Batalla naval: la perla negra: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

【Introducció】

Som el grup 3, JI-artesà (logotip: figura 3), de l’Institut Conjunt de la Universitat Jiao Tong de Xangai (figura 1). El nostre campus està situat al districte de Minhang, a Xangai. La figura 2 és una imatge de l’edifici JI que vam veure al microblog de JI, que és la nostra imatge original preferida del campus. JI té com a objectiu cultivar enginyers amb lideratge i proporciona als estudiants una base sòlida i excel·lent tant d’habilitats tecnològiques com comunicatives.

Membres del grup: Shi Li; Guan Kaiwen; Wang Tianyi; Liu Yongle; Ervin Tjitra (figura 4)

Instructors:

Professor Shane. Johnson, Ph. D. (tècnic)

Tel: + 86-21-34206765-2201 Correu electrònic: [email protected]

Professora Irene Wei, Ph. D. (TC)

Tel + 86-21-3420-7936 Correu electrònic: [email protected]

Ajudant docent:

Li Jiaqi (tècnic) Zhou Xiaochen (tècnic)

Liu Xinyi (TC) Ma Zhixian (TC)

【Informació del curs i del projecte】

Al curs VG100, Introducció a l’enginyeria (tardor 2017), impartit per la doctora Shane Johnson i la doctora Irene Wei, hem de participar en un joc anomenat la batalla naval.

Durant el joc, quan el nostre robot va intentar aixecar una bola gran, una de les cintes que vam utilitzar per enganxar el servomotor al cos del robot va caure, cosa que va fer que la cadena es desfés i vam dedicar força temps a reparar-la. Però finalment vam continuar el joc amb el temps restant i vam aconseguir moure 1 bola gran i 4 boles petites a l’altra banda.

La nostra puntuació final és de 8 i classificem 14 de tots els 22 grups.

El nostre vídeo del joc:

Objectius del projecte:

En aquest projecte, l'objectiu és dissenyar i construir un robot per a un joc anomenat Naval Battle (regles detallades i reglaments adjunts a continuació). El robot hauria de ser capaç de moure boles grans i petites boles col·locades per TAs davant una paret en 3 minuts.

El nostre projecte:

El nostre robot consisteix principalment en un sistema d’elevació i un sistema mòbil.

En el sistema d’elevació, fem servir servomotors per controlar dues rodes dentades i unides a cadascuna d’elles hi ha cadenes que contenen dues forquilles. Tots ells es controlen mitjançant un control remot PS2. Les boles grans s’han de moure utilitzant les forquilles igual que un carretó elevador, i dues taules de fusta fixades als costats exteriors de les forquilles han d’evitar que les forques es separin les unes de les altres tenint en compte el pes de les boles grans que hi ha al mig.

Al sistema mòbil, fem servir 2 motors per moure el robot, una placa Arduino i un controlador PS2 per controlar la velocitat i la direcció del robot.

【Normes de joc i regles de competició】

El robot té una mida límit de 350 mm (longitud) * 350 mm (amplada) * 200 mm (alçada) a la posició inicial de la competició.

Només es poden utilitzar els motors proporcionats i, a més, es permeten servomotors de qualsevol tipus.

El joc té un límit de 3 minuts i la puntuació final es calcula segons les posicions finals de les pilotes.

El camp (Fig. 5 i 6) del joc té 2.000 mil·límetres de llarg i 1.500 mil·límetres d’amplada amb parets circumdants de 70 mil·límetres. Al mig del camp, es col·loca una paret (figura 7) de 70 mil·límetres d’alçada i 18 mil·límetres d’amplada a 50 mil·límetres sobre el terra que divideix el camp en dos costats.

Quatre boles de fusta (diàmetre: 70 mm) són col·locades per TAs al camp, i moure cadascuna a l'altra banda dóna 4 punts. Les TA també col·loquen 8 boles petites que donen 1 punt per moure cadascuna a l'altra banda.

Es penalitzarà amb 5 punts si una pilota gran ha sortit del camp i amb 2 punts per una pilota petita.

Pas 1: diagrama del circuit

Pas 2: diagrama conceptual

Les figures 1 i 2 són el nostre diagrama conceptual. La figura 2 és una vista explosiva.

El nostre robot consisteix principalment en un sistema d’elevació i un sistema mòbil.

En el sistema d’elevació, fem servir servomotors per controlar dues rodes dentades i unides a cadascuna d’elles hi ha cadenes que contenen dues forquilles. Tots ells es controlen mitjançant un comandament a distància PS2. Les boles grans s’han de moure utilitzant les forquilles com un carretó elevador, i dues taules de fusta fixades als costats exteriors de les forquilles han d’evitar que les forques es separin les unes de les altres tenint en compte el pes de les boles grans que hi ha al mig.

Al sistema mòbil, fem servir 2 motors per moure el robot, una placa Arduino i un controlador PS2 per controlar la velocitat i la direcció del robot.

Les figures 3 i 4 són el nostre prototip fabricat.

Pas 3: prepareu els materials i les eines

Eines:

• Trepant
• Tornavís
• Pistola de soldar i soldador elèctric
• Regle
• Llapis
• 502 cola

La Figura 1-11 són imatges dels nostres materials i eines.

La figura 12-15 és el preu, les quantitats i els enllaços TAOBAO dels nostres materials.

Pas 4: Configuració del programari

Utilitzem Arduino per programar per controlar el motor i el servomotor.

Per comprar una placa Arduino i aprendre a programar-la, visiteu el lloc web:

Pas 5: fabricació de components

Les barres i taules de fusta s’han de processar per al seu muntatge.

