Diseño de un chasis V5

El chasis es el componente estructural del robot que contiene el tren motriz y permite que el robot sea móvil mediante el uso de ruedas, huellas de tanque u otro método. En ocasiones, un chasis se denomina estructura del robot. El chasis también proporciona una estructura para sujetar manipuladores como brazos, garras, elevadores, arados, sistemas de transporte, tomas de objetos y otras características de diseño utilizadas para manipular objetos.

Hay muchas consideraciones que se deben tener en cuenta al diseñar un chasis de robot.

Propósito

¿Cuál es el propósito del robot? ¿El diseño del robot es para un proyecto de aula o es para una competición? Si el robot es para un proyecto en el aula, su chasis se puede ensamblar con menos preocupación por las interacciones repetidas con otros robots. Durante una competencia, si el chasis se dobla, gira o se desmorona, es posible que el robot ya no pueda competir de manera efectiva.

Tamaño

¿Existen reglas de dimensionamiento para el robot? Muchas competiciones tienen reglas de tamaño incluidas en las reglas del juego. Estas reglas pueden tener una altura, un ancho y una longitud máximos que el robot puede tener al comienzo de una partida y las reglas pueden tener una expansión máxima horizontalmente y / o un límite máximo de altura. El chasis debe tener un tamaño que permita que todos los componentes del robot se ajusten a las reglas de tamaño.

Forma

¿Qué forma tendrá el chasis? Una de las ventajas del sistema VEX EDR es que permite muchos diseños y una oportunidad casi infinita para la creatividad. Sin embargo, hay algunos aspectos a considerar. Los componentes metálicos estructurales se ensamblan mucho más fácilmente cuando se utilizan 90 o conexiones. La forma del chasis debe dejar espacio para los demás componentes del robot, como el sistema de control, los motores, las ruedas, los engranajes y las ruedas dentadas. Una buena práctica de diseño es colocar el chasis con todos los demás componentes antes del ensamblaje para asegurar que el espacio funcione. Asegúrese de que la forma del chasis se adapte al diseño de la transmisión del robot. Si el robot se utilizará en una competición, ¿hay formas que supongan una ventaja? Quizás una forma más estrecha permitirá al robot navegar por el campo más fácilmente y / o encajar en una zona de puntuación más fácilmente. Quizás una forma más ancha permitirá al robot empujar más piezas del juego o proporcionar más área para un sistema de admisión. Quizás una forma de U permitirá espacio para un transportador y / o un manipulador de piezas de juego. Quizás hay un obstáculo por debajo del cual el robot necesita pasar y no puede ser tan alto. Quizás el robot necesitará alcanzar una altura alta o fuera de la distancia entre ejes y será ventajoso construir la forma del chasis para llenar el límite de tamaño máximo y crear una huella lo más grande y estable posible.

Soporte de ejes

Es importante que el diseño del chasis incorpore dos puntos de apoyo paralelos para cualquier eje que se inserte en el chasis. Si no se proporcionan dos soportes para cada eje, se permitirá que el eje pivote ligeramente hacia arriba y hacia abajo en el único punto de soporte y hará que el eje sea más difícil de girar. Cuanto más pesado es el conjunto del robot que soporta el eje, más importante es proporcionar estos dos puntos de apoyo.

Ejemplos de dos puntos de apoyo

1 punto de apoyo (deficiente) 2 puntos de apoyo (bueno) 2 puntos de apoyo (bueno)
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Piezas de metal estructural

¿Qué tipo de piezas metálicas estructurales se utilizarán para ensamblar el chasis? El sistema VEX EDR tiene muchas opciones disponibles en acero y aluminio. Hay canales en C disponibles en 5 orificios y 2 orificios de ancho tanto en acero como en aluminio. Hay disponibles canales en C de aluminio con 3 orificios de ancho. Cuanto más ancho sea el canal C, es menos probable que se doble o gire, sin embargo, el chasis será más pesado. Hay ángulos disponibles en acero y aluminio con orificios cuadrados y hay ángulos de acero con orificios ranurados. Los ángulos son ideales para sujetar y sostener torres. El ángulo de acero con orificios ranurados permite conexiones que no son 90 o. Hay rieles disponibles tanto en acero como en aluminio. Los rieles tienen conectores finales que proporcionan un punto de conexión adicional. Los rieles son uno de los tipos de metal estructural incluidos en los kits de chasis.

Canal C Ángulo Carril
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Cosas a considerar al seleccionar un material de metal estructural.VEX ofrece piezas de estructura metálica en dos opciones de materiales: acero y aluminio. Existen ventajas y desventajas de utilizar un material específico según las propiedades del material y las piezas disponibles. Ambas opciones de material se pueden cortar, perforar, limar y remodelar para permitir diseños personalizados.

El metal estructural de acero era el material original que estaba disponible cuando se introdujo el sistema VEX EDR. Al intentar decidir si utilizar una pieza estructural de acero, aquí hay algunas cosas que deben tenerse en cuenta en la decisión:

  • Las piezas metálicas de acero son menos costosas que el aluminio y esto puede ser una consideración en los proyectos de aula.
  • Las piezas metálicas de acero no se doblan ni se retuercen tan fácilmente como las mismas piezas metálicas hechas de aluminio.
  • Las piezas metálicas de acero están disponibles en el kit Boaster y en el kit de herrajes metálicos.
  • El metal de acero está disponible en 4 kits de chasis de diferentes tamaños que se pueden mezclar y combinar para varios diseños diferentes.
  • El metal de acero también está disponible en varios paquetes de componentes metálicos de un solo tipo / longitud.

