Utilisation des arbres V5

Le système métallique VEX utilise des arbres carrés plutôt que des axes ronds pour permettre aux assemblages de tourner ou de pivoter. Cette forme carrée permet aux arbres de s'insérer dans une douille carrée des moteurs et fournit une connexion physique aux arbres de transmission, au lieu d'une connexion par friction utilisée avec les essieux ronds. La forme carrée des arbres permet également aux composants de mouvement tels que les roues, les engrenages et les pignons, ainsi qu'aux capteurs tels que l'encodeur d'arbre optique et le potentiomètre d'avoir une connexion d'entraînement physique pour les faire tourner. C'est parce qu'ils ont un trou carré en plastique moulé ou un insert en métal avec un trou carré dimensionné pour permettre aux arbres de glisser à travers les composants. Ces arbres sont également connus sous le nom d’arbres de transmission.

Les arbres sont disponibles dans un certain nombre de longueurs différentes jusqu'à 12 pouces et sont disponibles en deux versions, l'arbre et l'arbre haute résistance.

Arbres

Ces tiges sont des barres carrées de ⅛”. Les arbres font partie du système VEX EDR depuis son introduction et sont compatibles avec tous les produits VEX Motion. Les tiges peuvent être coupées à des longueurs personnalisées, mais elles peuvent se tordre, se plier ou se cisailler lorsqu'elles sont soumises à des contraintes extrêmes.

Arbres à haute résistance

Ces tiges sont des barres carrées de ¼ po. Les arbres haute résistance ont été introduits plus tard dans la gamme de produits VEX EDR et ils ne sont compatibles qu'avec les produits VEX Motion qui ont été conçus pour accueillir l'arbre plus grand tel que le moteur intelligent V5, les engrenages haute résistance, les pignons et la chaîne haute résistance et les roues de 3,25 pouces. Les arbres peuvent être coupés à des longueurs personnalisées et peuvent résister à des contraintes élevées, mais ils ne passeront pas à travers les trous carrés du métal structurel et nécessiteront le perçage d'un trou personnalisé (foret de 5/16" ou 8 mm) si cette exigence fait partie d'une conception d'assemblage. Les arbres à haute résistance pèsent plus que les arbres standard.

Arbre	Arbre à haute résistance

Arbres de support

Les trous dans le métal structurel sont carrés, il est donc essentiel de soutenir un arbre afin que celui-ci puisse tourner en douceur. De plus, dans presque tous les assemblages, il est important de prévoir au moins deux points d’appui parallèles. Si deux supports ne sont pas fournis pour chaque arbre, l'arbre pourra légèrement pivoter de haut en bas sur le point de support unique et il sera plus difficile de faire tourner l'arbre. Plus l'ensemble robotique supporté par l'arbre est lourd, plus il est important de fournir ces deux points de support. Regardez la vidéo suivante pour plus d’informations sur les arbres de support.

Il existe un certain nombre de pièces disponibles pour fournir ces supports.

Arbres

Les pièces disponibles pour supporter les arbres carrés de ⅛ po comprennent :

• Les paliers plats sont des pièces en plastique avec une série de trois trous qui supporteront un arbre dans 1 trou et permettront d'utiliser des vis et des écrous ou des rivets de fixation pour le montage dans les trous restants. Le roulement plat est doté de broches en plastique sur un côté conçues pour être insérées dans les trous carrés du métal. Si ces broches manquent, le roulement doit être jeté car il peut se desserrer sous l'effet de la contrainte. Le roulement plat est conçu pour que les 3 trous soient soutenus par du métal structurel.
• paliers à semellesont des paliers à semelle en plastique qui permettent de décaler un arbre au-dessus, au-dessous ou sur le côté de la pièce métallique structurelle sur laquelle le palier est monté. Les roulements à semelle ne sont pas vendus séparément. Ils peuvent être achetés dans le pack de roulements à palier à semelle avec barre de verrouillage &.
• 1-Post Hex Nut Retainer avec paliers plats sont des roulements en plastique à assemblage rapide. Une extrémité du dispositif de retenue contient un poteau dont la taille et la forme permettent de s'insérer solidement dans le trou carré de la pièce métallique structurelle. Le trou central du dispositif de retenue est dimensionné et fendu pour s'adapter en toute sécurité à un écrou hexagonal, permettant de serrer une vis #8-32 sans avoir besoin d'une clé pour maintenir l'écrou. L'autre extrémité du support comporte un trou pour le passage d'un arbre. L'écrou de retenue hexagonal 1-Post est conçu pour être soutenu par du métal structurel.

