Een V5-chassis ontwerpen

Het chassis is het structurele onderdeel van de robot dat de aandrijflijn bevat en ervoor zorgt dat de robot mobiel kan zijn door gebruik te maken van wielen, tanktreden of een andere methode. Een chassis wordt ook wel het frame van de robot genoemd. Het chassis biedt ook een structuur om manipulatoren te bevestigen, zoals armen, klauwen, liften, ploegen, transportsystemen, objectinnames en andere ontwerpkenmerken die worden gebruikt om objecten te manipuleren.

Er moeten veel overwegingen worden gemaakt bij het ontwerpen van een robotchassis.

Doel

Wat is het doel van de robot? Is het robotontwerp voor een klaslokaalproject of is het voor een wedstrijd? Als de robot voor een klaslokaalproject is, kan het chassis worden geassembleerd met minder zorg voor herhaalde interacties met andere robots. Als het chassis tijdens een wedstrijd buigt, draait of uit elkaar valt, kan de robot mogelijk niet langer effectief concurreren. 

Maat

Zijn er maatregels voor de robot? Bij veel competities zijn maatregels opgenomen in de spelregels. Deze regels kunnen een maximale hoogte, breedte en lengte hebben die de robot aan het begin van een wedstrijd kan hebben en de regels kunnen een maximale horizontale uitzetting en/of een maximale hoogtelimiet hebben. Het chassis moet zo gedimensioneerd zijn dat alle onderdelen van de robot binnen de maatregels passen.

Vorm

Welke vorm zal het chassis hebben? Een van de voordelen van het VEX EDR-systeem is dat het veel ontwerpen mogelijk maakt en een vrijwel eindeloze mogelijkheid voor creativiteit biedt. Er zijn echter enkele aspecten waarmee u rekening moet houden. De structurele metalen componenten zijn veel gemakkelijker te monteren wanneer 90 of verbindingen worden gebruikt. De vorm van het chassis moet ruimte bieden voor de andere componenten van de robot, zoals het besturingssysteem, motoren, wielen, tandwielen en tandwielen. Een goede ontwerppraktijk is om het chassis met alle andere componenten vóór de montage in te delen, om er zeker van te zijn dat de afstanden werken. Zorg ervoor dat de vorm van het chassis past bij het ontwerp van de aandrijflijn van de robot. Als de robot in een wedstrijd wordt gebruikt, zijn er dan vormen die een voordeel opleveren? Misschien zorgt een smallere vorm ervoor dat de robot gemakkelijker door het veld kan navigeren en/of gemakkelijker in een scorezone kan passen. Misschien zal een bredere vorm de robot in staat stellen meer speelstukken te duwen of meer ruimte te bieden voor een inlaatsysteem. Misschien biedt een U-vorm ruimte voor een transportband en/of een spelstukmanipulator. Misschien is er een obstakel waar de robot onderdoor moet en mag deze niet zo groot zijn. Misschien zal de robot hoog of buiten de wielbasis moeten reiken en zal het voordelig zijn om de chassisvorm te bouwen om de maximale groottelimiet te vullen en een zo groot en stabiel mogelijke voetafdruk te creëren.

Ondersteuning van assen

Het is belangrijk dat het ontwerp van het chassis twee parallelle steunpunten omvat voor eventuele assen die in het chassis worden gestoken. Als er niet voor elke as twee steunen zijn voorzien, kan de as enigszins op en neer draaien op het enige steunpunt, waardoor de as moeilijker te draaien is. Hoe zwaarder het robotsamenstel dat door de as wordt ondersteund, des te belangrijker het is om deze twee steunpunten te bieden.

Voorbeelden van twee steunpunten

1 steunpunt (slecht) 2 steunpunten (goed) 2 steunpunten (goed)
bestand-i6CxBcNDv0.jpg bestand-A9XSkYEr41.jpg bestand-RfF71YApCH.jpg

