Το πλαίσιο είναι το δομικό στοιχείο του ρομπότ που περιέχει το σύστημα μετάδοσης κίνησης και επιτρέπει στο ρομπότ να είναι κινητό χρησιμοποιώντας τροχούς, πέλματα δεξαμενής ή άλλη μέθοδο. Ένα πλαίσιο αναφέρεται μερικές φορές ως το πλαίσιο του ρομπότ. Το πλαίσιο παρέχει επίσης μια δομή για την προσάρτηση χειριστών όπως βραχίονες, νύχια, ανυψωτήρες, άροτρα, συστήματα μεταφορικών ταινιών, εισόδους αντικειμένων και άλλα χαρακτηριστικά σχεδιασμού που χρησιμοποιούνται για τον χειρισμό αντικειμένων.
Υπάρχουν πολλές παράμετροι που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά το σχεδιασμό ενός πλαισίου ρομπότ.
Σκοπός
Ποιος είναι ο σκοπός του ρομπότ; Είναι το ρομπότ σχεδιασμένο για μια σχολική εργασία ή για έναν διαγωνισμό; Εάν το ρομπότ προορίζεται για ένα έργο στην τάξη, το πλαίσιο του μπορεί να συναρμολογηθεί με λιγότερη ανησυχία για επαναλαμβανόμενες αλληλεπιδράσεις με άλλα ρομπότ. Κατά τη διάρκεια ενός διαγωνισμού, εάν το πλαίσιο λυγίσει, στρίψει ή καταρρεύσει, το ρομπότ ενδέχεται να μην είναι πλέον σε θέση να αγωνιστεί αποτελεσματικά.
Μέγεθος
Υπάρχουν κανόνες διαστασιολόγησης για το ρομπότ; Πολλοί διαγωνισμοί έχουν κανόνες μεγέθους που περιλαμβάνονται στους κανόνες του παιχνιδιού. Αυτοί οι κανόνες θα μπορούσαν να έχουν ένα μέγιστο ύψος, πλάτος και μήκος που μπορεί να έχει το ρομπότ στην αρχή ενός αγώνα και οι κανόνες μπορεί να έχουν μέγιστη οριζόντια επέκταση ή/και ένα μέγιστο όριο ύψους. Το πλαίσιο πρέπει να έχει τέτοιο μέγεθος ώστε όλα τα εξαρτήματα του ρομπότ να ταιριάζουν στους κανόνες διαστασιολόγησης.
Σχήμα
Τι σχήμα θα έχει το σασί; Ένα από τα πλεονεκτήματα του VEX V5 είναι ότι επιτρέπει πολλά σχέδια και μια σχεδόν ατελείωτη ευκαιρία για δημιουργικότητα. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες πτυχές που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Τα μεταλλικά εξαρτήματα της δομής συναρμολογούνται πολύ πιο εύκολα όταν χρησιμοποιούνται συνδέσεις 90 o. Το σχήμα του πλαισίου θα πρέπει να επιτρέπει χώρο για τα άλλα εξαρτήματα του ρομπότ, όπως το σύστημα ελέγχου, τους κινητήρες, τους τροχούς, τα γρανάζια και τους οδοντωτούς τροχούς. Μια καλή πρακτική σχεδιασμού είναι να τοποθετήσετε το πλαίσιο μαζί με όλα τα άλλα εξαρτήματα πριν από τη συναρμολόγηση, για να διασφαλίσετε ότι η απόσταση θα λειτουργήσει. Βεβαιωθείτε ότι το σχήμα του πλαισίου θα προσαρμόζεται στο σχεδιασμό του συστήματος μετάδοσης κίνησης του ρομπότ. Εάν το ρομπότ χρησιμοποιηθεί σε έναν διαγωνισμό, υπάρχουν σχήματα που θα παρέχουν πλεονέκτημα; Ίσως ένα στενότερο σχήμα θα επιτρέψει στο ρομπότ να πλοηγηθεί στο πεδίο ευκολότερα ή/και να ενταχθεί σε μια ζώνη βαθμολόγησης ευκολότερα. Ίσως ένα πλατύτερο σχήμα θα επιτρέψει στο ρομπότ να σπρώχνει περισσότερα κομμάτια παιχνιδιού ή να παρέχει περισσότερο χώρο για ένα σύστημα εισαγωγής. Ίσως ένα σχήμα U θα επιτρέψει χώρο για έναν μεταφορικό ιμάντα ή/και έναν χειριστή κομματιών παιχνιδιού. Ίσως υπάρχει κάποιο εμπόδιο από κάτω που πρέπει να περάσει το ρομπότ και δεν μπορεί να είναι τόσο ψηλό. Ίσως το ρομπότ θα χρειαστεί να φτάσει ψηλά ή έξω από το μεταξόνιο και θα είναι πλεονεκτικό να κατασκευαστεί το σχήμα του πλαισίου ώστε να καλύπτει το μέγιστο όριο μεγέθους και να δημιουργηθεί ένα όσο το δυνατόν μεγαλύτερο και σταθερό αποτύπωμα.