Roulements d'arbre à haute résistance

La seule pièce disponible pour supporter l’arbre à haute résistance est le roulement de l’arbre à haute résistance. Il s'agit de pièces en plastique similaires aux paliers plats, à l'exception du fait que le trou central est dimensionné pour que l'arbre de ¼" puisse passer à travers. Le roulement d'arbre à haute résistance peut être utilisé en sélectionnant un arbre à haute résistance qui a la longueur exacte à prendre en sandwich entre deux roulements fixés entre deux pièces de métal structurel. Cependant, dans cette configuration, l'arbre n'aura pas traversé le métal de structure et ne sera supporté que par le plastique du roulement qui peut se rompre lorsqu'il est mis sous contrainte. Dans le cas contraire, un trou personnalisé doit être percé dans le métal structurel suffisamment grand pour permettre à l'arbre haute résistance de tourner librement après avoir été inséré dans le roulement et le métal. Le roulement d'arbre haute résistance est conçu pour que les 3 trous soient soutenus par du métal structurel.

Plats de roulement	Roulements à semelle	1-Écrou de retenue hexagonal	Roulements d'arbre à haute résistance

Exemples de deux points d'appui

1 point d'appui (faible)	2 points d'appui (bon)	2 points d'appui (bon)

Capture des arbres

Les arbres doivent être capturés afin que l'arbre puisse tourner librement et ne glisse toujours pas hors de l'assemblage. De plus, les pièces que l'arbre est censé faire tourner doivent être capturées et/ou fixées à l'arbre afin qu'elles tournent avec l'arbre.

Il existe quelques options de pièces pour capturer les arbres de ⅛ ”. Lors de la fixation d'un arbre placé dans un support de moteur, il est important de fixer un collier dans une orientation telle qu'il vienne en butée contre un composant structurel opposé au moteur. Cela maintiendra solidement l’arbre en place dans le moteur. Il est également important d'empêcher les roues, les engrenages et les pignons de glisser d'avant en arrière sur un arbre. Une façon de procéder consiste à fixer un collier sur l’arbre de chaque côté du composant. Lorsque les colliers sont placés contre une pièce de métal structurel ou un roulement, le placement d'une rondelle entre la pièce et le composant peut réduire la friction.

Les pièces suivantes peuvent être utilisées pour capturer un arbre de ⅛” :

• Les colliers de serrage d'arbre sont des cylindres en plastique avec un trou carré de ⅛” traversant le centre du cylindre, le cylindre a une fente longitudinale sur toute sa longueur avec un trou de vis perpendiculaire pour qu'une vis #8-32 passe à travers et soit fixée avec un écrou Nylock. Ces colliers sont conçus de manière à ce que l'arbre soit inséré dans le trou carré, puis la vis #8-32 est serrée pour fixer le collier sur l'arbre. Le collier de serrage de l'arbre est la plus large des pièces utilisées pour capturer les arbres. L'espace et la longueur de l'arbre doivent être conçus dans l'assemblage afin de s'adapter à cette largeur.
• Les colliers d'arbre en caoutchouc sont un mince cylindre en caoutchouc avec un insert carré de ⅛” traversant le centre du cylindre. Ces colliers sont conçus de manière à ce que l'arbre soit inséré à travers le carré et que le collier capture l'arbre par la friction appliquée. Les colliers d'arbre en caoutchouc sont les pièces les plus minces utilisées pour capturer les arbres. Cependant, ils n'ont pas de vis de serrage appliquant une pression sur l'arbre comme les colliers d'arbre de serrage, ou de vis de réglage qui a été serrée contre l'arbre comme les colliers d'arbre.
• Les colliers d'arbre sont des cylindres métalliques avec un trou rond traversant le centre, dimensionné pour qu'un arbre de ⅛" puisse glisser à travers le trou. Sur le côté du collier se trouve un trou fileté perpendiculaire #8-32 avec une vis de réglage à l'intérieur. Ces colliers sont conçus pour que la vis de réglage soit serrée contre l'arbre. Les vis de réglage nécessitent une clé hexagonale de 5/64 po pour serrer la vis. Le trou fileté #8-32 dans le collier permet de retirer la vis de réglage et de la remplacer par une vis #8-32 ou un coupleur #8-32 pour entretoises. Ces substitutions peuvent donner lieu à des assemblages créatifs. La vis de réglage du collier peut créer une bavure dans la tige si elle est trop serrée. Si cela se produit, la fraise doit être limée jusqu'à ce que la tige soit réutilisée.
• Les colliers d'arbre à haute résistance sont les seules pièces disponibles pour capturer un arbre à haute résistance, à moins que l'arbre ne soit capturé en le prenant en sandwich entre deux roulements soutenus par du métal structurel comme décrit ci-dessus. Le collier d'arbre haute résistance est presque identique au collier d'arbre de serrage en plastique, à l'exception du fait que le collier comporte un trou carré de ¼" qui le traverse en son centre.

Cette vidéo explique les différences entre les colliers d'arbre en caoutchouc et les colliers d'arbre et quand utiliser chacun d'eux.

