רובוט קוביית פתרון קוביות: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

יצירת רובוט אוטונומי הפותר קוביית רוביק פיזית. זהו פרויקט תחת רובוטיקה מועדון, IIT Guwahati.

הוא עשוי מחומר פשוט שניתן למצוא אותו בקלות. השתמשנו בעיקר במנועי סרוו ובארדואינו לשליטה עליהם, יריעות אקריליק, שרטוט מיני שבור, L-clamps וקלטות כפולות!

לצורך קבלת האלגוריתם של פתרון הקוביה השתמשנו בספריית cubejs מ- github.

שלב 1: חומרים בשימוש

1. 6 מנועי סרוו
2. ארדואינו אונו
3. סוללת LiPo בת 3 תאים
4. יריעת אקריליק (עובי 8 מ"מ ו -5 מ"מ)
5. אקדח חום(
6. מקדחה
7. מַסוֹר לְמַתֶכֶת
8. מלחציים L
9. רצועות אלומיניום
10. מיני מוטות/ מוטות מתכת
11. קלטת כפולה
12. פבי קוויק
13. ברגי אגוזים
14. חוטי מגשר

שלב 2: הכנת המבנה המכני

המסגרת הבסיסית

• קח יריעה אקרילית בעובי 8 מ"מ בערך 50 ס"מ * 50 ס"מ וסמן את מרכז כל הצדדים (זה יהיה הבסיס של הרובוט שלך).
• קח מנסח שבור והסר ממנו את 4 מוטות הפלדה.. (מוטות אלו ישמשו כדרך למחוון שלך).
• על שני חתיכות מלבניות של אקריליק (בכל גודל) מקבעים שני מוטות מקבילים זה לזה ויוצרים שני זוגות מכלול זה.
• לאחר מכן, להכנת מחוון, ערמו שתי חתיכות אקריליות קטנות אחת על גבי השנייה עם מרווחים ביניהן בארבע הפינות והדקו אותן בעזרת ברגים ברווחים. תצטרך 4 מחוונים כאלה.
• לפני חיבור שני החלקים של המחוון, העבירו ביניהם את המוטות המקבילים שנדבקו בעבר כך שהמרווחים פשוט נוגעים במשטח החיצוני של המוטות.
• עבור כל זוג מוטות מקבילים עוברים עליהם שני מחוונים.
• ברגע שזה מוכן, מסדרים את זוג המוטות בצורה של צלב של 90 מעלות. ודא שיש מחוון אחד בכל קצה הצלב.

• עכשיו כל שעליך לעשות הוא לצרף את הנתיב החוצה הזה לבסיס הרובוט שלך, בגובה כלשהו מהבסיס (ודא שהגובה גדול יותר מגובה מנוע סרוו)

  לשם כך, אתה יכול להשתמש בחיבורי אקריליק עם מלחציים כמו שעשינו או שכל שיטה אחרת תספיק

אחרי זה המבנה שלך צריך להיראות בערך כמו התמונה.

חיבור סרוו הבסיס

• יש לחבר את שני סרוו הבסיס כך שהשרוו נמצא מתחת לזרוע הצלב ותורכב מהמרכז.
• הסרוו מחוברים במצב אופקי לפרוסות סיליקון מחוררות באמצעות ברגים ארוכים, אשר בתורם מחוברים לבסיס בעזרת מהדק L וסרט דו-כיווני.

הכנת מוטות הדחיפה-משיכה

• הגדר את זווית הסרוו לאפס והצמד את ציר הזרוע המתנדנד של סרוו במיקום מתאים.
• מקם את הקוביה במרכז הצלב כדי לקבל הערכה של מרחק המחוון במיקום הקרוב ביותר והנח את המחוונים במיקומים אלה.
• צרף רצועות אלומיניום בצורת L בתחתית כל מחוון באמצעות סרט כפול.
• עכשיו כדי למדוד את המרחק של כל רצועת אלומיניום מהחלק העליון או התחתון של נדנדת הסרוו שנמצאת במישור שלה, זה יהיה אורך מוט הדחיפה שלך.
• לאחר קביעת אורכים ניתן לתקן את מוט הדחיפה על ידי קידוח רצועת האלומיניום או משהו כזה.

הרכבה של סרווס עליונים

• החליטו על הגובה שבו תיפתר הקוביה שלכם. ציר מנוע הסרוו צריך להיות בגובה זה.
• חבר את ארבעת מנועי הסרוו, כל אחד לפרוסות סיליקון מחוררות בעזרת ברגים במצב אנכי.
• הוופל מותקן כעת על פס אלומיניום בצורת L שבסיסו קבוע למחוון בגובה מתאים כך שציר סרוו יושב במרכז הקוביה.

ציפורני C

• הטפרים צריכים להיות כאלה שיתאימו בדיוק לדופן של הקוביה ואורכם של החלק העליון והתחתון לא יעלה על צד של קוביה.
• לשם כך קח רצועת אקריליק בעובי מספיק וחמם אותה. ברגע שהוא נמס מעוצב מחדש הוא יוצר מהדק בצורת C כך שהוא מלכוד בדיוק צד של הקוביה.
• סמן את מרכז ציפורן C ותקן את המהדק הזה לנענע הסרוו שבמרכזו.

בצע כמה התאמות קלות לפי הצורך, כך שכל מהדק יהיה באותו גובה.

זה משלים את המבנה המכני של הרובוט שלך, מאפשר לעבור לחיבורי המעגל ……..

שלב 3: חיבורי מעגלים

כדי לשלוט בבוט השתמשנו בארדואינו, ווסת מתח וסוללת 3 תאים (12V) LiPo.

מכיוון שמנועי הסרוו שואבים הרבה כוח, השתמשנו בווסת מתח 6, אחד לכל מנוע.

כניסות האות של המנועים (חוט הצבע הבהיר מבין השלושה) חוברו לסיכות PWM דיגיטליות 3, 5, 6, 9, 10, 11 של הארדואינו.

ווסת המתח היה מחובר על לוח הלוח ומופעל על ידי סוללת 12 וולט. אספקת הפלט (5V) הוזנה ישירות במנועים. קרקע מנועים חוברה גם ללוח הלחם. הקרקע המשותפת הוצמדה גם לארדואינו.

שלב 4:

שלב 5: קוד:

שני הקבצים שניתנו מציגים את הקוד שנכתב כדי לתת פקודה למנועים בשלבים מסוימים באמצעות Arduino.

הקובץ הראשון מכיל את הפונקציה הראשית והגדרות משתנות אחרות. הקובץ השני מכיל פונקציות לכל מהלך המשמש לפתרון קובייה (למשל U עבור 'סיבוב פנים כלפי מעלה עם כיוון השעון'; R1 עבור 'תנועה פנים ימין נגד כיוון השעון' וכו ')

לצורך קבלת האלגוריתם של פתרון הקוביה השתמשנו בספריית cubejs מ- github.

האלגוריתם נותן פלט ישירות ב'מהלכי פנים 'המושלמות על ידי קוד הארדואינו.