Υποστήριξη αξόνων
Είναι σημαντικό ο σχεδιασμός του πλαισίου να ενσωματώνει δύο παράλληλα σημεία στήριξης για τυχόν άξονες που θα εισαχθούν στο πλαίσιο. Εάν δεν παρέχονται δύο στηρίγματα για κάθε άξονα, ο άξονας θα μπορεί να περιστρέφεται ελαφρά πάνω και κάτω στο μοναδικό σημείο στήριξης και αυτό θα κάνει την περιστροφή του άξονα πιο δύσκολη. Όσο βαρύτερο είναι το συγκρότημα ρομπότ που στηρίζει ο άξονας, τόσο πιο σημαντικό είναι να παρέχονται αυτά τα δύο σημεία στήριξης.
Παραδείγματα δύο σημείων υποστήριξης
| 1 Σημείο Στήριξης (Κακό) | 2 Σημεία Υποστήριξης (Καλό) | 2 Σημεία Υποστήριξης (Καλό) |
|---|---|---|
Δομικά μεταλλικά κομμάτια
Τι είδους μεταλλικά δομικά στοιχεία θα χρησιμοποιηθούν για τη συναρμολόγηση του πλαισίου; Το VEX V5 διαθέτει πολλές διαθέσιμες επιλογές σε χάλυβα και αλουμίνιο. Υπάρχουν κανάλια C διαθέσιμα σε πλάτος 5 οπών και 2 οπών, τόσο από χάλυβα όσο και από αλουμίνιο. Υπάρχουν διαθέσιμα κανάλια αλουμινίου C σε πλάτος 3 οπών. Όσο πιο φαρδύ είναι το κανάλι C, τόσο λιγότερο πιθανό είναι να λυγίσει ή να στρίψει, ωστόσο το πλαίσιο θα είναι βαρύτερο. Υπάρχουν γωνίες διαθέσιμες τόσο από χάλυβα όσο και από αλουμίνιο με τετράγωνες οπές και υπάρχουν γωνίες από χάλυβα με σχισμένες οπές. Οι γωνίες είναι ιδανικές για την τοποθέτηση και στήριξη πύργων. Η χαλύβδινη γωνία με σχισμές επιτρέπει συνδέσεις που δεν είναι 90 o. Υπάρχουν ράγες διαθέσιμες τόσο σε χάλυβα όσο και σε αλουμίνιο. Οι ράγες διαθέτουν ακραίους συνδετήρες που παρέχουν ένα επιπλέον σημείο σύνδεσης. Οι ράγες είναι ένας από τους τύπους δομικού μετάλλου που περιλαμβάνονται στα κιτ πλαισίου.
| C-Channel | Γωνία | Κάγκελο |
|---|---|---|
Πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την επιλογή ενός μεταλλικού υλικού κατασκευής.Η VEX προσφέρει μεταλλικά δομικά στοιχεία σε δύο επιλογές υλικού: χάλυβα και αλουμίνιο. Υπάρχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα στη χρήση ενός συγκεκριμένου υλικού με βάση τις ιδιότητες του υλικού και τα διαθέσιμα κομμάτια. Και οι δύο επιλογές υλικών μπορούν να κοπούν, να τρυπηθούν, να λιμαριστούν και να αναδιαμορφωθούν για να επιτρέψουν προσαρμοσμένα σχέδια.