El metal estructural de aluminio se introdujo más tarde en la línea de productos VEX EDR, sin embargo, sus propiedades lo hacen ampliamente utilizado para diseños en competencias robóticas. Al intentar decidir si utilizar una pieza estructural de aluminio, aquí hay algunas cosas que deben tenerse en cuenta en la decisión:

  • Las piezas metálicas de aluminio son más ligeras y esto proporciona una ventaja competitiva porque cuanto más ligera es la estructura, más fácil es para los motores y los sistemas neumáticos moverla.
  • Las piezas de aluminio son un poco más gruesas que las de acero y, en determinadas orientaciones, es más difícil alinear los orificios entre 2 o más piezas.
  • Las piezas de aluminio son más blandas que las piezas de acero, lo que puede permitir que los tornillos y los ejes de transmisión se claven en los lados de los orificios cuadrados cuando se les aplica una gran tensión y esto puede crear una conexión suelta. Sin embargo, esta suavidad permite cortar, perforar, limar y remodelar el aluminio más fácilmente que el acero.
  • Las piezas de metal de aluminio están disponibles en el kit de estructura de aluminio y el kit de estructura de aluminio larga.
  • El aluminio está disponible en un kit de chasis de aluminio de 25x25.
  • El metal de aluminio también está disponible en varios paquetes de componentes metálicos de un solo tipo / longitud.

Todas estas piezas de metal se pueden mezclar y combinar para ensamblar un chasis de robot muy efectivo. La decisión sobre qué tipo de metal utilizar no tiene por qué ser un todo o nada. Por ejemplo, se pueden usar rieles y ángulos de aluminio para la parte del tren motriz del chasis para mantenerla liviana y se puede usar un canal en C de acero para la parte de la torre del chasis con el fin de proporcionar resistencia para soportar un brazo grande o un elevador. sistema.

Cabe señalar que las placas de metal y las barras de metal (que también están disponibles en acero y aluminio) se dejaron fuera de esta discusión sobre piezas de metal estructural. Esto se debe a que las placas y las barras no tienen material que se extienda en los 3 ejes espaciales (X, Y,&Z) y, por lo tanto, no tienen la resistencia estructural para usarse como componente principal de un chasis. Sin embargo, estas piezas metálicas pueden cumplir algunas funciones muy importantes en un chasis como:

  • Se pueden usar placas y barras para soportar y conectar los otros componentes estructurales para endurecer un chasis.
  • Las placas de acero o las barras de acero se pueden montar al ras de una pieza de metal estructural de aluminio para reforzar sus orificios cuadrados cuando se inserta un eje o tornillo a través del orificio y el eje / tornillo tiene una gran tensión aplicada.
  • Las placas y barras pueden proporcionar una superficie plana en un chasis para montar componentes como el cerebro del robot V5, el radio del robot V5 y la batería del robot V5.
Lámina Bar
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Sujetadores

¿Cómo se utilizan los sujetadores para ensamblar el chasis? Los sujetadores son partes que conectan las piezas de metal y otras estructuras entre sí. Hay numerosos sujetadores disponibles para ensamblar un chasis.A menos que el chasis tenga una estructura diseñada para pivotar, cada unión debe tener dos o más puntos de conexión. Como regla general, cuanta más tensión tenga una unión, más sujetadores deben usarse; sin embargo, esto equivaldrá a más peso para el diseño. Por ejemplo, si se conectan dos canales en C de 5 orificios, sería excesivo colocar un tornillo a través de los 25 orificios que se cruzan. Es posible que el chasis de un aula no experimente una cantidad de estrés tan alta como un chasis competitivo. El chasis del aula puede usar sujetadores que son más rápidos de ensamblar, como los remaches de fijación de cojinetes, las tuercas hexagonales n. ° 8-32, las barras de tuercas y los tornillos de mariposa. Un chasis de competición deberá montarse con tornillos y tuercas. También se pueden utilizar retenedores de tuerca de 1 poste y / o retenedores de tuerca de 4 postes. Los separadores también son muy efectivos para ensamblar un chasis. Un separador se usa para separar dos partes entre sí mientras se crea una conexión rígida. Los separadores # 8-32 vienen en varias longitudes entre ¼ ”y 6”. Además de estos sujetadores, la Competencia de Robótica VEX tiene una regla de juego sobre "tornillos no VEX" que permite cualquier tornillo # 4, # 6, # 8, M3, M3.5 o M4 disponible comercialmente hasta 2 ”(50.8 mm) de largo (nominal) y cualquier tuerca, arandela y / o espaciador disponible comercialmente (hasta 2 ”/ 50,8 mm de largo) para adaptarse a estos tornillos. Las uniones del chasis también se pueden reforzar con cartelas, placas y / o barras.

Importancia

El chasis del robot le sirve de esqueleto, por lo que es fundamental contar con uno bien diseñado y bien ensamblado. El éxito o el fracaso del robot puede depender del chasis.

Peligro de seguridad:
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Bordes afilados

Lima o lija alisar cualquier borde del material que se haya cortado para eliminar los bordes afilados.

Peligro de seguridad:
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Temperatura extrema

Tenga cuidado con el material que acaba de cortar.

El metal estructural y el hardware se pueden comprar en https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.