Projektowanie obudowy V5

Podwozie to element konstrukcyjny robota, który zawiera układ napędowy i umożliwia mobilność robota za pomocą kół, bieżników czołgów lub innej metody. Podwozie jest czasami nazywane ramą robota. Podwozie zapewnia również strukturę do mocowania manipulatorów, takich jak ramiona, pazury, podnośniki, pługi, systemy przenośników, wloty obiektów i inne elementy konstrukcyjne używane do manipulowania przedmiotami.

Podczas projektowania obudowy robota należy wziąć pod uwagę wiele kwestii.

Cel, powód

Jaki jest cel robota? Czy projekt robota jest przeznaczony na projekt w klasie, czy na zawody? Jeśli robot jest przeznaczony do zajęć w klasie, jego podwozie można złożyć z mniejszą troską o powtarzające się interakcje z innymi robotami. Podczas zawodów, jeśli podwozie ugnie się, skręci lub rozpadnie, robot może nie być w stanie skutecznie rywalizować.

Rozmiar

Czy istnieją zasady dotyczące rozmiaru robota? W wielu zawodach obowiązują zasady wymiarowania zawarte w zasadach gry. Reguły te mogą mieć maksymalną wysokość, szerokość i długość, jaką robot może mieć na początku meczu, a reguły mogą mieć maksymalne rozwinięcie w poziomie i/lub maksymalny limit wysokości. Podwozie musi być tak zwymiarowane, aby wszystkie elementy robota pasowały do zasad wymiarowania.

Kształt

Jaki kształt będzie miało podwozie? Jedną z zalet systemu VEX EDR jest to, że pozwala na wiele projektów i niemal nieskończoną możliwość kreatywności. Należy jednak wziąć pod uwagę kilka aspektów. Metalowe komponenty konstrukcyjne montuje się znacznie łatwiej, gdy używanych jest 90 połączeń ^lub . Kształt podwozia powinien zapewniać miejsce na inne elementy robota, takie jak układ sterowania, silniki, koła, koła zębate i zębatki. Dobrą praktyką projektową jest ułożenie obudowy ze wszystkimi innymi komponentami przed montażem, aby zapewnić prawidłowe rozmieszczenie. Upewnij się, że kształt podwozia będzie pasował do układu napędowego robota. Jeśli robot będzie używany w zawodach, czy istnieją kształty, które zapewnią przewagę? Być może węższy kształt pozwoli robotowi łatwiej poruszać się po polu i/lub łatwiej wpasować się w strefę punktacji. Być może szerszy kształt pozwoli robotowi popchnąć więcej elementów gry lub zapewni więcej miejsca na układ dolotowy. Być może kształt litery U zapewni miejsce na przenośnik i/lub manipulator pionków do gry. Być może istnieje przeszkoda, pod którą robot musi przejść i nie może być tak wysoka. Być może robot będzie musiał sięgnąć wysoko lub poza rozstaw osi, a korzystne będzie zbudowanie takiego kształtu podwozia, aby wypełnić maksymalny limit rozmiaru i stworzyć tak duży i stabilny ślad, jak to tylko możliwe.

Wsparcie Wałów

Ważne jest, aby konstrukcja podwozia zawierała dwa równoległe punkty podparcia dla wszelkich wałów, które zostaną włożone do podwozia. Jeśli nie ma dwóch podpór dla każdego wałka, wałek będzie mógł lekko obracać się w górę iw dół w jednym punkcie podparcia, co utrudni kręcenie się wałkiem. Im cięższy zespół robota podpiera wał, tym ważniejsze jest zapewnienie tych dwóch punktów podparcia.

