Le châssis est le composant structurel du robot qui contient la transmission et permet au robot d'être mobile en utilisant des roues, des chenilles de réservoir ou une autre méthode. Un châssis est parfois appelé le cadre du robot. Le châssis fournit également une structure permettant de fixer des manipulateurs tels que des bras, des griffes, des élévateurs, des charrues, des systèmes de convoyage, des prises d'objets et d'autres éléments de conception utilisés pour manipuler des objets.

De nombreux éléments doivent être pris en compte lors de la conception d’un châssis de robot.

But

Quel est le but du robot ? La conception du robot est-elle destinée à un projet de classe ou à un concours ? Si le robot est destiné à un projet de classe, son châssis peut être assemblé en tenant moins compte des interactions répétées avec d'autres robots. Lors d'une compétition, si le châssis se plie, se tord ou tombe en morceaux, le robot risque de ne plus être en mesure de concourir efficacement. 

Taille

Existe-t-il des règles de dimensionnement pour le robot ? De nombreuses compétitions ont des règles de taille incluses dans les règles du jeu. Ces règles pourraient avoir une hauteur, une largeur et une longueur maximales que le robot peut avoir au début d'un match et les règles peuvent avoir une extension horizontale maximale et/ou une limite de hauteur maximale. Le châssis doit être dimensionné de manière à ce que tous les composants du robot respectent les règles de dimensionnement.

Forme

Quelle sera la forme du châssis ? L’un des avantages du système VEX EDR est qu’il permet de nombreuses conceptions et une possibilité de créativité presque infinie. Il y a cependant quelques aspects à prendre en compte. Les composants métalliques structurels s'assemblent beaucoup plus facilement lorsque des connexions 90 o sont utilisées. La forme du châssis doit laisser de l'espace pour les autres composants du robot tels que le système de contrôle, les moteurs, les roues, les engrenages et les pignons. Une bonne pratique de conception consiste à disposer le châssis avec tous les autres composants avant l'assemblage pour garantir que l'espacement fonctionnera. Assurez-vous que la forme du châssis s'adaptera à la conception de la transmission du robot. Si le robot est utilisé dans une compétition, existe-t-il des formes qui offriront un avantage ? Peut-être qu'une forme plus étroite permettra au robot de naviguer plus facilement sur le terrain et/ou de s'insérer plus facilement dans une zone de score. Peut-être qu'une forme plus large permettrait au robot de pousser plus de pièces de jeu ou de fournir plus de surface pour un système d'admission. Peut-être qu'une forme en U laissera de la place pour un convoyeur et/ou un manipulateur de pièces de jeu. Il y a peut-être un obstacle sous lequel le robot doit passer et il ne peut pas être assez haut. Il se peut que le robot doive atteindre une certaine hauteur ou dépasser l'empattement et il sera avantageux de construire la forme du châssis pour remplir la limite de taille maximale et créer une empreinte aussi grande et stable que possible.

Support d'arbres

Il est important que la conception du châssis intègre deux points de support parallèles pour tous les arbres qui seront insérés dans le châssis. 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'assemblage du robot supporté par l'arbre est lourd, plus il est important de fournir ces deux points de support.

Exemples de deux points d'appui

1 point d'appui (faible) 2 points d'appui (bon) 2 points d'appui (bon)
Diagramme de conseils d'assemblage VEX V5 illustrant les composants clés et les étapes d'assemblage pour la construction de robots V5, avec des pièces étiquetées et des instructions pour une construction efficace. Schéma illustrant les conseils d'assemblage des composants robotiques V5, comprenant des pièces étiquetées et des instructions étape par étape pour un assemblage correct. Schéma illustrant les conseils d'assemblage des composants robotiques V5, montrant des instructions étape par étape et des pièces étiquetées pour une construction optimale.

Pièces métalliques de structure

Quel type de pièces métalliques structurelles seront utilisées pour assembler le châssis ? Le système VEX EDR dispose de nombreuses options disponibles en acier et en aluminium. Il existe des profilés en C disponibles en largeur de 5 et 2 trous en acier et en aluminium. Des profilés en C en aluminium sont disponibles en largeur de 3 trous. Plus le canal en C est large, moins il risque de se plier ou de se tordre, mais le châssis sera plus lourd. Il existe des angles disponibles en acier et en aluminium avec des trous carrés et il existe des angles en acier avec des trous oblongs. Les angles sont idéaux pour fixer et soutenir les tours. L'angle en acier avec trous oblongs permet des connexions qui ne sont pas à 90 o. Il existe des rails disponibles en acier et en aluminium. Les rails sont dotés de connecteurs d'extrémité qui fournissent un point de connexion supplémentaire. Les rails sont l’un des types de métal structurel inclus dans les kits de châssis.

