FTC31113 Robolads

TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH THIẾT KẾ

Chu trình thiết kế lặp đi lặp lại

Quy trình thiết kế CAD trong robotics là một chu trình lặp đi lặp lại giúp chuyển ý tưởng thành sản phẩm thực tế. Đây là nền tảng để xây dựng robot hiệu quả và tối ưu cho các cuộc thi FTC.

Dưới đây là 7 bước cốt lõi của quy trình thiết kế mà mọi đội robotics nên tuân theo:

BẢNG CHI TIẾT 7 BƯỚC THIẾT KẾ ROBOTICS

Dưới đây là phân tích chi tiết từng bước trong quy trình thiết kế CAD cho robot FTC, kèm theo công cụ và kết quả mong đợi:

Bước	MÔ TẢ CHI TIẾT	CÔNG CỤ/CÁCH THỰC HIỆN	ĐẦU RA KỲ VỌNG
1. Xác định vấn đề	Bạn đang giải quyết vấn đề gì? Mục tiêu cụ thể của bạn là gì? Ví dụ: Robot cần nhặt và bắn bóng vào goal cao Xác định scoring strategy rõ ràng	Phân tích game manual chi tiết Brainstorm với cả team Phân tích đối thủ tiềm năng Thảo luận chiến lược	Mục tiêu rõ ràng Phạm vi dự án được xác định Chiến lược cơ bản
2. Xác định yêu cầu	Liệt kê yêu cầu đặc biệt Ngân sách, độ linh hoạt, độ bền Ràng buộc kỹ thuật: kích thước robot, trọng lượng Yêu cầu hiệu suất: tốc độ, độ chính xác, thời gian	Tạo checklist yêu cầu chi tiết Phân tích tài nguyên có sẵn Đánh giá độ khả thi kỹ thuật Tham khảo robot mùa giải trước	Danh sách yêu cầu chi tiết Ngân sách được phê duyệt Timeline dự án cụ thể Ràng buộc kỹ thuật rõ ràng
3. Brainstorm & CAD	Vẽ phác thảo giải pháp Ra giấy hoặc sketch 2D trước Cụ thể hoá bằng mô hình 3D CAD Thiết kế chi tiết: intake, shooter, drivetrain	Sketch trên giấy/whiteboard Onshape/Fusion 360 cho 3D Tinkercad cho concept đơn giản	Bản phác thảo 2D Mô hình 3D hoàn chỉnh Assembly CAD đầy đủ BOM (Bill of Materials)
4. Tạo Prototype	Lắp ráp nguyên mẫu đầu tiên Chứng thực tính khả thi của giải pháp Sử dụng vật liệu đơn giản cho prototype Test chức năng cơ bản	In 3D các bộ phận phức tạp Lắp ráp với kit parts có sẵn Sử dụng vật liệu tạm: bìa cứng, gỗ, acrylic Mô phỏng điều kiện thi đấu	Prototype vật lý Bộ phận thử nghiệm hoạt động Video ghi lại quá trình test Đánh giá ban đầu
5. Test Prototype	Vận hành mẫu thử toàn diện Trong các điều kiện khác nhau Tìm ra sai sót, điểm yếu Kiểm tra độ bền, độ ổn định	Test trên field mockup chính xác Ghi lại video phân tích chi tiết Đo lường hiệu suất cụ thể Test độ bền (stress test)	Dữ liệu test thực tế Danh sách vấn đề cần fix Đánh giá hiệu suất chi tiết Video phân tích
6. Phân tích & Cải tiến	Thu thập và phân tích kết quả Phân tích nguyên nhân vấn đề Cải tiến dựa trên feedback thực tế Thử nghiệm giải pháp thay thế	Team meeting phân tích chuyên sâu Chỉnh sửa CAD dựa trên test results Thử nghiệm nhiều giải pháp khác nhau Tham khảo ý kiến mentor	Bản thiết kế cải tiến Kế hoạch sửa chữa chi tiết Ưu tiên cải tiến rõ ràng Lịch trình cập nhật
7. Hoàn thiện	Trau chuốt mọi chi tiết Đảm bảo vận hành trơn tru Tối ưu hóa trọng lượng, hiệu suất Đưa vào sử dụng thực tế	Final assembly chuyên nghiệp Tối ưu hoá trọng lượng toàn bộ Test final trước competition Documentation đầy đủ	Robot hoàn thiện Documentation đầy đủ Sẵn sàng thi đấu Spare parts dự phòng

VÍ DỤ THỰC TẾ: FTC DECODE 2025-2026

Thiết kế Intake cho mùa giải Decode

Đề bài yêu cầu phải nhặt bóng sau đó bắn bóng vào một goal cao. Với vật ghi điểm của năm nay, khi thiết kế intake, ta có thể lựa chọn linh hoạt giữa:

1 Phân tích yêu cầu:

Intake dạng dây thun (rubber band) - độ bám tốt, dễ chế tạo
Intake dạng ống cao su - hiệu quả với bóng, ít kẹt
Bánh xe mềm - cân bằng giữa hiệu suất và độ bền

2 Yêu cầu kỹ thuật quan trọng:

RPM của intake luôn phải lớn hơn của drivetrain để đảm bảo thu bóng hiệu quả.

3 Thiết kế CAD ban đầu:

Tỷ lệ bánh răng phù hợp cho tốc độ cao
Bánh rubber band in 3D với pattern tối ưu
Góc tiếp xúc với bóng được tính toán
Khoảng cách giữa các con lăn chính xác

Lời khuyên từ kinh nghiệm FTC:

1 Bắt đầu sớm:

Từ quá trình thử nghiệm đến thành phẩm cuối cùng có thể mất một khoảng thời gian khá lâu nên các đội nên làm từ sớm.

2 Thay đổi từ từ:

Chỉ nên thay đổi một bộ phận/chi tiết tại mỗi thời điểm. Nếu thay đổi quá nhiều trong thời gian ngắn, có thể dẫn đến những vấn đề khác không mong muốn và khó xác định nguyên nhân.

3 Test - Phân tích - Cải tiến: