设计 V5 底盘

底盘是机器人的结构部件，包含动力传动系统，并允许机器人使用轮子、坦克履带或其他方法移动。 底盘有时被称为机器人的框架。 底盘还提供了一种结构来连接操纵器，例如臂、爪、升降机、犁、传送系统、物体进气口以及用于操纵物体的其他设计特征。

设计机器人底盘时需要考虑许多因素。

目的

机器人的用途是什么？ 该机器人设计是为了课堂项目还是为了竞赛？ 如果机器人用于课堂项目，其底盘在组装时可能无需太担心与其他机器人的重复交互。 在比赛期间，如果底盘弯曲、扭曲或散架，机器人可能无法再有效比赛。 

尺寸

机器人有尺寸规则吗？ 许多比赛的游戏规则中都包含尺寸规则。 这些规则可以规定机器人在比赛开始时可以具有的最大高度、宽度和长度，并且规则可以规定最大水平扩展和/或最大高度限制。 底盘的尺寸必须适合机器人所有组件的尺寸规则。

形状

底盘会是什么形状？ VEX EDR 系统的优势之一是它允许多种设计并具有几乎无限的创造机会。 然而，还有一些方面需要考虑。 当使用 90 ^o 连接时，结构金属部件组装变得更加容易。 底盘形状应为机器人的其他部件（如控制系统、电机、车轮、齿轮和链轮）留出空间。 一个好的设计实践是在组装之前将底盘与所有其他组件一起布置，以确保间距合适。 确保底盘形状适合机器人的传动系统设计。 如果机器人用于比赛，有哪些形状可以带来优势？ 也许更窄的形状可以让机器人更容易地在场地上导航和/或更容易地进入得分区。 也许更宽的形状可以让机器人推动更多的游戏棋子或为进气系统提供更多的区域。 U 形也许可以为传送带和/或游戏棋子操纵器提供空间。 也许机器人需要穿过一个障碍物，而且它不能太高。 也许机器人需要到达高处或超出轴距，并且构建底盘形状以填充最大尺寸限制并创建尽可能大且稳定的占地面积将是有利的。

轴支撑

重要的是，底盘的设计包含两个平行的支撑点，用于支撑插入底盘的任何轴。 如果没有为每个轴提供两个支撑，轴将可以在单个支撑点上稍微上下旋转，这将使轴更难旋转。 轴支撑的机器人组件越重，提供这两个支撑点就越重要。

两个支撑点的示例

结构金属件

组装底盘将使用哪种类型的结构金属件？ VEX EDR 系统在钢和铝方面有很多可用的选项。 钢和铝材质的 C 型槽有 5 孔和 2 孔宽度可供选择。 有 3 孔宽度的铝制 C 型槽可供选择。 C 型槽越宽，弯曲或扭曲的可能性就越小，但底盘会更重。 钢和铝材质的角钢均带有方孔，钢制角钢也有带长槽孔的。 角度对于连接和支撑塔来说是理想的。 带有长槽孔的角钢可实现非 ^o连接。 有钢制和铝制两种材质的导轨。 导轨具有端部连接器，可提供额外的连接点。 导轨是底盘套件中包含的结构金属类型之一。

选择结构金属材料时需要考虑的事项VEX 提供两种材料选择的金属结构件：钢和铝。 根据材料特性和可用部件，使用特定材料有优点和缺点。 两种材料选项都可以进行切割、钻孔、锉削和重新成型，以实现定制设计。

钢结构金属是引入VEX EDR 系统时可用的原始材料。 在决定是否使用钢结构件时，应考虑以下几点：

• 钢制金属件比铝便宜，这在课堂项目中可以考虑。 
• 钢制金属件不像铝制金属件那样容易弯曲或扭曲。 
• Boaster Kit 和金属硬件套件中提供钢制金属件。 
• 钢金属有 4 种不同尺寸的底盘套件，可以混合搭配形成多种不同的设计。 
• 钢金属也可提供多种单一类型/长度的金属组件包。 