Canal C Angle Rail
  Schéma montrant des conseils d'assemblage pour les composants de la catégorie V5, illustrant les étapes clés et les connexions pour un assemblage correct. Schéma montrant des conseils d'assemblage pour les composants robotiques V5, illustrant les pièces clés et leurs connexions pour une construction efficace. Schéma illustrant les conseils d'assemblage des composants robotiques V5, montrant des instructions étape par étape et les pièces clés pour un assemblage correct, garantissant une construction et une fonctionnalité efficaces.

Éléments à prendre en compte lors de la sélection d'un matériau de structure métallique.VEX propose des pièces de structure métallique dans deux options de matériaux : l'acier et l'aluminium. L’utilisation d’un matériau spécifique présente des avantages et des inconvénients en fonction des propriétés du matériau et des pièces disponibles. Les deux options de matériaux peuvent être coupées, percées, limées et remodelées pour permettre des conceptions personnalisées.

La structure métallique en acier était le matériau d'origine disponible lorsque le système VEX EDR a été introduit. Lorsque vous essayez de décider d’utiliser une pièce de structure en acier, voici quelques éléments à prendre en compte dans la décision :

  • Les pièces métalliques en acier sont moins chères que l’aluminium et cela peut être un facteur à prendre en compte dans les projets de classe. 
  • Les pièces métalliques en acier ne se plient pas ou ne se tordent pas aussi facilement que les mêmes pièces métalliques en aluminium. 
  • Des pièces métalliques en acier sont disponibles dans le kit Boaster et le kit de quincaillerie métallique. 
  • L'acier est disponible en 4 kits de châssis de tailles différentes qui peuvent être mélangés et assortis pour un certain nombre de conceptions différentes. 
  • L'acier est également disponible dans un certain nombre de packs de composants métalliques de type/longueur unique. 

Le graphique ci-dessous montre un modèle 3D du métal structurel utilisé pour le VEX V5. 

 

Le métal structurel en aluminium a été introduit plus tard dans la gamme de produits VEX EDR, mais ses propriétés le rendent largement utilisé pour les conceptions dans les compétitions robotiques. Lorsque vous essayez de décider d'utiliser une pièce structurelle en aluminium, voici quelques éléments à prendre en compte dans la décision :

  • Les pièces métalliques en aluminium sont plus légères et cela offre un avantage concurrentiel car plus la structure est légère, plus il est facile pour les moteurs et les systèmes pneumatiques de la déplacer. 
  • Les pièces en aluminium sont légèrement plus épaisses que les pièces en acier et dans certaines orientations, il est plus difficile d'aligner les trous entre 2 ou plusieurs pièces. 
  • Les pièces en aluminium sont plus molles que les pièces en acier, ce qui peut permettre aux vis et aux arbres d'entraînement de s'enfoncer dans les côtés des trous carrés lorsqu'ils subissent une contrainte importante, ce qui peut créer une connexion lâche. Cependant, cette douceur permet à l'aluminium d'être coupé, percé, limé et remodelé plus facilement que l'acier. 
  • Les pièces métalliques en aluminium sont disponibles dans le kit de structure en aluminium et le kit de structure longue en aluminium. 
  • L'aluminium est disponible dans un kit de châssis en aluminium 25x25. 
  • L'aluminium métallique est également disponible dans un certain nombre de packs de composants métalliques de type/longueur unique. 

Points de connexion

Les points de connexion sont essentiels pour construire et personnaliser votre robot VEX V5. Ces points permettent la fixation sécurisée de divers composants, tels que des moteurs, des capteurs et des éléments structurels. Les trous carrés dans les plaques métalliques, les poutres et les barres permettent une entrée facile des fixations. Les indentations triangulaires dans les poutres vous permettent de compter facilement les trous dont vous avez besoin pour fixer différents composants. Une indentation marque tous les à 5 trous carrés de pour une identification facile des points de connexion. 

Toutes les pièces métalliques peuvent être mélangées et assorties pour assembler un châssis de robot très efficace. Le choix du type de métal à utiliser ne doit pas nécessairement être une question de tout ou rien. Par exemple, des angles et des rails en aluminium peuvent être utilisés pour la partie transmission du châssis afin de le garder léger et un canal en C en acier peut être utilisé pour la partie tour du châssis afin de fournir la résistance nécessaire pour supporter un grand bras ou un système de levage. 

