Taśma aluminiowa G20: 12 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Jesteśmy G20, zespołem złożonym z pierwszoroczniaków z University of Michigan-Shanghai Jiao Tong University Joint Institute (Rysunek 1 i 3). Naszym celem jest stworzenie robota, który może przenosić piłki nad polem bitwy w grze „Bitwa morska”. UM-SJTU Joint Institute (JI) został założony wspólnie przez Shanghai Jiao Tong University i University of Michigan w 2006 roku (Rysunek 2).). Znajduje się w Szanghaju w Chinach. Celem tego partnerstwa jest zbudowanie światowej klasy instytutu dydaktycznego i badawczego w Chinach, który wspierałby innowacyjnych liderów z globalnymi wizjami.

Krok 1: Szczegóły dotyczące konkursu

Nasz samochód zamiatający został zaprojektowany na wyjątkowy kurs o nazwie VG100 oferowany przez wspólny instytut. Ten kurs ma na celu nauczenie nas znajdowania problemów i rozwiązywania ich samodzielnie jako inżynierowie. Każda grupa składa się z pięciu członków. Jesteśmy zobowiązani do zakupu części i wykonania samochodu w ciągu pięciu tygodni. Nasz dzień meczowy jest w szóstym tygodniu. Naszym celem jest wygranie meczu.

Oto niektóre podstawowe zasady wyścigów:

①Plac gry jest podzielony na dwie części, a rozmiar każdej części to 150 cm x 100 cm. Na środku znajduje się 7cm deska i 5cm szczelina między podłożem a deską.

②Po każdej stronie jest osiem małych piłek i cztery duże. Małe piłki są takie same jak te używane do tenisa stołowego; duże kule to drewniane kule, których średnica wynosi 7cm.

③Aby wygrać mecz, drużyna powinna rzucić lub wypchnąć wszystkie piłki na drugą stronę ziemi. Drużyna może również rzucać lub popychać piłki po przeciwnej stronie z powrotem na swoją stronę.

④Samochód nie powinien być większy niż 35cm*35cm*20cm.

Krok 2: Lista materiałów

Krok 3: Ogólna koncepcja

Nasza ogólna koncepcja projektu polega na ściskaniu dużych kul po ścianie za pomocą zakrzywionej aluminiowej płyty. Samochód sterowany jest przez Arduino Uno i zasilany z akumulatora modelowego. Do napędu samochodu służy kombinacja motoreduktora i płyty sterownika L298N. Samochodem sterujemy za pomocą Sony PS2. Ta koncepcja jest stosunkowo łatwa dla zielonych rąk, ponieważ nie zawiera mechanicznych ramion ani niczego skomplikowanego.

Podstawa samochodu jest specjalnie zaprojektowana tak, aby była niżej z przodu, co ułatwia nam mocowanie aluminiowej deski. Wielokrotnie próbowaliśmy też znaleźć odpowiedni camber na aluminiową deskę – jest jak ćwiartka, ale na górze trochę dłuższy. W przeciwnym razie drewniane kulki łatwo utknęłyby między ścianą a aluminiową płytą. Na aluminiowej desce zamocowaliśmy kątowniki do łapania piłek znajdujących się na rogu boiska.

Zasada działania samochodu decyduje o tym, że musi mieć odpowiedni pęd podczas pchania piłek. Z tego powodu， nasz programator pozwala silnikom pracować z najwyższą prędkością; kupiliśmy również cienką płytę akrylową i płytę aluminiową, aby samochód był lżejszy. Wszystko to gwarantuje, że samochód, klejony aluminiową taśmą, charakteryzuje się dużą elastycznością podczas jazdy.

Zobacz rysunki 6, 7 i 8 jako odniesienie.

Krok 4: Projektowanie obwodów i programowanie

Powyższy schemat obwodu pokazuje, w jaki sposób PS2 jest podłączony do Arduino (Rysunek 9-10).

Programowanie jest również pokazane powyżej. (Rysunek 11 – zobacz oryginalny obraz dla kodu w wysokiej rozdzielczości)

Krok 5: Budowa bazy

Wykorzystaliśmy AutoCAD do narysowania szkicu podstawy (rysunek 12). Przybliżony rozmiar to 25cm*20cm, szczegóły zaznaczono na powyższym obrazku. Następnie wycinamy go maszyną do cięcia laserem.

Krzywizna z przodu została zaprojektowana tak, aby lepiej pasowała do aluminiowej deski. Otwory z tyłu przeznaczone są na śruby; małe otwory w przednim rogu służą do drobnej regulacji podczas mocowania aluminiowej deski, co oznacza, że nie wszystkie z nich zostaną wykorzystane. Ogólnie rzecz biorąc, nylonowe opaski kablowe są całkiem przydatne i mocne jak śruby.

Krok 6: Podłączanie komponentów

①podłącz płytkę sterownika do płytki Arduino (rysunek 13)

②podłącz płytkę Arduino do projektora sygnałowego (Rysunek 14)

③podłącz motoreduktor do OutputA na płycie Arduino (Rysunek 15)

④podłącz płytę sterowniczą do akumulatora modelu statku (Rysunek 16)

Krok 7: Montaż

Ze względu na naszą prostą konstrukcję, taśma z aluminium jest dość łatwa w montażu!

1. Zamocuj kątowniki do silników na listwie przypodłogowej za pomocą nylonowych opasek kablowych z każdej strony. Połącz silniki z kątownikami za pomocą śrub.

2. Połącz silniki ze sprzęgłem i kołami i przykręć je śrubami. Zamocuj wielokierunkowe koła w przednim rogu. (Rysunek 17)

3. Przymocuj aluminiową płytę i metalowy wspornik do listwy przypodłogowej za pomocą nylonowych opasek kablowych i śrub. (Rysunki 18 i 19)

4. Zamocuj cztery śruby po każdej stronie aluminiowej płyty. (Rysunek 20)

5. Napraw płytę sterownika, płytę Arduino, baterię modelową, akceptor na płycie bazowej za pomocą taśm. (Rysunek 21)

Krok 8: Debugowanie

W pierwszym projekcie, gdy kule znajdują się w rogu pola bitwy, nasz samochód nie trafia na nią. Poszerzyliśmy więc aluminiową płytę i rozwiązaliśmy problem.

Krok 9: Ostateczny widok systemu

Krok 10: Dzień gry

Krok 11: Wniosek

Robot oklejony taśmą aluminiową zdołał przepchnąć połowę piłek przez ścianę i zajął 10. miejsce w dniu gry. Na początku przewód przypadkowo odpadł i sprawił, że straciliśmy trochę czasu na grę, co jest dość nieoczekiwane, i nie udało nam się znaleźć przyczyny tego incydentu w ciągu trzech minut. Mimo to robot nadal wykazywał świetne osiągi przy wyłączonym silniku.

Główny problem, słaby kontakt, był spowodowany naszym zaniedbaniem. Proste owinięcie końcówki przewodu taśmą rozwiązałoby problem, ale przeoczyliśmy te szczegóły. Dodatkowo przewody były w bałaganie, co częściowo doprowadziło do naszej nieskuteczności podczas szukania źródła problemu w czasie gry.

Jednak niezależnie od tych problemów, inne grupy wypowiadały się wysoko o naszym robocie. Zasada działania jest prosta, koszt niezwykle niski, a robot doskonale radzi sobie z kulkami na rogu. Nadal jesteśmy dumni z naszego projektu, a dzięki ekscytującej grze wiele się nauczyliśmy.

Krok 12: Dodatek

Linki wideo do każdej rundy w dniu gry

v.youku.com/v_show/id_XMzA5OTkwNjk1Mg==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1