下图显示了 VEX V5 使用的结构金属的 3D 模型。 

 

铝结构金属后来被引入 VEX EDR 产品线，但其特性使其广泛用于机器人竞赛的设计。 在决定是否使用铝结构件时，应考虑以下几点：

• 铝金属件更轻，这提供了竞争优势，因为结构越轻，电机和气动系统就越容易移动它。 
• 铝片比钢片稍厚，并且在某些方向上，两个或多个铝片之间的孔更难对齐。 
• 铝件比钢件软，当螺钉和驱动轴承受较大的压力时，它们可能会挖进方孔的侧面，从而造成连接松散。 然而，正是这种柔软性使铝比钢更容易被切割、钻孔、锉削和重新成型。 
• 铝结构套件和长铝结构套件中均提供铝金属件。 
• 铝制底盘套件 25x25 中提供有铝制材料。 
• 铝金属也可提供多种单一类型/长度的金属组件包。 

连接点

连接点 对于构建和定制您的 VEX V5 机器人至关重要。 这些点可以安全地连接各种组件，例如电机、传感器和结构元件。 金属板、梁和杆上的方孔便于紧固件进入。 横梁上的三角形凹痕使您可以轻松计算出固定不同组件所需的孔数。 每隔 方孔就有一个凹痕标记，以便于识别连接点。 

所有金属部件都可以混合搭配，组装成非常有效的机器人底盘。 关于使用哪种金属的决定不一定是全有或全无的。 例如，铝角和导轨可用于底盘的传动系统部分以保持其重量轻，而钢制 C 型槽可用于底盘的塔部分以提供支撑大型臂或升降系统的强度。 

需要注意的是，金属板和金属棒（也有钢和铝两种材质）被排除在结构金属件的讨论之外。 这是因为板材和棒材不具备在所有 3 个（X、Y、&）空间轴上延伸的材料，因此不具备用作底盘主要部件的结构强度。 然而，这些金属部件在底盘中可以发挥一些非常重要的功能，例如： 

• 板材和棒材可用于支撑和连接其他结构部件以加固底盘。 
• 当轴或螺钉插入孔中且轴/螺钉承受较大的应力时，钢板或钢筋可以齐平安装到一块铝结构金属上，以加固其方孔。 
• 板和杆可以在底盘上提供一个平坦的表面，以安装 V5 机器人大脑、V5 机器人无线电和 V5 机器人电池等组件。

紧固件

如何使用紧固件来组装底盘？ 紧固件是将金属件和其他结构连接在一起的零件。 有许多紧固件可用于组装底盘。 除非底盘具有设计为枢转的结构，否则每个连接点都需要有两个或更多个连接点。 一般来说，连接处的压力越大，应使用的紧固件就越多，但这也意味着设计的重量会更大。 例如，如果要连接两个 5 孔 C 型槽，则将螺钉穿过所有 25 个相交孔就显得太多了。 教室底盘可能不会像竞赛底盘那样承受那么大的压力。 教室底盘可能使用组装速度更快的紧固件，如轴承连接铆钉、#8-32 六角螺母、螺母杆和翼形螺钉。 竞赛底盘需要用螺丝和螺母来组装。 也可使用 1 柱螺母固定器和/或 4 柱螺母固定器。 支架对于组装底盘也非常有效。 支架用于将两个部件彼此分离，同时建立刚性连接。 #8-32 支架的长度范围为 ¼” 至 6” 之间。 除了这些紧固件之外，VEX 机器人大赛还有一条关于“非 VEX 螺丝”的游戏规则，允许使用任何市售的 #4、#6、#8、M3、M3.5 或 M4 螺丝，长度最长可达 2 英寸（50.8 毫米）（标称），以及任何市售的螺母、垫圈和/或垫片（最长可达 2 英寸/50.8 毫米）来安装这些螺丝。 底盘连接处也可采用角撑板、板和/或杆进行加固。

重要性

机器人的底盘是机器人的骨架，因此设计良好、组装良好的底盘至关重要。 机器人的成败取决于底盘。 

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