Châssis¶
Cette section couvrira le cœur de tout robot, le châssis. Le but du châssis est de faciliter le mouvement du robot, et il est donc crucial pour le bon fonctionnement global du robot. Si le châssis ne fonctionne pas, le reste du robot ne fonctionnera pas non plus. Il existe de nombreux types de châssis possibles en FTC®, que nous avons abordés dans le guide. Les châssis se divisent en deux types principaux : tank (skid-steer) et holonomique.
Types de châssis¶
- Châssis Tank¶
Le châssis de type tank utilise des des :term:`roues de traction <Traction wheel>`(et ne peut pas se déplacer latéralement). Pour changer de direction, le châssis de type tank doit soit faire tourner les roues du côté gauche et du côté droit dans la direction opposée (ce qui fait tourner le robot), soit faire tourner un côté plus vite que l’autre (ce qui fait prendre au robot la trajectoire d’un arc de cercle). Les châssis de type tank privilégient la traction et l’accélération par rapport à la manœuvrabilité pure, ce qui leur permet de franchir des obstacles et de jouer la carte de la défense. Les châssis de type tank sont relativement simples à construire, mais restent compétitives aux plus hauts niveaux.
- Châssis Holonomic¶
Un châssis holonomique, contrairement à un châssis de type tank, peut se déplacer latéralement, grâce à l’utilisation de roues mecanum ou omni. Ces types de roues sont dotés de rouleaux spéciaux qui permettent les mouvements de translation. Ainsi, les transmissions holonomiques donnent la priorité au mouvement plutôt qu’à la traction. Les transmissions holonomiques éliminent le temps nécessaire pour tourner pour une transmission de char. Cependant, l’holonomie est sensible à la défense et peut souffrir d’un robot lourd. L’holonomie s’est avérée compétitive au plus haut niveau pendant de nombreuses années, et elle est courante parmi les robots de classe mondiale.
Sélection de châssis¶
Lors de la construction de tout mécanisme, les équipes doivent établir une liste de nécessités ou de fonctionnalités souhaitées. Voici quelques priorités que nous considérons comme importantes pour chaque type de châssis :
Fiabilité : La fiabilité, clé du succès dans le Défi Techno FIRST® , commence par le châssis, qui est la base de tout robot. Un aspect de la fiabilité à prendre en compte est le type de moteur et de boîte de vitesses utilisés dans le châssis. Par exemple, les boîtes de vitesses à pignons droits ont plus de chances de se casser sous charge que les boîtes de vitesses planétaires. (Voir le :doc:/docs/power-and-electronics/motor-guide/index pour plus de détails). Ainsi, les moteurs à pignons droits ne sont pas le choix optimal pour le châssis, surtout si le robot est destiné à être relativement lourd (plus de 30 livres).
Note
En général, les châssis plus complexes posent davantage de défis en termes de fiabilité pour les équipes inexpérimentées. Notre conseil est de s’en tenir à des châssis plus simples, tels que la traction à 4 ou 6 roues ou le mecanum drive.
Agilité : Il existe plusieurs facteurs qui influencent l’agilité : la vitesse maximale, l’accélération, le rayon de braquage, la vitesse de rotation et la capacité de strafing ou mouvement latéral. Il est important de noter que le rayon de braquage est une fonctionnalité souvent négligée, mais qui est cruciale pour l’agilité globale du châssis. En général, un châssis solide devrait avoir une vitesse libre (vitesse sans charge) dans la plage de 4,5 -6 pieds par seconde.
Nombre de moteurs et rapport de transmission : En général, les nouvelles équipes essaient de n’utiliser que deux moteurs sur le châssis. Bien que cela soit possible, ce n’est pas recommandé, car toutes les équipes compétitives utilisent plus de 4 moteurs sur le groupe motopropulseur. L’expérience nous a également appris que la plupart des équipes ont un groupe motopropulseur trop lent. Les équipes plus avancées peuvent se concentrer sur la capacité à jouer défense, mais en général, la maniabilité et la vitesse sont les principaux facteurs d’un châssis réussi.
Les moteurs avec un rapport de transmission 60:1 et 40:1 sont presque toujours trop lents pour les cas d’utilisation des châssis en FTC. Tout rapport de transmission entre 16:1 et 20:1 est parfaitement raisonnable avec des roues de 4 pouces. Un rapport de 19,2:1 avec des roues de 4 pouces est un choix populaire car il permet d’obtenir un rapport 1:1 à partir d’un moteur planétaire 19,2:1. Ce rapport offre un excellent équilibre, avec une accélération quasi instantanée et une vitesse de pointe élevée.
Sur des roues de 3 pouces, les rapports équivalents sont de 12:1 à 15:1, ce qui rend le rapport 13,7:1 sur des roues de 3 pouces pratique, car il peut être obtenu avec un moteur de boîte de vitesses planétaire 13,7:1 de goBILDA. Les équipes peuvent ralentir le châssis dans le code en fournissant moins de puissance aux moteurs si nécessaire.
Avertissement
Il n’est pas recommandé pour les équipes d’utiliser des boîtes de vitesses à pignons droits sur leur châssis. Il est préférable d’utiliser des boîtes de vitesses planétaires, car elles sont moins sensibles aux charges de choc et aux cassures.
Traction/Puissance de poussée: Bien que cette caractéristique soit souvent exagérée, elle reste très importante. La puissance de poussée décrit la capacité d’un châssis à résister à la défense ou à s’engager en défense. De plus, la traction sera cruciale si le châssis doit franchir des obstacles ou des terrains spécifiques. Plusieurs facteurs influencent la puissance de poussée d’un châssis, notamment le type de roues, le rapport de transmission des moteurs et le poids total du robot.
Note
Si vous avez déjà un châssis très agile avec des conducteurs expérimentés, une équipe peut éviter la défense plutôt que d’avoir à la repousser ou à s’y engager. Cela permet de se concentrer davantage sur les objectifs stratégiques du jeu, tout en minimisant les risques de confrontation avec des robots défensifs.
Alimentation du châssis: En général, il existe quatre options pour la transmission de puissance : entrainement direct, chaîne<Sprocket>, engrenage<Gear> et courroie. Plus de détails sur chaque option peuvent être trouvés dans la section sur la transmission de puissance.
Les équipes devraient éviter l’entrainement direct, car les boîtes de vitesses sont susceptibles de se casser, en particulier sous des charges de choc (par exemple, si la roue est frappée par un autre robot ou si la roue heurte violemment le mur).
Nous recommandons les châssis à courroie, mais nous reconnaissons que la courroie est une option difficile pour les nouvelles équipes. La chaîne et les engrenages sont également d’excellentes options – la chaîne nécessite un peu plus de réflexion, car il est nécessaire d’avoir au moins 1 tendeur par côté pour maintenir la bonne tension de la chaîne.
Il est généralement recommandé d’utiliser un CAD ou un croquis détaillé avec la chaîne afin de visualiser le parcours de la chaîne (l’emplacement où la chaîne sera installée). Les engrenages sont légèrement plus simples et peuvent être une excellente option, surtout lorsqu’on utilise de l’extrusion. Nous conseillons d’éviter les engrenages TETRIX et de privilégier les engrenages d’autres kits, comme les engrenages en delrin REV (avec un renfort de moyeu hexagonal) ou les engrenages en aluminium REV.
Pour plus de détails, consultez la section :doc:/docs/common-mechanisms/power-transmission/index.
Une étape importante est de déterminer ce que vous attendez de votre châssis.
Vous voulez de la vitesse?
Puissance de poussée ?
Capacité à franchir des terrains ?
Avez-vous besoin de vous déplacer latéralement (strafe) ?
Toutes ces questions doivent être répondues avant de choisir un châssis.
Options de châssis¶
Glossaire¶
- Roues Omni¶
Les roues omnidirectionnelles (Omni wheels), vendues par de nombreux fournisseurs, sont un type spécial de roue qui privilégie la mobilité et le strafe (déplacement latéral) par rapport à la traction ou au mouvement avant-arrière. Elles sont similaires aux roues mecanum<Mecanum Wheel> dans le sens où les roues omnidirectionnelles possèdent des rouleaux en caoutchouc qui tournent perpendiculairement au plan de la roue.
Ainsi, le robot peut se déplacer latéralement (bien que le robot ne soit pas propulsé dans cette direction). Les roues omnidirectionnelles sont également utilisées comme roues à faible friction dans des châssis à 4, 6 ou 8 roues, au lieu d’avoir des roues de traction dans les coins.
De plus, le X-drive utilise quatre roues omnidirectionnelles, bien que la traction soit minimale.
Une roue mecanum est techniquement une roue omnidirectionnelle, mais lorsqu’on parle généralement de « roue omnidirectionnelle », on fait référence à des rouleaux tournant à 90 degrés par rapport à la rotation de la roue, tandis qu’une roue mecanum a des rouleaux tournant généralement à 45 degrés.
- Roue de traction¶
Une roue de traction ou roue de grip est une roue conçue pour offrir une adhérence maximale. Elle possède un anneau extérieur en caoutchouc, et son large profil assure une plus grande surface de contact avec le sol. Les roues de traction sont couramment utilisées dans les châssis à tank. Elles sont vendues en différentes tailles et épaisseurs par divers fabricants.
- Déplacement latéral¶
Le strafing est l’action de se déplacer latéralement (un peu comme la dérive). Il est possible avec des roues omni ou mecanum, mais pas avec des roues de traction.
- Châssis à plaques parallèles¶
Un châssis à plaques parallèles est un système de propulsion où les pods de traction se composent de 2 plaques espacées, avec les roues et le mécanisme de transmission de puissance placés entre elles.
Ces plaques peuvent être espacées de 1 » à 5 », en fonction des besoins en espace des roues et du système de propulsion. En général, une largeur de pod de 3 » ou moins est souhaitée pour maximiser l’espace entre les pods de propulsion pour des mécanismes tels qu’un système d’aspiration.