Przykłady dwóch punktów podparcia

1 punkt podparcia (słabo)	2 punkty podparcia (dobre)	2 punkty podparcia (dobre)

Elementy konstrukcji metalowych

Jakiego rodzaju metalowe elementy konstrukcyjne zostaną użyte do montażu podwozia? System VEX EDR ma wiele dostępnych opcji w stali i aluminium. Dostępne są kanały C o szerokości 5 i 2 otworów, zarówno ze stali, jak i aluminium. Dostępne są aluminiowe kanały C o szerokości 3 otworów. Im szerszy kanał C, tym mniejsze prawdopodobieństwo wygięcia lub skręcenia, jednak obudowa będzie cięższa. Dostępne są kątowniki stalowe i aluminiowe z otworami kwadratowymi oraz kątowniki stalowe z otworami podłużnymi. Kątowniki są idealne do mocowania i podpierania wież. Stalowy kątownik z otworami podłużnymi pozwala na połączenia, które nie są 90 ^lub. Dostępne są szyny stalowe i aluminiowe. Szyny posiadają łączniki końcowe, które zapewniają dodatkowy punkt połączenia. Szyny są jednym z rodzajów metalu konstrukcyjnego zawartego w zestawach podwozia.

Kanał C	Kąt	Szyna

Rzeczy do rozważenia przy wyborze materiału konstrukcyjnego z metalu. VEX oferuje elementy konstrukcji metalowych w dwóch wersjach materiałowych: stal i aluminium. Stosowanie określonego materiału ma swoje zalety i wady, które wynikają z właściwości materiału i dostępnych elementów. Obie opcje materiałowe można ciąć, wiercić, piłować i zmieniać kształt, aby umożliwić tworzenie niestandardowych projektów.

Stalowy metal konstrukcyjny był oryginalnym materiałem, który był dostępny po wprowadzeniu systemu VEX EDR. Przy podejmowaniu decyzji, czy użyć stalowego elementu konstrukcyjnego, oto kilka rzeczy, które należy wziąć pod uwagę przy podejmowaniu decyzji:

• Elementy metalowe ze stali są tańsze niż aluminium i może to być brane pod uwagę w projektach klasowych.
• Metalowe elementy stalowe nie wyginają się ani nie skręcają tak łatwo, jak te same elementy metalowe wykonane z aluminium.
• Elementy metalowe ze stali są dostępne w zestawie Booster i zestawie metalowym.
• Stal metalowa jest dostępna w 4 różnych rozmiarach zestawów podwozia, które można mieszać i dopasowywać do wielu różnych wzorów.
• Stal metalowa jest również dostępna w wielu opakowaniach metalowych elementów o jednym typie/długości.

Aluminiowy metal konstrukcyjny został wprowadzony później do linii produktów VEX EDR, jednak jego właściwości sprawiają, że jest on szeroko stosowany w projektach w zawodach robotycznych. Przy podejmowaniu decyzji o zastosowaniu aluminiowego elementu konstrukcyjnego należy wziąć pod uwagę kilka rzeczy:

• Aluminiowe elementy metalowe są lżejsze, co zapewnia przewagę nad konkurencją, ponieważ im lżejsza konstrukcja, tym łatwiej jest przesuwać ją przez silniki i układy pneumatyczne.
• Elementy aluminiowe są nieco grubsze niż elementy stalowe, aw niektórych orientacjach trudniej jest wyrównać otwory między 2 lub większą liczbą elementów.
• Elementy aluminiowe są bardziej miękkie niż elementy stalowe, co pozwala śrubom i wałkom napędowym wbijać się w boki kwadratowych otworów, gdy są one mocno naprężone, co może powodować luźne połączenie. Jednak ta miękkość umożliwia łatwiejsze cięcie, wiercenie, piłowanie i zmianę kształtu aluminium niż stali.
• Aluminiowe elementy metalowe są dostępne w zestawie konstrukcji aluminiowej i zestawie długiej konstrukcji aluminiowej.
• Aluminium jest dostępne w zestawie aluminiowych podwozi 25x25.
• Aluminiowy metal jest również dostępny w wielu opakowaniach metalowych elementów o jednym typie/długości.

Wszystkie te metalowe elementy można mieszać i dopasowywać, aby stworzyć bardzo efektywne podwozie robota. Decyzja o tym, jakiego rodzaju metalu użyć, nie musi obejmować wszystkich lub żadnych. Na przykład aluminiowe kątowniki i szyny mogą być użyte do części układu napędowego podwozia, aby była lekka, a stalowy kanał C może być użyty do części wieżowej podwozia, aby zapewnić wytrzymałość na podparcie dużego ramienia lub podnośnika system.

Należy zauważyć, że płyty metalowe i pręty metalowe (które są również dostępne zarówno w wersji stalowej, jak i aluminiowej) zostały pominięte w dyskusji na temat elementów z metali strukturalnych. Dzieje się tak, ponieważ płyty i pręty nie mają materiału, który rozciąga się na wszystkich 3 (X, Y,&Z) osi przestrzennych, a zatem nie mają wytrzymałości strukturalnej, aby można ją było wykorzystać jako główny element podwozia. Jednak te metalowe części mogą pełnić w podwoziu kilka bardzo ważnych funkcji, takich jak:

• Płyty i pręty mogą być używane do podtrzymywania i łączenia innych elementów konstrukcyjnych w celu usztywnienia podwozia.
• Płyty stalowe lub pręty stalowe można montować równo z kawałkiem aluminiowego metalu konstrukcyjnego, aby wzmocnić jego kwadratowe otwory, gdy wałek lub śruba jest wkładana przez otwór i wałek/śruba jest poddawana dużym naprężeniom.
• Płyty i pręty mogą zapewnić płaską powierzchnię na podwoziu do montażu komponentów, takich jak V5 Robot Brain, V5 Robot Radio i V5 Robot Battery.

Talerz	Bar

Łączniki

W jaki sposób elementy złączne są używane do montażu podwozia? Łączniki to części, które łączą ze sobą elementy metalowe i inne konstrukcje. Dostępnych jest wiele elementów złącznych do montażu podwozia.O ile podwozie nie ma konstrukcji umożliwiającej obracanie się, każde skrzyżowanie musi mieć co najmniej dwa punkty połączeń. Zgodnie z ogólną zasadą, im większe naprężenie ma złącze, tym więcej elementów złącznych należy zastosować, jednak będzie to oznaczać większy ciężar projektu. Na przykład, jeśli połączone są dwa 5-otworowe kanały C, umieszczenie śruby przez wszystkie 25 przecinających się otworów byłoby nadmierne. Podwozie szkolne może nie doświadczać tak dużego obciążenia, jak podwozie konkurencyjne. Podwozie szkolne może wykorzystywać elementy złączne, które są szybsze w montażu, takie jak nity mocujące łożyska, nakrętki sześciokątne #8-32, pręty nakrętek i śruby skrzydełkowe. Podwozie konkursowe będzie musiało być zmontowane za pomocą śrub i nakrętek. Można również użyć jednosłupkowych uchwytów do nakrętek i/lub 4-kołkowych uchwytów do nakrętek. Dystanse są również bardzo skuteczne w montażu podwozia. Element dystansowy służy do oddzielania od siebie dwóch części podczas tworzenia sztywnego połączenia. Wsporniki #8-32 są dostępne w różnych długościach od ¼” do 6”. Oprócz tych elementów złącznych w konkursie VEX Robotics Competition obowiązuje zasada dotycząca „śrub innych niż VEX”, która pozwala na stosowanie dowolnych dostępnych na rynku wkrętów #4, #6, #8, M3, M3,5 lub M4 do 2” (50,8). mm) długości (nominalnej) i wszelkich dostępnych w handlu nakrętek, podkładek i/lub przekładek (o długości do 2” / 50,8 mm) pasujących do tych śrub. Połączenia podwozia można również wzmocnić za pomocą wstawek, płytek i/lub prętów.

Znaczenie

Podwozie robota pełni rolę szkieletu, dlatego niezbędne jest posiadanie dobrze zaprojektowanego i dobrze zmontowanego. Sukces lub porażka robota może zależeć od podwozia.

Zagrożenie bezpieczeństwa:

Ostre krawędzie Wygładź lub wyszlifuj wszystkie krawędzie materiału, który został przycięty, aby usunąć wszelkie ostre krawędzie.

Zagrożenie bezpieczeństwa:

Ekstremalna temperatura Zachowaj ostrożność przy materiale, który właśnie został przecięty.

Metale konstrukcyjne i sprzęt można kupić pod adresem https://www.vexrobotics.com/vexdr/products/structure.