebo tyčí.

Význam

Jako jeho kostra slouží podvozek robota, proto je nezbytné jej mít dobře navržený a dobře sestavený. Úspěch nebo neúspěch robota může záviset na podvozku.

Žlutý symbol nebezpečí s diagramem poranění ruky o ostrou hranu.

Žlutý symbol nebezpečí s diagramem velmi horkého povrchu.

Kovové konstrukce a kování lze zakoupit na odkazu