Шасси робототехники

Типы шасси для роботов

Шасси для роботов — это основная структура робота. Оно обеспечивает роботу функциональность и позволяет ему перемещаться в мире. Слово "шасси" происходит от латинского слова "рама". Первые роботы не имели шасси. Они были просто машинами, которые могли выполнять одну и ту же задачу снова и снова. Затем умные люди придумали идею добавить мобильное шасси, которое могло перемещаться и выполнять разные задачи.

Роботы с более продвинутым мобильным шасси могут передвигаться в разных средах, от фабрик до гор и морского дна. Структура робота может показывать внутреннюю работу и шестерни более сложного мобильного шасси. Шасси оснащено колесами, ногами или гусеницами, помогающими ему двигаться, что называется трансмиссией.

Некоторые комплекты шасси для роботов-автомобилей имеют внешнюю оболочку, называемую обтекателем, которая закрывает внутреннюю работу шасси робота. В обтекателе также размещаются датчики и инструменты робота. Шасси — это как скелет робота, а обтекатель — как кожа. Части шасси включают в себя:

• Базовая пластина (рама)
• Монтажные кронштейны
• Скользящие пластины
• Бмпер

Существуют разные типы шасси для роботов. Они включают в себя:

• Танковое шасси: Танковое шасси перемещается с помощью гусениц или гусеничных танков. У танков есть колеса, которые покрыты гусеницами. Гусеницы изготовлены из резины, поэтому они могут перемещаться по многим поверхностям. Гусеницы также помогают распределять вес шасси, что предотвращает его погружение в грязь или застревание. Танковое шасси может перемещаться в одном направлении или поворачивать, двигая гусеницами по-разному, как настоящий танк может перемещаться по ровной или пересеченной местности. Этот тип шасси может преодолевать препятствия и передвигаться по разным типам ландшафта.
• Формованное шасси: Формованное шасси имеет кривые, которые помогают ему легче перемещаться по воздуху или воде. Этот тип шасси часто используется для роботов, которым нужно быстро перемещаться, например, для роботов-лодок и стрекоз. Кривые помогают роботу двигаться быстрее и тратить меньше энергии.
• Плоское шасси: Плоское шасси имеет плоскую форму, что облегчает роботам доступ к узким местам. Оно имеет плоскую пластину и колеса, как у карта. Колеса сложены таким образом, чтобы помогать им балансировать во время поворота.
• Модульное шасси: Шасси, изготовленное из модулей или отдельных частей. Каждая часть соединяется различными способами, чтобы сделать прочное шасси. Модульное шасси может иметь любую форму и быть изготовлено из разных типов модулей. Это позволяет легко настроить робота. Примерами являются модульное шасси, октокоптерное шасси и шасси багги. Модульный комплект шасси для робота имеет множество мелких деталей, которые можно собрать во множество различных типов роботов. Колеса, ноги и гусеницы — это некоторые подвижные детали.

Функции и особенности

• Вес и грузоподъемность

  Вес шасси робота влияет на его прочность, надежность и грузоподъемность. Более тяжелые шасси роботов, как правило, более устойчивы и могут выдерживать более тяжелые нагрузки. Грузоподъемность — это вес, который шасси может выдерживать, не повреждая себя и не снижая производительность. Сюда относятся бортовые компьютеры, датчики, камеры и любое другое оборудование. Чем выше грузоподъемность, тем больше дополнительного оборудования может перевозить шасси. Низкая грузоподъемность означает, что шасси робота сможет перевозить только минимальное количество дополнительного оборудования.

• Размер и форм-фактор

  Размер шасси робота влияет на его маневренность и совместимость с ограниченными по пространству средами. Компактный робот может легко перемещаться по узким местам, а более крупные роботы сложнее маневрировать в стесненных условиях. Размер шасси также влияет на устойчивость робота. Более крупные роботы, как правило, более устойчивы, чем более мелкие. Кроме того, размер шасси робота влияет на его охват и рабочий диапазон. Роботы с большими размерами могут охватывать большие площади за одну поездку, чем их более мелкие аналоги. Размер шасси определяет размер колес и дорожный просвет. Например, более крупные шасси имеют большие колеса и больший дорожный просвет, чем их более мелкие аналоги.

• Материал конструкции

  Шасси робота обычно изготавливается из металлов, таких как алюминий или сталь, пластика или комбинации материалов. Материал конструкции влияет на вес, прочность и гибкость шасси. Металлические шасси более тяжелые и прочные, чем шасси из пластика. Материал конструкции также влияет на грузоподъемность робота. Чем выше грузоподъемность, тем больше дополнительного оборудования может перевозить шасси. Низкая грузоподъемность означает, что шасси робота сможет перевозить только минимальное количество дополнительного оборудования. Например, алюминиевые шасси для роботов легче, чем стальные, но имеют аналогичные грузоподъемности.

• Тип и мощность двигателя

  Тип двигателя, используемого в шасси робота, влияет на его мощность, скорость и управление. Двигатели с большей мощностью более мощные, быстрые и обеспечивают больший контроль, чем двигатели с меньшей мощностью. Это позволяет им быть более отзывчивыми и точными в своих движениях. Это также позволяет им управлять более тяжелыми грузами, не жертвуя производительностью. Мощность двигателя влияет на способность робота преодолевать склоны и маневрировать по пересеченной местности. Двигатели большей мощности лучше подходят для внедорожного использования и агрессивных применений.

• Передаточное число

  Передаточное число влияет на максимальную скорость и крутящий момент шасси робота. Большее передаточное число означает, что шасси может двигаться быстрее, в то время как меньшее число обеспечивает шасси большую тяговую силу. Передаточное число также влияет на эффективность и долговечность двигателя. Большие числа более эффективны, но быстрее изнашиваются, чем меньшие. При выборе идеального передаточного числа важно учитывать его влияние на скорость, крутящий момент, эффективность и долговечность. Правильный баланс максимизирует производительность шасси в его предполагаемых областях применения.

Области применения шасси для роботов

• Роботы-пылесосы:

  Простое шасси для робота может использоваться для создания автономных пылесосов. Инструмент работает, перемещаясь по дому и очищая полы. Простота робота-пылесоса зависит от способности обнаруживать препятствия и избегать их при движении. Иногда эти машины могут найти путь обратно к зарядной станции, когда уровень заряда аккумулятора становится низким.

• Почтовые дроны:

  Боевые почтовые дроны полагаются на простое шасси робота, чтобы выполнять свои функции. Шасси дрона поддерживает жизненно важные части, такие как грузовой отсек, где будут размещаться доставляемые товары. Идеальный дрон должен иметь обтекаемое шасси для аэродинамических целей и для предотвращения сопротивления воздуха. Прочное шасси также обеспечивает целостность дрона, особенно в сложных условиях.

• Производственные роботы:

  Шасси для роботов поддерживает руки робота, позволяя ему выполнять различные функции, такие как подъем, транспортировка, размещение и перемещение объектов в разных положениях. Этот тип робота в основном встречается на фабриках, где он помогает выполнять задачи, необходимые для массового производства. Прочное шасси необходимо, чтобы обеспечить роботу прочность и устойчивость, необходимые для выполнения всех этих задач при перевозке различного веса.

• Роботы наблюдения:

  Шасси для роботов можно использовать для создания роботов наблюдения. В зависимости от типа используемого шасси робот может перемещаться по различным типам ландшафта, перевозя множество аксессуаров, таких как камеры и датчики. Хорошо сконструированный робот наблюдения может патрулировать территорию и собирать данные для повышения мер безопасности. Если робот оснащен коммуникационными устройствами, он может оповещать сотрудников службы безопасности о нарушении, что делает его идеальным роботом для наблюдения.

• Гостиничные роботы:

  Шасси для роботов можно использовать для создания гостиничных роботов. В зависимости от типа используемого шасси робот может перемещаться по различным типам ландшафта, перевозя множество аксессуаров, таких как камеры и датчики. Хорошо сконструированный робот наблюдения может патрулировать территорию и собирать данные для повышения мер безопасности. Если робот оснащен коммуникационными устройствами, он может оповещать сотрудников службы безопасности о нарушении, что делает его идеальным роботом для наблюдения.

• Роботы-игрушки:

  Некоторые простые шасси для роботов можно использовать для создания роботов-игрушек. Хорошо сконструированное шасси для робота может перемещать игрушки и выполнять различные функции, такие как танцы, звуковые эффекты или подсветка.

• Обучающие роботы:

  Шасси для роботов можно использовать для создания различных типов обучающих роботов, чтобы передавать знания интересным способом. Эти роботы могут перемещаться и выполнять различные заранее запрограммированные функции. Обучающий робот позволяет учащимся изучать навыки программирования и кодирования в практической обстановке, настраивая и программируя роботов.

Как выбрать шасси для робота

Существует ряд факторов, которые необходимо учитывать при выборе шасси для робота.

• Тип робота: Тип робота, который собирается построить клиент, окажет большое влияние на выбор шасси. Например, колесное шасси идеально подходит для наземных роботов, а гусеничное шасси лучше подходит для роботов, которым необходимо перемещаться по пересеченной местности.
• Размер и вес: Клиентам необходимо учитывать размер и вес компонентов, чтобы убедиться, что шасси может их выдерживать. Важно выбрать шасси, которое достаточно прочное, чтобы выдерживать вес, но не слишком тяжелое само по себе, так как это повлияет на мобильность робота и срок службы батареи.
• Грузоподъемность: Шасси для робота должно иметь подходящую грузоподъемность, чтобы вместить все компоненты робота, такие как двигатели, батареи, датчики и любое дополнительное оборудование. Оцените общий вес, который будет перевозить ваш робот, и выберите шасси, которое может справиться с этой задачей, не снижая производительность и прочность.
• Материал: Материалы, используемые для изготовления шасси, влияют на общую прочность и вес робота. К распространенным материалам относятся алюминий, пластик и углеродное волокно. Алюминий легкий и прочный, а пластиковые шасси более доступны по цене. Шасси из углеродного волокна устойчивы к коррозии и отличаются исключительной прочностью.
• Механическая конструкция: Шасси для робота должно иметь подходящую механическую конструкцию, чтобы поддерживать структуру и движение робота. Рассмотрите такие факторы, как длина колесной базы, ширина и дорожный просвет, если вы используете колесное или гусеничное шасси. Для летающих роботов убедитесь, что конструкция шасси может правильно крепить и защищать двигатели и пропеллеры.
• Модульная конструкция: Модульное шасси для робота позволяет клиентам легко добавлять или удалять компоненты, что упрощает настройку и модернизацию робота в будущем. Ищите шасси, которые используют взаимозаменяемые детали или модули, чтобы изменения можно было выполнять быстро и эффективно.

Q&A

В: Подходят ли комплекты шасси для роботов для начинающих?

О: Некоторые комплекты шасси для роботов разработаны для начинающих и включают в себя четкие инструкции и простые в использовании компоненты, чтобы помочь новичкам в робототехнике начать работу.

В: Могу ли я собрать робота без навыков программирования?

О: Да, можно собрать базового робота без навыков программирования, используя комплекты с предварительно запрограммированными контроллерами. Однако изучение некоторых основ программирования может повысить навыки робототехники.

В: Какие инструменты необходимы для сборки шасси для робота?

О: К распространенным инструментам, необходимым для сборки шасси для робота, относятся отвертка, гаечный ключ, плоскогубцы, паяльник и базовые ручные инструменты. Некоторые комплекты также поставляются с инструментами для сборки.

В: Как выбрать правильное шасси для робота для моего проекта?

О: Чтобы выбрать подходящее шасси, учитывайте размер, материал, тип колес, совместимость двигателя и требования проекта.

В: Могу ли я модернизировать двигатели на своем шасси для робота?

О: Большинство комплектов шасси позволяют модернизировать двигатели, чтобы обеспечить больший крутящий момент и скорость, но сначала убедитесь, что двигатели совместимы с шасси.