Concevoir un châssis V5

Le châssis est le composant structurel du robot qui contient la transmission et permet au robot d'être mobile en utilisant des roues, des bandes de roulement de réservoir ou une autre méthode. Un châssis est parfois appelé châssis du robot. Le châssis fournit également une structure pour attacher des manipulateurs tels que des bras, des griffes, des élévateurs, des charrues, des systèmes de convoyeurs, des prises d'objets et d'autres caractéristiques de conception utilisées pour manipuler des objets.

De nombreuses considérations doivent être prises en compte lors de la conception d'un châssis de robot.

But

A quoi sert le 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 avec moins de souci pour les interactions répétées avec d'autres robots. Pendant une compétition, si le châssis se plie, se tord ou se désagrège, le robot peut 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 dimensionnement incluses dans les règles du jeu. Ces règles peuvent 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 maximale horizontalement 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 forme aura le châssis ? L'un des avantages du système VEX EDR est qu'il permet de nombreuses conceptions et une opportunité presque infinie de créativité. Cependant, il y a certains aspects à considérer. Les composants métalliques structurels s'assemblent beaucoup plus facilement lorsque 90 connexions ^ou 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 sera utilisé dans une compétition, y a-t-il des formes qui apporteront un avantage ? Peut-être qu'une forme plus étroite permettra au robot de naviguer plus facilement sur le terrain et/ou de s'intégrer plus facilement dans une zone de notation. Peut-être qu'une forme plus large permettra au robot de pousser plus de pièces de jeu ou de fournir plus d'espace 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 aussi haut. Peut-être que le robot devra atteindre haut ou en dehors de 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 manche, le manche pourra pivoter légèrement de haut en bas sur le seul point de support et cela rendra le manche plus difficile à tourner. Plus l'ensemble de robot que l'arbre supporte est lourd, plus il est important de fournir ces deux points d'appui.

Exemples de deux points d'appui

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

Pièces de charpente métallique

Quel type de pièces métalliques structurelles seront utilisées pour assembler le châssis ? Le système VEX EDR a de nombreuses options disponibles en acier et en aluminium. Il existe des profilés en C disponibles en largeur 5 trous et 2 trous en acier et en aluminium. Il existe des canaux en C en aluminium dans une largeur de 3 trous disponibles. Plus le C-Channel est large, moins il risque de se plier ou de se tordre, mais le châssis sera plus lourd. Il existe des cornières disponibles en acier et en aluminium avec des trous carrés et des cornières en acier avec des trous oblongs. Les angles sont idéaux pour attacher et soutenir les tours. L'angle en acier avec trous oblongs permet des connexions qui ne sont pas 90 ^ou. Il existe des rails disponibles en acier et en aluminium. Les rails ont des 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

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. Il y a des avantages et des inconvénients à utiliser un matériau spécifique 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.

Le métal de la structure en acier était le matériau d'origine qui était disponible lorsque le système VEX EDR a été introduit. Lorsque vous essayez de décider s'il faut 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 une considération 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.
• Les pièces métalliques en acier sont disponibles dans le kit de vantail et le kit de quincaillerie en métal.
• Le métal en acier est disponible en 4 kits de châssis de tailles différentes qui peuvent être mélangés et assortis pour un certain nombre de conceptions différentes.
• Le métal en acier est également disponible dans un certain nombre de packs de composants métalliques de type/longueur unique.

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 s'il faut 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 pièces ou plus.
• Les pièces en aluminium sont plus tendres 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 forte contrainte, 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 Aluminium Métal sont disponibles dans le Kit Structure Aluminium et le Kit Structure Aluminium Longue.
• L'aluminium est disponible dans un kit de châssis en aluminium 25x25.
• L'aluminium métal est également disponible dans un certain nombre de packs de composants métalliques de type/longueur unique.

Toutes ces pièces métalliques peuvent être mélangées et assorties pour assembler un châssis de robot très efficace. La décision sur le type de métal à utiliser ne doit pas nécessairement être un tout ou rien. Par exemple, un angle 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 de la force pour supporter un grand bras ou un ascenseur. système.

Il convient de noter que les plaques métalliques et les barres métalliques (qui sont également disponibles en acier et en aluminium) ont été exclues de cette discussion sur les pièces de métal structurel. En effet, les plaques et les barres n'ont pas de matériau qui s'étend sur les 3 axes spatiaux (X,Y,&Z) et n'ont donc pas la résistance structurelle pour être utilisé comme un composant principal d'un châssis. Cependant, ces pièces métalliques peuvent remplir des fonctions très importantes dans un châssis telles que :

• Des plaques et des barres peuvent être utilisées pour soutenir et connecter les autres composants structurels afin de rigidifier un châssis.
• Les plaques d'acier ou les barres d'acier peuvent être montées au ras d'un morceau de métal structurel en aluminium pour renforcer ses trous carrés lorsqu'un arbre ou une vis est inséré à travers le trou et que l'arbre/la vis est soumis à une contrainte importante.
• Les plaques et les barres peuvent fournir une surface plane sur un châssis pour monter des composants tels que le V5 Robot Brain, la V5 Robot Radio et la V5 Robot Battery.

Plaque	Bar

Attaches

Comment les attaches sont-elles utilisées pour assembler le châssis? Les attaches sont des pièces qui relient les pièces métalliques et autres structures entre elles. Il existe de nombreuses fixations disponibles pour assembler un châssis.À moins que le châssis n'ait une structure conçue pour pivoter, chaque jonction doit avoir deux ou plusieurs points de connexion. En règle générale, plus une jonction a de contraintes, plus il faut utiliser de fixations, mais cela équivaut à plus de poids pour la conception. Par exemple, si deux canaux 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 une pression aussi élevée qu'un châssis concurrent. Le châssis de la salle de classe peut utiliser des attaches 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 écrous de retenue à 1 montant et/ou des écrous de retenue à 4 montants 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, le concours de robotique VEX a une règle de jeu sur les « vis non VEX » qui autorise toutes les vis n° 4, n° 6, n° 8, M3, M3,5 ou M4 disponibles 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 de châssis peuvent également être renforcées à l'aide de goussets, de plaques et/ou de barres.

Importance

Le châssis du robot lui 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 :

Bouts pointus Limez ou poncez les bords du matériau qui a été coupé pour éliminer les arêtes vives.

Danger pour la sécurité :

Température extrême Soyez prudent autour du matériau qui vient d'être coupé.

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