Structurele metalen stukken

Welk type structurele metalen stukken zullen worden gebruikt om het chassis te assembleren? Het VEX EDR-systeem kent vele beschikbare opties in staal en aluminium. Er zijn C-kanalen verkrijgbaar in 5 Gat en 2 Gat breedte in zowel staal als aluminium. Er zijn aluminium C-kanalen in 3 gatbreedte beschikbaar. Hoe breder het C-kanaal, hoe kleiner de kans dat deze buigt of draait, maar het chassis zal zwaarder zijn. Er zijn Hoeken verkrijgbaar in zowel staal als aluminium met vierkante gaten en er zijn stalen Hoeken met sleufgaten. Hoeken zijn ideaal voor het bevestigen en ondersteunen van torens. De stalen hoek met slobgaten maakt verbindingen mogelijk die niet 90 ozijn. Er zijn Rails verkrijgbaar in zowel staal als aluminium. Rails zijn voorzien van eindverbinders die een extra aansluitpunt bieden. Rails zijn een van de soorten constructiemetaal die in de chassiskits zijn opgenomen.

C-kanaal Hoek Het spoor
  bestand-fwue0Z7mOM.png bestand-269s9Hmaio.png bestand-bRojORSU6v.png

Dingen waarmee u rekening moet houden bij het selecteren van een structureel metaalmateriaal.VEX biedt metalen structuurdelen in twee materiaalopties: staal en aluminium. Er zijn voor- en nadelen aan het gebruik van een specifiek materiaal op basis van de materiaaleigenschappen en de beschikbare stukken. Beide materiaalopties kunnen worden gesneden, geboord, gevijld en opnieuw gevormd om aangepaste ontwerpen mogelijk te maken.

Het stalen constructiemetaal was het originele materiaal dat beschikbaar was toen het VEX EDR-systeem werd geïntroduceerd. Wanneer u probeert te beslissen of u een stalen constructiedeel wilt gebruiken, zijn hier een paar dingen waarmee rekening moet worden gehouden bij de beslissing:

  • Stalen metalen stukken zijn goedkoper dan aluminium en dit kan een overweging zijn bij projecten in de klas. 
  • Stalen metalen stukken buigen of draaien niet zo gemakkelijk als dezelfde metalen stukken gemaakt van aluminium. 
  • Stalen metalen onderdelen zijn verkrijgbaar in de Opschepperkit en de Metalen Hardwarekit. 
  • Staalmetaal is verkrijgbaar in 4 chassissets van verschillende afmetingen, die kunnen worden gemengd en gematcht voor een aantal verschillende ontwerpen. 
  • Staalmetaal is ook verkrijgbaar in een aantal pakketten met metalen componenten van één type/lengte. 

Het structurele aluminium aluminium werd later geïntroduceerd in de VEX EDR-productlijn, maar door zijn eigenschappen wordt het op grote schaal gebruikt voor ontwerpen in robotwedstrijden. Wanneer u probeert te beslissen of u een aluminium constructiedeel wilt gebruiken, zijn hier een paar dingen waarmee rekening moet worden gehouden bij de beslissing:

  • Onderdelen van aluminiummetaal zijn lichter en dit levert een concurrentievoordeel op, want hoe lichter de structuur, hoe gemakkelijker het is voor motoren en pneumatische systemen om deze te verplaatsen. 
  • Aluminium stukken zijn iets dikker dan de stalen stukken en in bepaalde richtingen is het moeilijker om de gaten tussen 2 of meer stukken uit te lijnen. 
  • Aluminium stukken zijn zachter dan de stalen stukken, waardoor schroeven en aandrijfassen in de zijkanten van de vierkante gaten kunnen graven wanneer er een grote spanning op wordt uitgeoefend, waardoor een losse verbinding kan ontstaan. Door deze zachtheid kan aluminium echter gemakkelijker worden gesneden, geboord, gevijld en opnieuw gevormd dan staal. 
  • Aluminium metalen onderdelen zijn verkrijgbaar in de aluminium structuurset en de lange aluminium structuurset. 
  • Aluminium is verkrijgbaar in een aluminium chassisset 25x25. 
  • Aluminiummetaal is ook verkrijgbaar in een aantal pakketten met metalen componenten van één type/lengte. 

Al deze metalen onderdelen kunnen worden gemengd en op elkaar afgestemd om een ​​zeer effectief robotchassis samen te stellen. De beslissing over welk type metaal u moet gebruiken, hoeft niet alles of niets te zijn. Er kunnen bijvoorbeeld aluminium hoekprofielen en rails worden gebruikt voor het aandrijfgedeelte van het chassis om het licht te houden, en stalen C-kanalen kunnen worden gebruikt voor het torengedeelte van het chassis om kracht te bieden om een ​​grote arm of lift te ondersteunen. systeem. 