Collier de serrage d'arbre	Collier d'arbre en caoutchouc	Collier d'arbre	Collier d'arbre haute résistance

Fixation des composants aux arbres

Un autre type de capture d’arbre consiste à fixer un composant à l’arbre afin qu’il tourne avec l’arbre. De nombreux composants peuvent être facilement fixés à l'arbre car ils possèdent soit un trou carré moulé, soit un insert métallique avec un trou carré comme mentionné ci-dessus. Lorsqu'un composant métallique doit être fixé à un arbre, une pièce supplémentaire est nécessaire. Pour l'arbre ⅛”, ces pièces comprennent :

• La barre de verrouillage de l'arbre de transmission est une plaque métallique dotée de deux trous d'extrémité dimensionnés pour une vis n° 8-32 et un écrou de fixation pour monter la barre sur un composant métallique et trois trous carrés de ⅛ po, qui permettent d'insérer un arbre dans le trou carré du milieu, permettant à l'arbre d'entraîner le composant métallique à tourner. Remarque : les deux trous carrés sur les côtés du trou carré central peuvent être utilisés avec le métal au pas de ¼ po abandonné.
• La barre de verrouillage est une barre en plastique qui a deux trous d'extrémité dimensionnés pour une vis n° 8-32 et un écrou de fixation pour monter la barre sur un composant métallique et il y a un insert métallique avec un carré de ⅛" au centre qui permet à l'arbre d'être inséré à travers le trou carré permettant à l'arbre d'entraîner le composant métallique à tourner. L'insert métallique est inséré dans une fente de la barre en plastique qui présente une conception à dents à cliquet permettant de retirer l'insert métallique puis de le réinsérer dans la fente avec le trou carré orienté dans une position différente. Il est essentiel que la barre de verrouillage soit montée sur le composant métallique de manière à ce qu'elle soit orientée avec le côté de l'insert métallique de la barre au ras du métal, sinon l'arbre peut pousser l'insert métallique hors de la fente de la barre, libérant ainsi le composant métallique de l'arbre. Les barres de verrouillage ne sont pas vendues séparément. Ils peuvent être achetés dans le pack de roulements à palier à semelle avec barre de verrouillage &. Les barres de verrouillage en plastique sont plus susceptibles de tomber en panne sous une contrainte extrême que les barres de verrouillage de l'arbre de transmission en métal.

Au moment de la rédaction de cet article, il n'existe aucune barre de verrouillage VEX disponible pour les arbres à haute résistance. Néanmoins, un trou personnalisé peut être percé à travers le composant structurel métallique et un engrenage haute résistance ou un pignon haute résistance avec des trous de montage peut être monté sur le métal. Ensuite, l'arbre haute résistance peut être inséré à travers le composant métallique et l'engrenage/pignon. L'engrenage/pignon monté agit comme une barre de verrouillage permettant à l'arbre d'entraîner le composant métallique à tourner. Si des outils spécialisés sont disponibles, l’un des trous d’une plaque métallique ou d’une barre métallique peut être agrandi jusqu’à obtenir un trou carré de ¼ po à l’aide d’une broche pour réaliser une plaque de verrouillage personnalisée pour le grand arbre. Actuellement, il existe un fournisseur de pièces de rechange qui vend des barres métalliques VEX de différentes longueurs avec un trou percé jusqu'à un carré de ¼".

Barre de verrouillage de l'arbre de transmission	Barres de verrouillage	Barre métallique avec un trou de ¼ po percé

Exemples de capture d'arbre

Assemblage à rotation libre

Il existe des circonstances dans lesquelles il peut ne pas être souhaitable de fixer un engrenage, un pignon, un composant métallique ou une roue à un arbre. Dans ce cas, le composant (roue ou structure métallique) aurait des trous de montage et serait monté sur le côté entraîné ou « sortie » d'un système d'entraînement par engrenage ou pignon. L'engrenage entraîné ou le pignon entraîné et la roue peuvent utiliser des inserts à trous ronds pour leur permettre de tourner librement sur l'arbre. La roue ou le composant métallique monté sur l'engrenage/le pignon entraîné tournera à partir de l'engrenage d'entraînement (d'entrée) ou du pignon d'entraînement et de la chaîne et non par l'arbre sur lequel il est inséré. L'assemblage à rotation libre ne présente pas le frottement supplémentaire lié à la rotation de l'arbre et de l'assemblage.

La réalité des robots

Le support et la capture des arbres constituent un aspect important de l'assemblage d'un robot. Qu'il s'agisse d'un jeu en classe ou d'un match éliminatoire dans une grande compétition de robotique, il n'y a rien de plus décourageant que de regarder sur le terrain et de voir un engrenage, une roue ou un pignon du robot posé sur le sol ou de déplacer un joystick sur le contrôleur du robot et rien ne se passe parce qu'un arbre a glissé hors d'un moteur.

Danger pour la sécurité :

Points de pincement Assurez-vous d’empêcher les doigts, les vêtements, les fils et autres objets de se coincer entre les composants mobiles.

Les arbres et le matériel peuvent être achetés sur https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.