V5 važiuoklės projektavimas

Važiuoklė yra konstrukcinė roboto sudedamoji dalis, kurioje yra pavara ir kuri leidžia robotui judėti naudojant ratus, bako protektorius ar kitą būdą. Važiuoklė kartais vadinama roboto rėmu. Važiuoklėje taip pat yra konstrukcija, skirta pritvirtinti manipuliatorius, tokius kaip rankos, nagai, keltuvai, plūgai, konvejerių sistemos, objektų įleidimo angos ir kitos konstrukcijos ypatybės, naudojamos manipuliuoti objektais.

Kuriant roboto važiuoklę reikia atsižvelgti į daugybę dalykų.

Tikslas

Kokia yra roboto paskirtis? Ar roboto dizainas skirtas klasės projektui ar konkursui? Jei robotas skirtas klasės projektui, jo važiuoklė gali būti surinkta mažiau rūpinantis pasikartojančia sąveika su kitais robotais. Varžybų metu, jei važiuoklė įlinks, susisuka ar subyrės, robotas gali nebegalėti efektyviai konkuruoti. 

Dydis

Ar yra roboto dydžio nustatymo taisyklės? Daugelyje konkursų yra dydžių nustatymo taisyklės, įtrauktos į žaidimo taisykles. Šios taisyklės gali turėti maksimalų aukštį, plotį ir ilgį, kurį robotas gali turėti rungtynių pradžioje, o taisyklės gali turėti didžiausią išsiplėtimą horizontaliai ir (arba) didžiausią aukščio ribą. Važiuoklė turi būti tokio dydžio, kad visi roboto komponentai atitiktų dydžio taisykles.

Forma

Kokios formos bus važiuoklė? Vienas iš VEX EDR sistemos privalumų yra tai, kad ji suteikia daug dizainų ir beveik neribotas galimybes kūrybiškumui. Tačiau yra keletas aspektų, į kuriuos reikia atsižvelgti. Konstrukciniai metaliniai komponentai surenkami daug lengviau, kai naudojamos 90 ^o jungtys. Važiuoklės forma turi turėti vietos kitiems roboto komponentams, tokiems kaip valdymo sistema, varikliai, ratai, pavaros ir žvaigždutės. Gera projektavimo praktika yra prieš surinkimą išdėstyti važiuoklę su visais kitais komponentais, kad būtų užtikrintas tinkamas tarpas. Įsitikinkite, kad važiuoklės forma atitiks roboto pavaros konstrukciją. Jei robotas bus naudojamas varžybose, ar yra formų, kurios suteiks pranašumo? Galbūt siauresnė forma leis robotui lengviau naršyti lauke ir (arba) lengviau tilps į taškų zoną. Galbūt platesnė forma leis robotui stumti daugiau žaidimo figūrėlių arba suteiks daugiau vietos įsiurbimo sistemai. Galbūt U forma suteiks vietos konvejeriui ir (arba) žaidimo figūrų manipuliatoriui. Galbūt yra kliūtis, po kuria robotas turi eiti, ir jis negali būti toks aukštas. Galbūt robotas turės pasiekti aukštą ratų bazę arba už jos ribų ir bus naudinga sukurti tokią važiuoklės formą, kad ji atitiktų didžiausio dydžio ribą ir sukurtų kuo didesnį bei stabilesnį pėdsaką.

Velenų atrama

Svarbu, kad važiuoklės konstrukcijoje būtų du lygiagrečiai atramos taškai visiems velenams, kurie bus įkišti į važiuoklę. Jei kiekvienam velenui nėra numatytos dvi atramos, velenui bus leista šiek tiek pasisukti aukštyn ir žemyn viename atramos taške ir dėl to velenas sukasi sunkiau. Kuo sunkesnį roboto agregatą laiko velenas, tuo svarbiau užtikrinti šiuos du atramos taškus.

