Projetando um chassi V5

O chassi é o componente estrutural do robô que contém o sistema de transmissão e permite que o robô seja móvel usando rodas, esteiras de tanque ou outro método. Às vezes, um chassi é chamado de estrutura do robô. O chassi também fornece uma estrutura para fixar manipuladores como braços, garras, elevadores, arados, sistemas de transporte, entradas de objetos e outros recursos de design usados ​​para manipular objetos.

Há muitas considerações a serem feitas ao projetar um chassi de robô.

Propósito

Qual é o propósito do robô? O design do robô é para um projeto de sala de aula ou para uma competição? Se o robô for para um projeto em sala de aula, seu chassi poderá ser montado com menos preocupação com interações repetidas com outros robôs. Durante uma competição, se o chassi entortar, torcer ou desmoronar, o robô poderá não ser mais capaz de competir de forma eficaz. 

Tamanho

Existem regras de dimensionamento para o robô? Muitas competições têm regras de dimensionamento incluídas nas regras do jogo. Essas regras podem ter altura, largura e comprimento máximos que o robô pode ter no início de uma partida e as regras podem ter uma expansão máxima horizontal e/ou um limite máximo de altura. O chassi deve ser dimensionado para que todos os componentes do robô caibam nas regras de dimensionamento.

Forma

Qual será o formato do chassi? Uma das vantagens do sistema VEX EDR é que ele permite muitos designs e uma oportunidade quase infinita de criatividade. No entanto, existem alguns aspectos a considerar. A montagem dos componentes metálicos estruturais é muito mais fácil quando são utilizadas conexões 90 o. O formato do chassi deve permitir espaço para outros componentes do robô, como sistema de controle, motores, rodas, engrenagens e rodas dentadas. Uma boa prática de projeto é dispor o chassi com todos os outros componentes antes da montagem para garantir que o espaçamento funcionará. Certifique-se de que o formato do chassi se adapte ao design do sistema de transmissão do robô. Se o robô for utilizado em uma competição, existem formatos que proporcionem vantagem? Talvez uma forma mais estreita permita que o robô navegue no campo com mais facilidade e/ou se encaixe mais facilmente em uma zona de pontuação. Talvez um formato mais amplo permita ao robô empurrar mais peças do jogo ou fornecer mais área para um sistema de admissão. Talvez um formato em U permita espaço para um transportador e/ou um manipulador de peças do jogo. Talvez haja um obstáculo que o robô precise passar e ele não possa ser tão alto. Talvez o robô precise atingir uma distância alta ou fora da distância entre eixos e será vantajoso construir o formato do chassi para preencher o limite máximo de tamanho e criar uma pegada tão grande e estável quanto possível.

Suporte de Eixos

É importante que o desenho do chassi incorpore dois pontos paralelos de apoio para quaisquer eixos que serão inseridos no chassi. Se não forem fornecidos dois suportes para cada eixo, o eixo poderá girar levemente para cima e para baixo no único ponto de suporte e isso tornará o eixo mais difícil de girar. Quanto mais pesado for o conjunto do robô que o eixo suporta, mais importante será fornecer esses dois pontos de suporte.

Exemplos de dois pontos de apoio

1 Ponto de Apoio (Ruim) 2 pontos de apoio (bom) 2 pontos de apoio (bom)
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Peças Metálicas Estruturais

Que tipo de peças metálicas estruturais serão utilizadas na montagem do chassi? O sistema VEX EDR possui diversas opções disponíveis em aço e alumínio. Existem canais C disponíveis em largura de 5 furos e 2 furos em aço e alumínio. Existem canais C de alumínio com largura de 3 furos disponíveis. Quanto mais largo for o Canal C, menor será a probabilidade de dobrar ou torcer; no entanto, o chassis será mais pesado. Existem cantoneiras disponíveis em aço e alumínio com furos quadrados e cantoneiras de aço com furos ranhurados. Os ângulos são ideais para fixar e apoiar torres. O ângulo de aço com furos ranhurados permite conexões que não são 90 o. Existem trilhos disponíveis em aço e alumínio. Os trilhos possuem conectores finais que fornecem um ponto de conexão adicional. Os trilhos são um dos tipos de metal estrutural incluídos nos Kits de Chassi.

Canal C Ângulo Trilho
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Coisas a considerar ao selecionar um material metálico estrutural.A VEX oferece peças estruturais metálicas em duas opções de materiais: aço e alumínio. Existem vantagens e desvantagens na utilização de um material específico com base nas propriedades do material e nas peças disponíveis. Ambas as opções de materiais podem ser cortadas, perfuradas, limadas e remodeladas para permitir designs personalizados.

O metal estrutural de aço era o material original disponível quando o sistema VEX EDR foi introduzido. Ao tentar decidir se deve usar uma peça estrutural de aço, aqui estão alguns pontos que devem ser considerados na decisão:

  • Peças metálicas de aço são mais baratas que o alumínio e isso pode ser levado em consideração em projetos de sala de aula. 
  • As peças metálicas de aço não dobram ou torcem tão facilmente quanto as mesmas peças metálicas feitas de alumínio. 
  • Peças metálicas de aço estão disponíveis no Boaster Kit e no Metal Hardware Kit. 
  • O metal de aço está disponível em 4 kits de chassi de tamanhos diferentes que podem ser misturados e combinados para vários designs diferentes. 
  • O metal de aço também está disponível em vários pacotes de componentes metálicos de tipo/comprimento único. 

