Obsah:
Video: Robot na riešenie kocky Rubics: 5 krokov (s obrázkami)
2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-13 06:58
Výroba autonómneho robota, ktorý rieši fyzickú Rubikovu kocku. Toto je projekt v rámci klubu Robotics Club, IIT Guwahati.
Je vyrobený z jednoduchého materiálu, ktorý sa dá ľahko nájsť. Na ich ovládanie sme používali predovšetkým servomotory a Arduino, akrylové plechy, zlomený mini drafter, svorky L a dvojité pásky!
Na získanie algoritmu riešenia kocky sme použili knižnicu cubejs z github.
Krok 1: Použitý materiál
- 6 servomotorov
- Arduino Uno
- 3článková batéria LiPo
- Akrylový list (hrúbka 8 mm a 5 mm)
- Tepelná pištoľ(
- Vŕtačka
- Pílka na drevo
- L svorky
- Hliníkové pásy
- Mini drafter/ kovové tyče
- Dvojitá páska
- Fevi Quick
- Maticové skrutky
- Prepojovacie vodiče
Krok 2: Príprava mechanickej štruktúry
Základný rám
- Vezmite 8 mm hrubý akrylový list zhruba 50 cm * 50 cm a označte stred všetkých strán (to bude základ vášho robota).
- Vezmite zlomený drafter a vyberte z neho 4 oceľové tyče.. (tieto tyče budú slúžiť ako cesta pre váš posúvač).
- Na dva obdĺžnikové kusy akrylu (akejkoľvek veľkosti) pripevnite dve tyče rovnobežne k sebe a vytvorte dva páry tejto zostavy.
- Ďalej, aby ste vytvorili posúvač, poukladajte dva malé kúsky akrylu na seba s vložkami medzi nimi v štyroch rohoch a upevnite ich skrutkami v medzikusoch. Budete potrebovať 4 také posuvníky.
- Pred upevnením dvoch kusov posúvača prevlečte medzi sebou predtým pripevnené rovnobežné tyče tak, aby sa rozpery dotýkali vonkajšieho povrchu tyčí.
- Pre každý pár rovnobežných tyčí na ne prejdite dvoma jazdcami.
- Akonáhle je to pripravené, usporiadajte pár tyčí vo forme 90 -stupňového kríža. Uistite sa, že na každom konci kríža je jeden posúvač.
-
Teraz stačí len pripojiť túto kríženú cestu k základni robota, v určitej výške od základne. (Uistite sa, že je prevýšenie väčšie ako výška servomotora)
Na tento účel môžete použiť akrylové úchytky s L-svorkami, ako sme urobili my, alebo bude stačiť akákoľvek iná metóda
Potom by mala vaša štruktúra vyzerať podobne ako na obrázku.
Upevnenie základných serv
- Dve servá základne by mali byť pripevnené tak, aby boli serva pod ramenom kríža a odsadené od stredu.
- Servá sú v horizontálnej polohe pripevnené k perforovanej silikónovej doštičke pomocou dlhých skrutiek, ktoré sú zase pripevnené k základni pomocou svorky L a obojsmernej pásky.
Výroba push-pull tyčí
- Nastavte uhol serva na nulu a pripevnite vahadlo servo v nejakej vhodnej polohe.
- Umiestnite kocku do stredu kríža, aby ste získali odhad vzdialenosti jazdca v najbližšej polohe, a umiestnite posuvníky do týchto polôh.
- Pripevnite hliníkové pásy v tvare L v spodnej časti každého posuvníka pomocou dvojitej pásky.
- Teraz, aby ste zmerali vzdialenosť každého hliníkového pásu od hornej alebo spodnej časti servopohonu, ktorý leží v jeho rovine, bude to dĺžka vašej tlačnej tyče.
- Akonáhle sú dĺžky určené, môže byť tlačná tyč upevnená vyvŕtaním hliníkového pásu alebo tak niečo.
Montáž horných serv
- Rozhodnite sa, v akej výške bude vaša kocka vyriešená. Os servomotora by mala byť v tejto výške.
- Pripojte štyri servomotory, každý k dierovanej silikónovej doštičke pomocou skrutiek vo zvislej polohe.
- Oblátka je teraz namontovaná na hliníkový pás v tvare písmena L, ktorého základňa je pripevnená k posúvaču v správnej výške, takže os serva leží v strede kocky.
C-pazúry
- Pazúry by mali byť také, aby presne pasovali na stranu kocky a dĺžka hornej a spodnej časti nesmie presahovať stranu kocky.
- Na to vezmite pás akrylu dostatočnej hrúbky a zahrejte ho. Akonáhle sa roztaví, zmení tvar a vytvorí svorku v tvare C tak, aby presne zachytila stranu kocky.
- Označte stred pazúry C a pripevnite túto svorku k vahadlu serva v jeho strede.
Vykonajte podľa potreby niekoľko drobných úprav, aby bola každá svorka v rovnakej výške.
Tým sa dokončí mechanická štruktúra vášho robota, prejdeme k zapojeniu obvodov ……..
Krok 3: Pripojenie obvodu
Na ovládanie robota sme použili Arduino, regulátor napätia a 3-článkovú (12 V) batériu LiPo.
Pretože servomotory čerpajú veľa energie, použili sme 6 regulátorov napätia, pre každý motor jeden.
Signálne vstupy motorov (najľahší farebný vodič z týchto troch) boli pripojené k digitálnym pinom PWM 3, 5, 6, 9, 10, 11 Arduina.
Regulátor napätia bol zapojený na doske a napájaný 12 V batériou. Výstupný (5V) zdroj bol napájaný priamo do motorov. K nepájivému stolu bolo pripojené aj uzemnenie motorov. Spoločná zem bola pripojená aj k Arduinu.
Krok 4:
Krok 5: Kód:
Dva uvedené súbory ukazujú kód napísaný na zadanie príkazu motorom pre konkrétne kroky pomocou Arduina.
Prvý súbor obsahuje definíciu hlavnej funkcie a ďalšie premenné. Druhý súbor obsahuje funkcie pre každý ťah použitý pri riešení kocky (napr. U pre „otáčanie tvárou v smere hodinových ručičiek“; R1 pre „pohyb pravou stranou proti smeru hodinových ručičiek“atď.)
Na získanie algoritmu riešenia kocky sme použili knižnicu cubejs z github.
Algoritmus priamo poskytuje výstup v „tvárových pohyboch“, ktoré dopĺňa kód Arduino.