Dviejų paramos taškų pavyzdžiai

Konstrukciniai metalo gabalai

Kokio tipo konstrukciniai metaliniai elementai bus naudojami surenkant važiuoklę? VEX EDR sistema turi daug galimų plieno ir aliuminio variantų. Yra 5 ir 2 angų pločio C kanalai iš plieno ir aliuminio. Galimi 3 angų pločio aliuminio C kanalai. Kuo platesnis C kanalas, tuo mažesnė tikimybė, kad jis sulinks ar susisuks, tačiau važiuoklė bus sunkesnė. Yra plieninių ir aliuminio kampų su kvadratinėmis skylėmis ir plieninių kampų su įpjovomis. Kampai idealiai tinka bokštams tvirtinti ir palaikyti. Plieninis kampas su išpjovomis skylutėmis leidžia prijungti ne 90 ^o. Yra plieninių ir aliuminio bėgių. Bėgiuose yra galinės jungtys, kurios suteikia papildomą sujungimo tašką. Bėgiai yra vienas iš konstrukcinio metalo tipų, įtrauktų į važiuoklės rinkinius.

Dalykai, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis konstrukcinę metalo medžiagą.VEX siūlo metalines konstrukcijas iš dviejų medžiagų: plieno ir aliuminio. Atsižvelgiant į medžiagos savybes ir turimus gabalus, naudojant konkrečią medžiagą yra privalumų ir trūkumų. Abi medžiagos gali būti pjaustomos, gręžiamos, drožtos ir performuojamos, kad būtų galima pritaikyti dizainą.

Plieninis konstrukcinis metalas buvo originali medžiaga, kuri buvo prieinama, kai buvo pristatyta VEX EDR sistema. Kai bandote nuspręsti, ar naudoti plieninę konstrukcinę dalį, priimdami sprendimą reikėtų atsižvelgti į keletą dalykų:

• Plieniniai metalo gabalai yra pigesni nei aliuminis, todėl į tai gali būti atsižvelgta rengiant klasės projektus. 
• Plieninės metalinės detalės nesilanksto ir nesisuka taip lengvai, kaip tos pačios metalinės detalės, pagamintos iš aliuminio. 
• Plieninės metalinės detalės yra „Boaster Kit“ ir „Metal Hardware Kit“. 
• Plieninis metalas tiekiamas 4 skirtingų dydžių važiuoklės rinkiniais, kuriuos galima maišyti ir pritaikyti įvairioms konstrukcijoms. 
• Plieninis metalas taip pat yra kelių vieno tipo / ilgio metalinių komponentų pakuotėse. 

Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas 3D konstrukcinio metalo modelis, naudojamas VEX V5. 

 

Aliuminio konstrukcinis metalas vėliau buvo pristatytas VEX EDR produktų linijoje, tačiau dėl savo savybių jis plačiai naudojamas projektuojant robotų varžybas. Kai bandote nuspręsti, ar naudoti aliuminio konstrukciją, čia yra keletas dalykų, į kuriuos reikėtų atsižvelgti priimant sprendimą:

• Aliuminio metalo detalės yra lengvesnės ir tai suteikia konkurencinį pranašumą, nes kuo lengvesnė konstrukcija, tuo lengviau ją perkelti varikliams ir pneumatinėms sistemoms. 
• Aliuminio gabalai yra šiek tiek storesni nei plieno gabalai, o tam tikromis kryptimis sunkiau sulyginti skyles tarp 2 ar daugiau dalių. 
• Aliuminio detalės yra minkštesnės nei plieninės detalės, todėl varžtai ir pavaros velenai gali įsiskverbti į kvadratinių skylių šonus, kai jie patiria didelį įtempimą, ir dėl to gali susidaryti laisva jungtis. Tačiau dėl šio minkštumo aliuminį pjaustyti, gręžti, dildyti ir formuoti galima lengviau nei plieną. 
• Aliuminio metalo detalės yra aliuminio konstrukcijų rinkinyje ir ilgajame aliuminio konstrukcijų rinkinyje. 
• Aliuminį galima įsigyti 25x25 aliuminio važiuoklės komplekte. 
• Aliuminio metalas taip pat yra kelių vieno tipo / ilgio metalinių komponentų pakuotėse. 

Ryšio taškai

Sujungimo taškai yra labai svarbūs kuriant ir pritaikant VEX V5 robotą. Šie taškai leidžia saugiai pritvirtinti įvairius komponentus, tokius kaip varikliai, jutikliai ir konstrukciniai elementai. Kvadratinės skylės metalinėse plokštėse, sijose ir strypuose leidžia lengvai patekti į tvirtinimo detales. Trikampiai įdubimai sijose leidžia lengvai suskaičiuoti skylutes, kurių reikia skirtingų komponentų tvirtinimui. Kas penkias kvadratines skyles pažymi įduba, kad būtų lengva nustatyti jungties taškus. 

Visas metalines detales galima maišyti ir suderinti, kad būtų surinkta labai efektyvi roboto važiuoklė. Sprendimas, kokį metalą naudoti, nebūtinai turi būti „viskas arba nieko“. Pvz., Aliuminis kampas ir bėgiai gali būti naudojami važiuoklės pavaros daliai, kad ji būtų lengva, o plieno C kanalas gali būti naudojamas bokšto važiuoklės daliai, kad būtų galima išlaikyti didelę ranką arba keltuvą. sistema. 

Reikia pažymėti, kad metalinės plokštės ir metaliniai strypai (kurių taip pat yra iš plieno ir aliuminio) nebuvo įtraukti į šią konstrukcinių metalų dalių diskusiją. Taip yra todėl, kad plokštėse ir strypuose nėra medžiagos, kuri tęsiasi visose 3 (X, Y,&Z) erdvinėse ašyse, todėl nėra tokio tvirtumo, kad būtų galima naudoti kaip pagrindinį važiuoklės komponentą. Tačiau šios metalinės dalys gali atlikti kai kurias labai svarbias funkcijas važiuoklėje, pavyzdžiui: 

• Plokštės ir strypai gali būti naudojami palaikyti ir sujungti kitus konstrukcinius komponentus, kad sutvirtintų važiuoklę. 
• Plieninės plokštės arba plieniniai strypai gali būti montuojami lygiai su aliuminio konstrukcinio metalo gabalėliu, siekiant sustiprinti jo kvadratines skyles, kai per skylę įkišamas velenas arba varžtas, o velenas / varžtas patiria didelį įtempimą. 
• Plokštės ir strypai gali sudaryti lygų paviršių ant važiuoklės, kad būtų galima montuoti tokius komponentus kaip V5 Robot Brain, V5 Robot Radio ir V5 Robot Battery.

Tvirtinimo detalės

Kaip važiuoklės surinkimui naudojamos tvirtinimo detalės? Tvirtinimo detalės yra dalys, jungiančios metalines dalis ir kitas konstrukcijas. Yra daug tvirtinimo detalių, skirtų važiuoklei surinkti. Išskyrus atvejus, kai važiuoklė turi konstrukciją, skirtą suktis, kiekvienoje sankryžoje turi būti du ar daugiau sujungimo taškų. Paprastai kuo didesnė sankryžos įtampa, tuo daugiau reikia naudoti tvirtinimo detales, tačiau tai prilygs didesniam dizainui. Pavyzdžiui, jei jungiami du 5 angų C kanalai, varžtą įkišti per visas 25 susikertančias skyles būtų per daug. Klasės važiuoklė gali nepatirti tokio didelio streso kaip konkurencinė važiuoklė. Klasės važiuoklėje gali būti naudojamos greičiau surenkamos tvirtinimo detalės, pvz., guolių tvirtinimo kniedės, #8-32 šešiakampės veržlės, veržlių strypai ir varžtai. Varžybų važiuoklę reikės surinkti varžtais ir veržlėmis. Taip pat gali būti naudojami 1 stulpelio veržlės laikikliai ir (arba) 4 stulpelio veržlių laikikliai. Atstvarai taip pat labai veiksmingi surenkant važiuoklę. Atskyrimas naudojamas atskirti dvi dalis viena nuo kitos, tuo pačiu sukuriant standų ryšį. Nr. 8-32 atstumas yra įvairaus ilgio nuo ¼ iki 6 colių. Be šių tvirtinimo detalių, VEX Robotics Competition galioja žaidimo taisyklė apie „ne VEX varžtus“, leidžiančius bet kokius parduodamus #4, #6, #8, M3, M3.5 arba M4 varžtus iki 2 colių (50,8). mm) ilgio (vardinis) ir bet kokia prekyboje parduodama veržlė, poveržlė ir (arba) tarpiklis (iki 2 colių / 50,8 mm ilgio), kad tilptų šiuos varžtus. Važiuoklės sankryžos taip pat gali būti sutvirtintos naudojant įtvarus, plokštes ir (arba) strypus.

Svarba

Roboto važiuoklė yra jo karkasas, todėl labai svarbu, kad jis būtų gerai suprojektuotas ir gerai surinktas. Roboto sėkmė ar nesėkmė gali priklausyti nuo važiuoklės. 

Konstrukcinių metalų ir apkaustų galima įsigyti adresu https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.