O metal estrutural de alumínio foi introduzido posteriormente na linha de produtos VEX EDR, porém suas propriedades o tornam amplamente utilizado para projetos em competições robóticas. Ao tentar decidir se deve usar uma peça estrutural de alumínio, aqui estão alguns pontos que devem ser considerados na decisão:

  • As peças metálicas de alumínio são mais leves e isso proporciona uma vantagem competitiva, pois quanto mais leve a estrutura, mais fácil é para motores e sistemas pneumáticos movimentá-la. 
  • As peças de alumínio são ligeiramente mais espessas que as peças de aço e em certas orientações é mais difícil alinhar os furos entre 2 ou mais peças. 
  • As peças de alumínio são mais macias do que as peças de aço, o que pode permitir que parafusos e eixos de transmissão cavem nas laterais dos furos quadrados quando há uma grande tensão sobre eles e isso pode criar uma conexão frouxa. No entanto, essa suavidade permite que o alumínio seja cortado, perfurado, limado e remodelado com mais facilidade do que o aço. 
  • As peças metálicas de alumínio estão disponíveis no Kit Estrutura de Alumínio e no Kit Estrutura Longa de Alumínio. 
  • O alumínio está disponível em Kit de Chassi de Alumínio 25x25. 
  • O metal de alumínio também está disponível em vários pacotes de componentes metálicos de tipo/comprimento único. 

Todas essas peças de metal podem ser misturadas e combinadas para montar um chassi de robô muito eficaz. A decisão sobre qual tipo de metal usar não precisa ser tudo ou nada. Por exemplo, ângulos e trilhos de alumínio podem ser usados ​​para a parte do trem de força do chassi, a fim de mantê-lo leve, e o canal C de aço pode ser usado para a parte da torre do chassi, a fim de fornecer resistência para suportar um braço grande ou elevador sistema. 

É preciso ressaltar que Placas e Barras metálicas (que também estão disponíveis em aço e alumínio) foram deixadas de fora desta discussão sobre peças metálicas estruturais. Isso ocorre porque as placas e barras não possuem material que se estenda em todos os 3 (X, Y,&Z) eixos espaciais e, portanto, não possuem resistência estrutural para serem utilizadas como componente principal de um chassi. No entanto, estas peças metálicas podem desempenhar algumas funções muito importantes num chassis, tais como: 

  • Placas e barras podem ser usadas para apoiar e conectar outros componentes estruturais para fortalecer um chassi. 
  • Placas de aço ou barras de aço podem ser montadas niveladas em um pedaço de metal estrutural de alumínio para reforçar seus orifícios quadrados quando um eixo ou parafuso é inserido através do orifício e o eixo/parafuso sofre uma grande tensão aplicada a ele. 
  • Placas e barras podem fornecer uma superfície plana em um chassi para montar componentes como o Cérebro do Robô V5, o Rádio do Robô V5 e a Bateria do Robô V5.
Placa Bar
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Fixadores

Como os fixadores são usados ​​para montar o chassi? Fixadores são peças que conectam peças de metal e outras estruturas. Existem vários fixadores disponíveis para montar um chassi. A menos que o chassi tenha uma estrutura projetada para girar, cada junção precisa ter dois ou mais pontos de conexão. Como regra geral, quanto mais tensão uma junção tiver, mais fixadores deverão ser usados, porém isso equivalerá a mais peso para o projeto. Por exemplo, se dois canais C de 5 furos estiverem sendo conectados, seria excessivo colocar um parafuso em todos os 25 furos que se cruzam. Um chassi de sala de aula pode não sofrer um estresse tão alto quanto um chassi competitivo. O chassi da sala de aula pode usar fixadores que são mais rápidos de montar, como rebites de fixação de rolamento, porcas sextavadas nº 8-32, barras de porca e parafusos de aperto manual. Um chassi de competição precisará ser montado com parafusos e porcas. Retentores de porca de 1 coluna e/ou retentores de porca de 4 colunas também podem ser usados. Os espaçadores também são muito eficazes para a montagem de um chassi. Um impasse é usado para separar duas partes uma da outra enquanto cria uma conexão rígida. Os espaçadores #8-32 vêm em vários comprimentos entre ¼” e 6”. Além desses fixadores, a Competição de Robótica VEX tem uma regra de jogo sobre “parafusos não VEX” que permite qualquer parafuso nº 4, nº 6, nº 8, M3, M3,5 ou M4 disponível comercialmente de até 2” (50,8 mm) de comprimento (nominal) e qualquer porca, arruela e/ou espaçador disponível comercialmente (até 2”/50,8 mm de comprimento) para encaixar esses parafusos. As junções do chassi também podem ser reforçadas com reforços, placas e/ou barras.

Importância

O chassi do robô serve como esqueleto, por isso é fundamental ter um bem desenhado e bem montado. O sucesso ou fracasso do robô pode depender do chassi. 

Risco de segurança:
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Arestas afiadas

Lime ou lixe e alise qualquer borda do material que foi cortado para remover quaisquer arestas afiadas.

Risco de segurança:
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Temperatura Extrema

Tenha cuidado com o material que acabou de ser cortado.

Metal estrutural e hardware podem ser adquiridos em https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/structure.

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

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