G20 Tapat Aluminuman: 12 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Som G20, un equip format per estudiants de primer any de l’Institut Conjunt de la Universitat Jiao Tong de la Universitat de Michigan-Xangai (Figura 1 i 3). El nostre objectiu és fabricar un robot que pugui portar pilotes sobre el camp de batalla en el joc "Batalla naval". L'Institut Conjunt UM-SJTU (JI) va ser establert conjuntament per la Universitat Jiao Tong de Xangai i la Universitat de Michigan el 2006 (Figura 2). Es troba a Xangai, Xina. L’objectiu d’aquesta associació és construir un institut d’ensenyament i recerca de primer nivell mundial a la Xina per fomentar líders innovadors amb visions globals.

Pas 1: detalls sobre la competició

El nostre cotxe d’escombrat està dissenyat per a un curs únic anomenat VG100 que s’ofereix a l’institut conjunt. Aquest curs està dirigit a ensenyar-nos a conèixer problemes i resoldre'ls nosaltres mateixos com a enginyers. Cada grup està format per cinc membres. Estem obligats a comprar components i fabricar un cotxe en un termini de cinc setmanes. El nostre dia de joc és a la sisena setmana. El nostre objectiu és guanyar el partit.

Algunes regles bàsiques de carreres s’enumeren de la següent manera:

①El terreny de joc es divideix en dues parts i la mida de cada part és de 150 cm × 100 cm. Hi ha un tauler de 7 cm al mig i un espai de 5 cm entre el terra i el tauler.

②Hi ha vuit boles petites i quatre boles grans a banda i banda. Les pilotes petites són les mateixes que les que s’utilitzen per al tennis de taula; les boles grans són boles de fusta, el diàmetre de les quals és de 7cm.

③Per guanyar la partida, un equip ha de llançar o empènyer totes les pilotes a l’altre costat del terra. També es permet a un equip llançar o empènyer pilotes del costat oposat cap al seu costat.

④El cotxe no pot superar els 35cm * 35cm * 20cm.

Pas 2: Llista de materials

Pas 3: concepte general

El nostre concepte general del disseny és esprémer boles grans sobre la paret mitjançant el tauler d'alumini corbat. El cotxe està controlat per Arduino Uno i alimentat per una bateria model de vaixell. Per conduir el cotxe s’utilitza una combinació de motor d’engranatges i tauler de control L298N. Controlem el cotxe per Sony PS2. Aquest concepte és relativament fàcil per a les mans verdes, ja que no porta braços mecànics ni res complex.

La base del cotxe està especialment dissenyada perquè quedi més baixa a la part davantera, cosa que ens fa més convenient fixar el tauler d’alumini. A més, hem intentat moltes vegades trobar una cambra adequada per al tauler d'alumini: és com un quadrant, però una mica més llarg a la part superior. En cas contrari, les boles de fusta s’enganxarien fàcilment entre la paret i el tauler d’alumini. Vam fixar ferros angulars al tauler d'alumini per atrapar les boles que hi ha a la cantonada del camp.

El principi de funcionament del cotxe decideix que ha de tenir prou impuls en empènyer pilotes. Per això, el nostre programador permet que els motors funcionin a la màxima velocitat; a més, vam comprar taulers acrílics prims i taulers d'alumini per fer el cotxe més lleuger. Tot això garantit, el cotxe, gravat en aluminuman, té una gran flexibilitat durant el moviment.

Vegeu les figures 6, 7 i 8 com a referència.

Pas 4: Disseny de circuits i programació

El diagrama del circuit anterior mostra com es connecta PS2 a Arduino (Figura 9-10).

La programació també es mostra més amunt. (Figura 11: vegeu la imatge original per obtenir el codi d'alta definició)

Pas 5: construcció de la base

Hem utilitzat AutoCAD per dibuixar l’esbós de la base (Figura 12). La mida aproximada és de 25 cm * 20 cm i els detalls es marquen a la imatge superior. Després, el tallem amb una màquina de tall per làser.

La corba a la part frontal està dissenyada per adaptar-se millor a la placa d’alumini. Els forats de la part posterior són per a cargols; els forats petits a la cantonada frontal serveixen per ajustar-los menors en fixar el tauler d'alumini, cosa que significa que no s'utilitzaran tots. En general, les brides de cable de niló són força útils i fortes com els cargols.

Pas 6: Connexió de components

①connecteu la placa del controlador a la placa Arduino (Figura 13)

②connecteu la placa Arduino al projector de senyals (Figura 14)

③connecteu el motor d'engranatges a l'OutputA de la placa Arduino (Figura 15)

④connecteu la placa del controlador a la bateria del vaixell model (Figura 16)

Pas 7: Muntatge

A causa del nostre disseny senzill, l'alumini gravat és bastant fàcil de muntar.

1. Fixeu ferros angulars per a motors al sòcol amb lligadures de cable de niló a cada costat. Connecteu els motors a les planxes angulars amb cargols.

2. Connecteu els motors amb l’acoblament i les rodes i fixeu-los amb cargols. Fixeu rodes omnidireccionals a la cantonada davantera. (Figura 17)

3. Fixeu la placa d’alumini i el suport metàl·lic al sòcol amb tirants de cable de niló i cargols. (Figura 18 i 19)

4. Fixeu quatre cargols a cada costat de la placa d'alumini. (Figura 20)

5. Fixeu la placa del controlador, la placa Arduino, la bateria del vaixell model, l’acceptador al sòcol amb cintes. (Figura 21)

Pas 8: depuració

En el primer disseny, quan les pilotes es troben a la cantonada del camp de batalla, el nostre cotxe no aconsegueix la pilota. Així que vam ampliar la placa d’alumini i vam solucionar el problema.

Pas 9: vista final del sistema

Pas 10: Dia del joc

Pas 11: Conclusió

El robot, gravat amb aluminuman, va aconseguir empènyer la meitat de les boles per sobre de la paret i es va classificar en el 10è lloc el dia del partit. Al principi, un cable va caure accidentalment i ens va fer perdre part del temps de joc, cosa inesperada, i no vam trobar la causa d’aquest incident en tres minuts. Tot i això, el robot encara va mostrar el seu gran rendiment amb un motor apagat.

El principal problema, el mal contacte, va ser causat per la nostra negligència. Simplement embolicar el terminal de cable en cinta solucionaria el problema, però vam passar per alt aquests detalls. A més, els cables estaven embolicats, cosa que va provocar en part la nostra ineficiència mentre buscàvem l’arrel del problema durant el temps de joc.

No obstant això, independentment d’aquests problemes, altres grups parlaven molt bé del nostre robot. El principi de funcionament és senzill, el cost és extremadament baix i el robot pot afrontar perfectament les boles de la cantonada. Encara estem orgullosos del nostre disseny i hem après molt de l’apassionant joc.

Pas 12: Apèndix

Enllaços de vídeo a cada ronda el dia del joc

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