Il convient de noter que les plaques et les barres métalliques (qui sont également disponibles en acier et en aluminium) ont été laissées de côté dans cette discussion sur les pièces métalliques structurelles. Cela est dû au fait que les plaques et les barres ne disposent pas de matériau qui s'étend sur les 3 axes spatiaux (X, Y,&Z) et n'ont donc pas la résistance structurelle nécessaire pour être utilisées comme composant principal d'un châssis. Cependant, ces pièces métalliques peuvent remplir des fonctions très importantes dans un châssis telles que : 

  • Les plaques et les barres peuvent être utilisées pour soutenir et connecter les autres composants structurels afin de rigidifier un châssis. 
  • Les plaques ou les barres d'acier peuvent être montées au ras d'une pièce de métal structurel en aluminium pour renforcer ses trous carrés lorsqu'un arbre ou une vis est inséré dans le trou et que l'arbre/la vis subit une contrainte importante. 
  • Les plaques et les barres peuvent fournir une surface plane sur un châssis pour monter des composants tels que le cerveau du robot V5, la radio du robot V5 et la batterie du robot V5.
Plaque Bar
Schéma montrant des conseils d'assemblage pour les composants robotiques V5, illustrant les pièces clés et leurs connexions pour une configuration et une fonctionnalité optimales. Schéma illustrant les conseils d'assemblage des composants robotiques V5, montrant des instructions étape par étape et des pièces étiquetées pour une construction efficace.

Fixations

Comment sont utilisées les fixations pour assembler le châssis ? Les attaches sont des pièces qui relient les pièces métalliques et d'autres structures entre elles. Il existe de nombreux éléments de fixation disponibles pour assembler un châssis. À moins que le châssis ne soit doté d’une structure conçue pour pivoter, chaque jonction doit avoir deux points de connexion ou plus. En règle générale, plus une jonction est soumise à des contraintes, plus il faut utiliser de fixations, mais cela équivaudra à plus de poids pour la conception. Par exemple, si deux profilés en C à 5 trous sont connectés, il serait excessif de placer une vis dans les 25 trous qui se croisent. Un châssis de salle de classe peut ne pas subir autant de contraintes qu'un châssis concurrent. Le châssis de la salle de classe peut utiliser des éléments de fixation plus rapides à assembler, comme les rivets de fixation de roulement, les écrous hexagonaux n° 8-32, les barres d'écrous et les vis à oreilles. Un châssis de compétition devra être assemblé avec des vis et des écrous. Des supports d'écrou à 1 poteau et/ou des supports d'écrou à 4 poteaux peuvent également être utilisés. Les entretoises sont également très efficaces pour assembler un châssis. Une entretoise est utilisée pour séparer deux pièces l'une de l'autre tout en créant une connexion rigide. Les entretoises #8-32 sont disponibles en différentes longueurs entre ¼” et 6”. En plus de ces fixations, la compétition de robotique VEX a une règle de jeu sur les « vis non VEX » qui autorise toute vis n° 4, n° 6, n° 8, M3, M3.5 ou M4 disponible dans le commerce jusqu'à 2" (50,8 mm) de long (nominal), et tout écrou, rondelle et/ou entretoise disponible dans le commerce (jusqu'à 2" / 50,8 mm de long) pour s'adapter à ces vis. Les jonctions du châssis peuvent également être renforcées à l'aide de goussets, de plaques et/ou de barres.

Importance

Le châssis du robot sert de squelette, il est donc essentiel d'en avoir un bien conçu et bien assemblé. Le succès ou l’échec du robot peut dépendre du châssis. 

Danger pour la sécurité :
Image illustrant les risques de sécurité associés à l'assemblage V5, soulignant les risques potentiels et les précautions à prendre pendant le processus d'assemblage.

Bords tranchants

Limez ou poncez pour lisser tout bord du matériau qui a été coupé afin d'éliminer tous les bords tranchants.

Danger pour la sécurité :
Panneau d'avertissement indiquant un danger de sécurité lié aux conseils d'assemblage pour les produits de la catégorie V5, soulignant les risques potentiels pendant le processus d'assemblage.

Température extrême

Soyez prudent avec le matériel qui vient d’être coupé.

Le métal structurel et le matériel peuvent être achetés sur https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.

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