Opgemerkt moet worden dat metalen platen en metalen staven (die ook verkrijgbaar zijn in zowel staal als aluminium) buiten deze bespreking van structurele metalen stukken zijn gelaten. Dit komt omdat platen en staven geen materiaal hebben dat zich uitstrekt in alle 3 (X,Y,&) ruimtelijke assen en daarom niet de structurele sterkte hebben om te worden gebruikt als hoofdcomponent voor een chassis. Deze metalen onderdelen kunnen echter een aantal zeer belangrijke functies vervullen in een chassis, zoals: 

  • Platen en staven kunnen worden gebruikt om de andere structurele componenten te ondersteunen en te verbinden om een ​​chassis te verstevigen. 
  • Stalen platen of stalen staven kunnen vlak op een stuk aluminium constructiemetaal worden gemonteerd om de vierkante gaten te versterken wanneer een as of schroef door het gat wordt gestoken en er een grote spanning op de as/schroef wordt uitgeoefend. 
  • Platen en staven kunnen een plat oppervlak op een chassis bieden om componenten zoals de V5 Robot Brain, de V5 Robot Radio en de V5 Robot Battery te monteren.
Bord Bar
bestand-KdJfkanpdA.png bestand-vlUtekZTFO.png

Bevestigingsmiddelen

Hoe worden bevestigingsmiddelen gebruikt om het chassis te monteren? Bevestigingsmiddelen zijn onderdelen die de metalen stukken en andere structuren met elkaar verbinden. Er zijn talloze bevestigingsmiddelen beschikbaar om een ​​chassis te monteren. Tenzij het chassis een structuur heeft die is ontworpen om te draaien, moet elk knooppunt twee of meer verbindingspunten hebben. Als algemene regel geldt dat hoe meer spanning een verbinding heeft, des te meer bevestigingsmiddelen er moeten worden gebruikt, maar dit zal gelijk staan ​​aan meer gewicht voor het ontwerp. Als er bijvoorbeeld twee C-kanalen met 5 gaten worden verbonden, zou het plaatsen van een schroef door alle 25 elkaar kruisende gaten overdreven zijn. Een klaslokaalchassis ervaart mogelijk niet zo veel stress als een competitief chassis. Het chassis van het klaslokaal kan gebruik maken van bevestigingsmiddelen die sneller te monteren zijn, zoals de lagerbevestigingsklinknagels, #8-32 zeskantmoeren, moerstangen en duimschroeven. Een wedstrijdchassis moet worden gemonteerd met schroeven en moeren. Moerhouders met 1 paal en/of moerhouders met 4 palen kunnen ook worden gebruikt. Afstandhouders zijn ook zeer effectief voor het monteren van een chassis. Een impasse wordt gebruikt om twee delen van elkaar te scheiden en tegelijkertijd een stijve verbinding te creëren. De #8-32 afstandhouders zijn verkrijgbaar in verschillende lengtes tussen ¼” en 6”. Naast deze bevestigingsmiddelen heeft de VEX Robotics Competitie een spelregel over “niet-VEX-schroeven”, waardoor alle in de handel verkrijgbare #4, #6, #8, M3, M3.5 of M4 schroeven tot 2” (50,8) mm) lang (nominaal), en elke in de handel verkrijgbare moer, sluitring en/of afstandsstuk (tot 50,8 mm lang) om op deze schroeven te passen. Chassisverbindingen kunnen ook worden versterkt met behulp van hoekplaten, platen en/of staven.

Belang

Het chassis van de robot dient als skelet, dus het is essentieel om een ​​goed ontworpen en goed gemonteerd exemplaar te hebben. Het succes of falen van de robot kan afhangen van het chassis. 

Veiligheidsrisico:
bestand-csL2P8R5eL.png

Scherpe randen

Vijl of schuur de randen van het afgesneden materiaal glad om eventuele scherpe randen te verwijderen.

Veiligheidsrisico:
bestand-BWEs33ErI1.png

Extreme temperatuur

Wees voorzichtig met materiaal dat net is gesneden.

Structureel metaal en hardware kunnen worden gekocht op https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus

Last Updated: