Linha FORJA

A Linha FORJA é um inovador conjunto de ferramentas e peças padronizadas, projetada para revolucionar o acesso das equipes brasileiras de FIRST® Robotics Competition à materiais de construção rápida. A Linha oferece uma gama de componentes que se encaixam perfeitamente entre si, simplificando o processo de montagem e proporcionando maior eficiência na construção de robôs. A padronização da Linha FORJA facilita o trabalho colaborativo e garante que as equipes tenham à sua disposição as ferramentas necessárias para competir em alto nível, promovendo a criatividade e o avanço tecnológico no cenário da robótica brasileira.

Introdução a Linha FORJA

Aqui você encontra uma descrição inicial sobre a Linha FORJA

Introdução a Linha FORJA

Linha FORJA

A Linha FORJA é um inovador conjunto de ferramentase peças padronizadas, projetada para revolucionar o acesso das equipes brasileiras de FIRST® Robotics Competition à materiais de construção rápida. A Linha oferece uma gama de componentes que se encaixam perfeitamente entre si, simplificando o processo de montagem e proporcionando maior eficiência na construção de robôs.

tubo tubo Micro T gusset

A padronização da Linha FORJA facilita o trabalho colaborativo e garante que as equipes tenham à sua disposição as ferramentas necessárias para competir em alto nível, promovendo a criatividade e o avanço tecnológico no cenário da robótica brasileira. Todos os componentes da linha têm o mesmo padrão de 0.5 polegadas (12.5mm) de distância entre centros das furações para manter compatibilidade com equipamentos americanos.

Nos componentes que contém furos para acoplamento de rolamentos, é utilizado o padrão de furação 1.125".

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A Linha FORJA é composta por +25 produtos novos utilizando este sistema padrão de furações, que também pode ser combinado com produtos REV Robotics, West Coast Products e Andymark!

Para tornar o processo de CAD e Design mais fácil e eficiente, a stemOS oferece uma biblioteca exclusiva da Linha FORJA no Onshape! Para usá-la, siga estes passos simples:

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Pronto! Agora você tem acesso a uma vasta gama de componentes para levar seus projetos de robótica ao próximo nível. Divirta-se criando!

Introdução a Linha FORJA

Padronização da Linha

A Linha FORJA foi desenvolvida para simplificar o processo de montagem, utilizando o mínimo possível de variações de ferramentas e acopladores. Isso é possível graças à padronização das seguintes especificações:

Furação ⌀5mm
Furo para rolamentos ⌀1,125"OD

Com a padronização de furos espaçados em 12,7mm, sua montagem se torna mais eficiente e prática, permitindo que você concentre seus esforços no que realmente importa: criar e inovar em seus projetos de robótica!

No uso de gussets acopladoras de motores, utilize os parafusos descritos pelos fornecedores, não é necessária nenhuma modificação na gusset.

Introdução a Linha FORJA

Sugestão de Ferramentas

As ferramentas do kit Ferramentas FORJA foram pensadas especialmente para a utilização dos componentes que compõem a linha Forja. Com a utilização dessas poucas ferramentas, é garantido que a sua equipe consiga montar com a linha FORJA sem esforços de procurar a ferramenta ideal para cada fixação.

Rebitadeira Manual

A rebitadeira manual é uma ferramenta essencial para fixar componentes no robô utilizando rebites 4,8mm para a furação padrão de 5mm.

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Rebitadeira de Rosca Manual

Ferramenta utilizada para aplicar rebites de rosca interna em peças que necessitam de rosca para a fixação de parafusos. Com a broca 7mm é possível aumentar o furo padrão de 5mm e fixar esse rebite de rosca M5.

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Broca 7mm

Esta broca é a ideal para aumentar os furos de 5mm de forma adequada para aplicação dos rebites de rosca interna.

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Chave Sextavada cabo T 3mm e 4mm

Ferramentas utilizadas para aparafusar parafusos M5 com cabeça abaulada e cilíndrica, respectivamente.

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Chave Canhão 8mm

Chave que deve ser utilizada para aparafusar porcas M5, em especial as que se encontram de forma externa ao tubo ou elemento que está sendo fixado.

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Chave Combinada de 8mm com catraca reversível

Chave que deve ser utilizada para aparafusar porcas M5. Pensado especialmente para utilizar em parafusos em que a porca fique em locais de difícil acesso, como em curvas acentuadas, ou até mesmo no interior dos tubos Forja.

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Broca 5mm

A broca de 5mm foi selecionada para caso a equipe queira fazer uma furação customizada além dos furos padrões da linha Forja. Este diâmetro de broca deve ser utilizado para fazer furos de forma a evitar que os demais componentes fiquem frouxos.

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Broca escalonada 1.1/8

A broca escalonada 1.1/8 foi selecionada para caso a equipe queira fazer uma furação para uso de de rolamentos com 1.125 DE a partir dos furos padrões da linha Forja nos tubos forja 2" x 1".

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Caixa de Ferramentas com maleta organizadora

Em conjunto com as ferramentas acima, selecionamos a maleta ideal para organizar, manter suas ferramentas em ordem e garantir que elas estejam sempre prontas para serem usadas.

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Componentes Estruturais

Aqui serão apresentados os componentes compatíveis a Linha FORJA.

Componentes Estruturais

Perfis Retângulares

A stemOS conta com 4 modelos de perfis retangulares de alumínio, de diferentes comprimentos e espessuras, utilizando o padrão de furação FORJA:

Perfis com padrão de perfuração em 4 faces

Esses quatro modelos possuem o padrão de furação FORJA em todas as quatro faces. Nas faces de 1" x 20" ou 36", há uma linha de furos, enquanto nas faces de 2" x 20" ou 36", existem três linhas de furos.

Esse padrão de furação é compatível com todos os componentes da Linha FORJA, permitindo uma grande versatilidade na montagem com diferentes suportes, como ilustrado no exemplo abaixo.

Exemplo utilizando os suportes Gusset Motor Mount L, Gusset Motor Mount S, Gusset 90 Graus e Gusset Side

Com esses perfis, você pode criar estruturas robustas e precisas para seus projetos de robótica, garantindo compatibilidade e facilidade de montagem com os componentes da Linha FORJA. Vamos construir algo extraordinário!

Documentações

Tubo 2x1" com padrão de perfuração em 4 faces - 20" de comprimento:
Tubo 2x1" com padrão de perfuração em 4 faces - 36" de comprimento:
Tubo 1x1" com padrão de perfuração em 2 faces - 20" de comprimento:
Tubo 1x1" com padrão de perfuração em 2 faces - 36" de comprimento:
Componentes Estruturais

Suportes em Ângulo

Estes suportes são usados especialmente para acoplar duas estruturas. Eles utilizam o mesmo padrão de furação FORJA e podem ser utilizados tanto em tubos de 1" quanto em tubos de 2".

Gusset T e Gusset Lateral:

Utilizadas para fixar dois componentes em um ângulo de 90º, garantindo uma maior resistência por conta de seu formato. A Gusset em T é utilizada especialmente para acoplar tubos de face 2" com face 1" e tubos de face 1" com face de 1". A Gusset Lateral é ideal para utilizações em duas faces de 2".

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Suportes em diferentes ângulos:

Para garantir uma grande variedade de ângulos de acoplamentos diferentes, a Linha FORJA possui 7 suportes diferentes:

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Como utilizar os suportes

Para utilizar o tubo em determinados ângulos é necessário deixar uma espaço entre os tubos ou cortá-lo. Utilize as ferramentas adequadas para cortar o alumínio. Abaixo temos um exemplo de utilização de uma Gusset 60 graus:

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Para garantir a eficiência do suporte, é importante utilizar um suporte de cada lado do perfil, impedindo que o sistema flexione.

Abaixo é possível ver mais alguns exemplos de como podem ser utilizados os suportes em ângulo.

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Documentações

Gusset 30 graus:
Gusset 45 graus:
Gusset 60 graus:
Gusset 90 graus:
Gusset 120 graus:
Gusset 135 graus:
Gusset 150 graus:
Gusset T:
Gusset Lateral:
Componentes Estruturais

Suportes de Movimento

Estes suportes são usados especialmente para acoplar motores, caixas de redução e coroas em estruturas. Eles utilizam o mesmo padrão de furação FORJA e podem ser utilizados tanto em tubos de 1" quanto em tubos de 2".

Gusset Motor Mount L:

Esse tipo de suporte é utilizado para acoplar caixas de redução como a MAX Planetary ou motores como NEO Motor, NEO Vortex e Kraken X60 de forma direta. Ele pode ser utilizado com uma chapa de cada lado do tubo e rolamento 1.125"DE ou apenas uma das chapas, com ou sem outro apoio customizado pela equipe do lado do oposto como mostrado nas imagens abaixo.

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Gusset Motor Mount S:

Esse tipo de suporte é utilizado para acoplar caixas de redução UltraPlanetary, Ultra 90 e motores NEO 550, 775 RedLine, Minion e Kraken X44 de forma direta. Ele pode ser utilizado com uma chapa de um lado do tubo em conjunto com a Gusset Externa rolamento 1.125"DE e o rolamento ou apenas uma das chapas, com ou sem outro apoio customizado pela equipe do lado do oposto como mostrado nas imagens abaixo.

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Gusset Externa, rolamento 1,125" DE:

Este suporte foi desenhado para facilitar a utilização de rolamentos de diâmetro externo 1.125" em montagens. Pode ser utilizado de diversas formas, como no exemplo abaixo.

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Gusset Interna, rolamento 1,125" DE:

Suporte criado para garantir a centralização de um rolamento em um perfil da Linha FORJA. Para utiliza-lo, basta a equipe fazer a furação utilizando uma broca de 1.125" na posição desejada do tubo e depois fixar o suporte, conforme ilustrado na imagem abaixo

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Gusset para Coroa até 3" e Gusset para Coroa até 5":

Suportes dedicados para a fixação de coroas, um deles possue acoplamento para coroas de diâmetro até 3" e o outro até 5" imediatamente acima do tubo. A furação combina com as coroas da REV Robotics, da Andymark e de outras marcas em que o diâmetro do circulo de furação seja de 2". No centro possui o furo de 1.125" para a fixação de rolamentos. Abaixo temos um exemplo de como pode ser utilizado.

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Gusset End:

Esse tipo de suporte tem como sua principal função acoplar os rolamentos com diâmetro externo de 1.125" como no exemplo abaixo. Pode-se também prender de forma perpendicular na face do tubo de 2".

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Espaçadores Estruturais

Para evitar que esforços normais dobrem os suportes, espaçadores estruturais também fazem parte do Master Kit. São espaçadores de 0.5" de diâmetro externo, 5mm de diâmetro interno, em comprimentos de 1" e 2" e compativel com todos os suportes de movimentação apresentados acima. Para utilizar espaçadores extruturais, os mesmos devem ser alocados no espaço entre os componentes, conforme ilustrado na imagem.

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Espaçadores estruturais de 1" e 2" respectivamente; Exemplo de utilização do espaçador de 1" de comprimento entre as peças laranja

Documentações

Gusset Motor Mount L:
Gusset Motor Mount S:
Gusset Externa, rolamento 1,125" DE:
Gusset Interna, rolamento 1,125" DE:
Gusset End:
Gusset para Coroa até 3":
Gusset para Coroa até 5":
Componentes Estruturais

Suportes Dobrados

Estes suportes principalmente permitem a fixação perpendicular entre tubos. Eles utilizam o mesmo padrão de furação FORJA e podem ser utilizados tanto em tubos de 1" quanto em tubos de 2".

Bracket Micro T:

Este suporte é especifico para fixações simples entre tubos, indicado para aplicações com pequenos esforços, devido a sua estrutura compacta.

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Bracket 90 graus, perfil externo 2x1":

Esse tipo de suporte também pode ser utilizado para acoplar tubos de 2" com tubos de 1", pois possui a furação da Linha FORJA. Abaixo, temos um ótimo exemplo de acoplamento entre tubos de tamanhos diferentes. É importante utilizar um suporte de cada lado para não haver flexão do componente.

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Bracket Offset Mount:

Permite a fixação de motores e caixas de reduções em um formato diferente, como no exemplo onde a MAX Planetray foi fixada pela lateral. Ele ainda possibilita a fixação de rolamentos com diâmetro externo de 1.125".

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Documentações

Bracket Micro T:
Bracket 90 graus, perfil externo 2x1":
Bracket Offset Mount:
Componentes Estruturais

Chapas de Policarbonato

A Linha FORJA agora oferece chapas de policarbonato:

Chapa de policarbonato 3mm e 5mm

Para aumentar as possibilidades, a linha FORJA conta com novas chapas de policarbonato, em espessuras de 5 e 3mm, com o objetivo de ofecerer uma opção de material resistente, maleavel e leve.

Os tamanhos seleciondados das novas chapas de policarbonato foram pensadas para serem subtituidas por MAXComposite sem precisar alterar medidas importantes do seu mecânismo.

Documentações

Chapa de Policarbonato 3mm:
Chapa de Policarbonato 5mm:

Projetando com a Linha FORJA

Aqui você encontra pequenos tutoriais de como projetar seu mecanismo com os componentes da Linha FORJA na plataforma de CAD Onshape OBS: Essa página entende que você já possuí o conhecimento básico de CAD e uso do Onshape

Projetando com a Linha FORJA

Salvando a Biblioteca FORJA

A stemOS disponibiliza um documento publico com todos os componentes da Linha FORJA diretamente pelo Onshape, evitando a necessidade de você precisar baixar cada um dos arquivos .STEP.

Salvando a Biblioteca FORJA

Após a realização desses passo, você terá criado uma "Label", onde dentro dela se encontrará salvo o documento "Biblioteca FORJA - stemOS"

Projetando com a Linha FORJA

Importando e configurando a Linha FORJA no seu Assembly

Nesse passo você vai aprender como importar e configurar os componentes da Linha Forja no seu Assembly

Inserindo componetes FORJA no seu Assembly

Inserindo e configurando o Tubo Configurável 2x1" e o Tubo Configurável 1x1" no seu Assembly

A configuração dos tubos tem como limite 36" de comprimento

Para realizar qualquer corte em ângulo é preciso importar o STEP do tubo para o arquivo do seu robô e editar manualmente

Exemplos de Mecanismos

Aqui serão apresentados exemplos de mecanismos utilizando a Linha FORJA e seus componentes

Exemplos de Mecanismos

Mecanismo 1

Exemplo de Coletor do objeto de jogo Aerial Assist, jogo de 2014 da FIRST Robotics Competition. Design inspirado na equipe 254 e adaptado para os materiais da Linha FORJA.

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Estrutura utilizando apenas componentes estruturais FORJA

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Mecanismo de coleta do robô Barrage, retirado da equipe de FRC The Cheesy Poofs, 254.

Materiais FORJA utilizados

Aqui você encontra o arquivo Onshape para visualizar a montagem!

Exemplos de Mecanismos

Mecanismo 2

Exemplo de Braço simples para robô da FIRST Robotics Competition. Design adaptado para os materiais da Linha FORJA.

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Materiais FORJA utilizados

Aqui você encontra o arquivo Onshape para visualizar a montagem

Exemplos de Mecanismos

Mecanismo 3

Exemplo de Coletor de bolas em estilo 4-bar, com três eixos horizontais de rodas, para robôs da FIRST Robotics Competition. Design adaptado para os materiais da Linha FORJA.

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Materiais FORJA utilizados

Aqui você encontra o arquivo Onshape para visualizar a montagem

Exemplos de Mecanismos

Mecanismo 4

Exemplo de Pontuador do objeto de jogo REEFSCAPE, jogo de 2025 da FIRST Robotics Competition. Design inspirado na equipe 604 e adaptado para os materiais da Linha FORJA.

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Estrutura utilizando apenas componentes estruturais FORJA

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Mecanismo de coleta do robô The Flush, retirado da equipe de FRC Quixilver, 604.

Materiais FORJA utilizados

Aqui você encontra o arquivo Onshape para visualizar a montagem