Το χαλύβδινο δομικό μέταλλο ήταν το αρχικό υλικό που ήταν διαθέσιμο όταν παρουσιάστηκε το VEX V5. Όταν προσπαθείτε να αποφασίσετε εάν θα χρησιμοποιήσετε ένα μεταλλικό δομικό στοιχείο, ακολουθούν ορισμένα πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά τη λήψη της απόφασης:
- Τα μεταλλικά κομμάτια από χάλυβα είναι λιγότερο ακριβά από το αλουμίνιο και αυτό μπορεί να ληφθεί υπόψη σε έργα στην τάξη.
- Τα μεταλλικά κομμάτια από χάλυβα δεν λυγίζουν ή στρίβουν τόσο εύκολα όσο τα ίδια μεταλλικά κομμάτια που είναι κατασκευασμένα από αλουμίνιο.
- Τα μεταλλικά κομμάτια από χάλυβα είναι διαθέσιμα στο κιτ Boaster και στο κιτ μεταλλικών εξαρτημάτων.
- Το ατσάλινο μέταλλο διατίθεται σε 4 κιτ σασί διαφορετικών μεγεθών, τα οποία μπορούν να συνδυαστούν και να συνδυαστούν για μια σειρά από διαφορετικά σχέδια.
- Ο μεταλλικός χάλυβας διατίθεται επίσης σε μια σειρά από συσκευασίες μεταλλικών εξαρτημάτων ενός τύπου/μήκους.
Η παρακάτω τρισδιάστατη κατασκευή δείχνει μια λεπτομερή ματιά σε ένα παράδειγμα δομικού μετάλλου στο VEX V5.
Το δομικό μέταλλο αλουμινίου εισήχθη αργότερα στο VEX V5, ωστόσο οι ιδιότητές του το καθιστούν ευρέως χρησιμοποιούμενο για σχέδια σε ρομποτικούς διαγωνισμούς. Όταν προσπαθείτε να αποφασίσετε εάν θα χρησιμοποιήσετε ένα δομικό στοιχείο αλουμινίου, ακολουθούν μερικά πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά τη λήψη της απόφασης:
- Τα μεταλλικά κομμάτια αλουμινίου είναι ελαφρύτερα και αυτό παρέχει ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα, επειδή όσο ελαφρύτερη είναι η κατασκευή, τόσο πιο εύκολο είναι για τους κινητήρες και τα πνευματικά συστήματα να την μετακινήσουν.
- Τα κομμάτια αλουμινίου είναι ελαφρώς παχύτερα από τα κομμάτια χάλυβα και σε ορισμένους προσανατολισμούς, είναι πιο δύσκολο να ευθυγραμμιστούν οι οπές μεταξύ 2 ή περισσότερων κομματιών.
- Τα κομμάτια αλουμινίου είναι πιο μαλακά από τα χαλύβδινα κομμάτια, γεγονός που μπορεί να επιτρέψει στις βίδες και τους άξονες κίνησης να σκάψουν στις πλευρές των τετράγωνων οπών όταν ασκείται μεγάλη πίεση σε αυτές και αυτό μπορεί να δημιουργήσει μια χαλαρή σύνδεση. Ωστόσο, αυτή η απαλότητα επιτρέπει στο αλουμίνιο να κόβεται, να τρυπιέται, να λιμάρεται και να αναδιαμορφώνεται ευκολότερα από τον χάλυβα.
- Τα μεταλλικά κομμάτια αλουμινίου είναι διαθέσιμα στο κιτ δομής αλουμινίου και στο κιτ μακράς δομής αλουμινίου.
- Το αλουμίνιο διατίθεται σε κιτ πλαισίου αλουμινίου 25x25.
- Το μεταλλικό αλουμίνιο διατίθεται επίσης σε μια σειρά από συσκευασίες μεταλλικών εξαρτημάτων ενός τύπου/μήκους.
Σημεία σύνδεσης
Τα σημεία σύνδεσης είναι κρίσιμα για την κατασκευή και την προσαρμογή του ρομπότ VEX V5. Αυτά τα σημεία επιτρέπουν την ασφαλή σύνδεση διαφόρων εξαρτημάτων, όπως κινητήρες, αισθητήρες και δομικά στοιχεία. Οι τετράγωνες οπές στις μεταλλικές πλάκες, τις δοκούς και τις ράβδους επιτρέπουν την εύκολη είσοδο για τα συνδετικά στοιχεία. Οι τριγωνικές εσοχές στις δοκούς σάς επιτρέπουν να μετρήσετε εύκολα τις τρύπες που χρειάζεστε για να στερεώσετε διαφορετικά εξαρτήματα. Μια εσοχή σηματοδοτεί κάθε πέντε τετράγωνες τρύπες για εύκολη αναγνώριση των σημείων σύνδεσης.
Η παρακάτω τρισδιάστατη κατασκευή δείχνει μια λεπτομερή ματιά σε ένα παράδειγμα σημείων σύνδεσης στο VEX V5.
Όλα τα μεταλλικά κομμάτια μπορούν να αναμειχθούν και να συνδυαστούν για να συναρμολογηθεί ένα πολύ αποτελεσματικό πλαίσιο ρομπότ. Η απόφαση για το ποιο είδος μετάλλου θα χρησιμοποιηθεί δεν χρειάζεται να είναι όλα ή κανένα. Για παράδειγμα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν γωνίες και ράγες αλουμινίου για το τμήμα του συστήματος μετάδοσης κίνησης του πλαισίου, προκειμένου να διατηρείται ελαφρύ, ενώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ατσάλινο κανάλι C για το τμήμα του πύργου του πλαισίου, προκειμένου να παρέχεται αντοχή για την υποστήριξη ενός μεγάλου βραχίονα ή συστήματος ανύψωσης.
Πρέπει να σημειωθεί ότι οι μεταλλικές πλάκες και οι μεταλλικές ράβδοι (οι οποίες διατίθενται επίσης σε χάλυβα και αλουμίνιο) παραλείφθηκαν από αυτήν τη συζήτηση για τα δομικά μεταλλικά κομμάτια. Αυτό συμβαίνει επειδή οι πλάκες και οι ράβδοι δεν έχουν υλικό που εκτείνεται και στους 3 χωρικούς άξονες (X,Y,&Z) και επομένως δεν έχουν την δομική αντοχή για να χρησιμοποιηθούν ως κύριο εξάρτημα για ένα πλαίσιο. Ωστόσο, αυτά τα μεταλλικά μέρη μπορούν να εξυπηρετήσουν ορισμένες πολύ σημαντικές λειτουργίες σε ένα πλαίσιο, όπως:
- Οι πλάκες και οι ράβδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την υποστήριξη και τη σύνδεση των άλλων δομικών στοιχείων για την ενίσχυση της σκλήρυνσης ενός πλαισίου.
- Οι χαλύβδινες πλάκες ή οι χαλύβδινες ράβδοι μπορούν να τοποθετηθούν στο ίδιο επίπεδο με ένα κομμάτι δομικού μετάλλου αλουμινίου για να ενισχύσουν τις τετράγωνες οπές του όταν ένας άξονας ή μια βίδα εισάγεται μέσα από την οπή και ο άξονας/η βίδα δέχεται μεγάλη τάση.
- Οι πλάκες και οι ράβδοι μπορούν να παρέχουν μια επίπεδη επιφάνεια σε ένα πλαίσιο για την τοποθέτηση εξαρτημάτων όπως ο εγκέφαλος ρομπότ V5, το ραδιόφωνο ρομπότ V5 και η μπαταρία ρομπότ V5.
| Πλάκα | Μπαρ |
|---|---|
Συνδετήρες
Πώς χρησιμοποιούνται οι σύνδεσμοι για τη συναρμολόγηση του πλαισίου; Τα συνδετικά στοιχεία είναι εξαρτήματα που συνδέουν τα μεταλλικά κομμάτια και άλλες κατασκευές μεταξύ τους. Υπάρχουν πολλά διαθέσιμα στοιχεία στερέωσης για τη συναρμολόγηση ενός πλαισίου. Εκτός εάν το πλαίσιο έχει δομή σχεδιασμένη να περιστρέφεται, κάθε σύνδεσμος πρέπει να έχει δύο ή περισσότερα σημεία σύνδεσης. Κατά γενικό κανόνα, όσο μεγαλύτερη είναι η τάση που ασκείται σε μια σύνδεση, τόσο περισσότεροι συνδετήρες πρέπει να χρησιμοποιούνται, ωστόσο αυτό θα ισοδυναμεί με μεγαλύτερο βάρος για το σχεδιασμό. Για παράδειγμα, εάν συνδέονται δύο κανάλια C με 5 οπές, η τοποθέτηση μιας βίδας μέσα από όλες τις 25 τέμνουσες οπές θα ήταν υπερβολική. Ένα πλαίσιο τάξης ενδέχεται να μην αντιμετωπίζει τόσο υψηλό επίπεδο καταπόνησης όσο ένα πλαίσιο ανταγωνισμού. Το σασί της τάξης μπορεί να χρησιμοποιεί συνδετήρες που συναρμολογούνται πιο γρήγορα, όπως τα πριτσίνια σύνδεσης ρουλεμάν, τα εξαγωνικά παξιμάδια #8-32, τις ράβδους παξιμαδιών και τις βίδες με πείρους. Ένα αγωνιστικό σασί θα πρέπει να συναρμολογηθεί με βίδες και παξιμάδια. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν συγκρατητήρες παξιμαδιών 1 στύλου ή/και συγκρατητήρες παξιμαδιών 4 στύλων. Οι αποστάτες είναι επίσης πολύ αποτελεσματικοί για τη συναρμολόγηση ενός πλαισίου. Μια απόκλιση χρησιμοποιείται για να διαχωρίσει δύο μέρη το ένα από το άλλο, δημιουργώντας παράλληλα μια άκαμπτη σύνδεση. Τα Standoffs #8-32 διατίθενται σε διάφορα μήκη μεταξύ ¼” και 6”. Εκτός από αυτά τα στοιχεία στερέωσης, ο Διαγωνισμός Ρομποτικής VEX V5 έχει έναν κανόνα παιχνιδιού σχετικά με τις «βίδες εκτός VEX», ο οποίος επιτρέπει σε οποιαδήποτε εμπορικά διαθέσιμη βίδα #4, #6, #8, M3, M3.5 ή M4 μήκους έως 2” (50,8 mm) (ονομαστικό) και σε οποιοδήποτε εμπορικά διαθέσιμο παξιμάδι, ροδέλα ή/και αποστάτη (μήκους έως 2” / 50,8 mm) να τοποθετήσει αυτές τις βίδες. Οι συνδέσεις του πλαισίου μπορούν επίσης να ενισχυθούν χρησιμοποιώντας ενισχυτικά στηρίγματα, πλάκες ή/και ράβδους.
Σπουδαιότητα
Το πλαίσιο του ρομπότ χρησιμεύει ως ο σκελετός του, επομένως είναι απαραίτητο να είναι καλά σχεδιασμένο και καλά συναρμολογημένο. Η επιτυχία ή η αποτυχία του ρομπότ μπορεί να εξαρτηθεί από το πλαίσιο.
|
Κίνδυνος ασφαλείας: |
αιχμηρές άκρεςΛιμάρετε ή τρίψτε με γυαλόχαρτο οποιαδήποτε άκρη του υλικού που έχει κοπεί για να αφαιρέσετε τυχόν αιχμηρές άκρες. |
|
Κίνδυνος ασφαλείας: |
Ακραία θερμοκρασίαΝα είστε προσεκτικοί με υλικό που μόλις κόπηκε. |
Δομικά μέταλλα και εξαρτήματα μπορούν να αγοραστούν στο σε αυτόν τον σύνδεσμο.