El suport de l'eix interior (figura 1):

Agafeu una barra de fusta de 4 centímetres i practiqueu dos forats (Φ = 3 mm) a la posició de 5 mm dels dos extrems de la mateixa. A continuació, practiqueu un forat poc profund (Φ = 5 mm) a 2 centímetres d’un extrem d’aquest en direcció vertical.

El suport exterior del tauler i eix (figura 2):

Preneu 8 centímetres de barra de fusta i practiqueu dos forats (Φ = 3 mm) a la posició de 5 mm i 35 mm des d’un extrem. A continuació, foradeu dos forats (Φ = 3 mm) a 45 mm i 70 mm d’aquest extrem i un de poc profund a 20 mm d’aquest extrem, però en direcció vertical.

El taulell (figura 3):

Agafeu dos trossos de fusta de 5cm * 17cm i, a continuació, talleu un petit rectangle de 25mm * 15mm a una cantonada de les dues peces.

El sòcol (Fig.4) i el sostre (Fig.5):

Agafeu dos trossos de fusta de 17cm * 20cm, talleu-los i foradeu (Φ = 3mm) com es pot veure a les figures 4 i 5.

El suport superior de taulers (figura 6):

Agafeu una barra de fusta de 5 centímetres i practiqueu un forat (Φ = 3 mm) a la posició de 5 mm d’un dels extrems de la mateixa.

un altre més gran (Φ = 4 mm) a 5 mm de l'altre extrem, però en direcció vertical.

El suport de la roda (figura 7):

Agafeu un tros de barra de fusta d’1cm * 4cm i enganxeu la roda al centre.

Pas 6: Muntatge

1. Fixeu els suports d’eixos al sòcol amb cargols. Recordeu posar l’eix amb l’engranatge petit als grans forats poc profunds mentre ho feu. I enganxeu el rodet a la part posterior del tauler. (Figura 1 → 2)

2. Gireu el tauler i fixeu dos motors a la placa. Tingueu en compte que els cables ja estan soldats sobre ells per a més comoditat, però el punt de soldadura pot ser vulnerable. (Figura 2 → 3 → 4)

3. Fixeu els quatre pals de suport a cada cantonada del sòcol. (Figura 4 → 5)

4. Fixeu la placa arduino i el controlador del motor al sòcol, mitjançant pilars i cargols de coure. I lligueu la bateria dels motors a un dels pols de la part posterior (Figura 5 → 6 → 7 → 8 → 9)

5. Fixeu el sostre als quatre pals de suport. (Figura 9 → 10)

6. Fixeu els taulers al sostre amb els suports de taulers superiors. Enganxeu el receptor sense fils PS2 sota el sostre (Figura 10 → 11)

7. Col·loqueu els servomotors a les vores anteriors del sostre i pengeu les cadenes (Figura 11 → 12 → 13)

8. Enganxeu la bateria i el mòdul de descens dels servomotors i, a continuació, connecteu-los (Figura 13 → 14)

Pas 7: resolució de problemes i llest per cridar

Espero que us inspireu del nostre manual. Si teniu alguna pregunta, podeu contactar amb nosaltres a través del correu electrònic: [email protected] o visitar-nos a UMJI a la Universitat JiaoTong de Xangai (Minhang)

Possible error, avís i solució

Cadena de trencament: la nostra cadena està formada per diverses unitats idèntiques. Per tant, l'orientació de la seva part de connexió és molt important. Si la cadena es trenca durant el procés de pujada, comproveu que si la força que s’exerceix sobre ells es troba en el mateix sentit de trencar la seva connexió. Si és així, gireu la vostra cadena i torneu-la a muntar. A més, recordeu de comprovar si la cadena està massa fluixa; si és així, traieu algunes fraccions de la cadena.

El forat poc profund:

En foradar els forats poc profunds dissenyats per als eixos, sol ser difícil estimar la profunditat de la perforació. Si els forats són massa profunds perquè el vostre eix caigui, en lloc de refer aquesta part, proveu d’introduir alguna cosa tova al forat perquè quedi més superficial.

Fixació de les peces de fusta:

Normalment, els cargols d’auto-fixació poden penetrar al tauler de fusta; si ho trobeu difícil, proveu de perforar petits forats als llocs corresponents per fer-ho més fàcil.

Ajust del potenciòmetre:

Si trobeu que els servomotors giren automàticament sense que hagueu donat ordres després de connectar-los, talleu la font d’energia i ajusteu els potenciòmetres amb un tornavís. Torneu a connectar, comproveu i repetiu els procediments anteriors (si cal) fins que deixin de passar de control.

Bases planes per servomotors:

La petita peça de fusta situada sota els servomotors està dissenyada per proporcionar-los bases planes. Tingueu en compte que els forats d’aquestes peces haurien de ser prou grans per a les tapes dels cargols i que coincideixin amb les seves posicions.

Fixació de les rodes: si les dues rodes no estan en la mateixa línia, el cotxe serà difícil d’anar recte i pot inclinar-se cap a un costat. Assegureu-vos de fixar les dues rodes en la mateixa línia.

Precaució:

1. Quan utilitzeu la broca elèctrica, utilitzeu ulleres de seguretat i utilitzeu pinces adequades. Compte amb les lesions mecàniques!

2. Talleu l’alimentació quan connecteu els cables. Pel que fa a les línies elèctriques, presteu especial atenció als curtcircuits.

Pas 8: vista final del sistema

Figura 1 Vista frontal

Figura 2 Vista lateral

Figura 3 Vista vertical