G20 Nastrato in alluminio: 12 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Siamo G20, un team composto da matricole dell'Università del Michigan-Shanghai Jiao Tong University Joint Institute (Figure 1 e 3). Il nostro obiettivo è creare un robot in grado di trasportare palline sul campo di battaglia nel gioco "Naval Battle". L'UM-SJTU Joint Institute (JI) è stato istituito congiuntamente dalla Shanghai Jiao Tong University e dall'Università del Michigan nel 2006 (Figura 2). Si trova a Shanghai, in Cina. L'obiettivo di questa partnership è costruire un istituto di insegnamento e ricerca di livello mondiale in Cina per coltivare leader innovativi con visioni globali.

Passaggio 1: dettagli sulla competizione

La nostra macchina spazzatrice è progettata per un corso unico chiamato VG100 offerto nell'istituto congiunto. Questo corso ha lo scopo di insegnarci a scoprire i problemi e risolverli da soli come ingegneri. Ogni gruppo è composto da cinque membri. Ci viene richiesto di acquistare componenti e realizzare un'auto entro cinque settimane. Il nostro giorno di gioco è nella sesta settimana. Il nostro obiettivo è vincere la partita.

Alcune regole di base della corsa sono elencate come segue:

①Il campo di gioco è diviso in due parti e la dimensione di ciascuna parte è 150 cm × 100 cm. C'è una tavola di 7 cm nel mezzo e uno spazio di 5 cm tra il terreno e la tavola.

②Ci sono otto palline piccole e quattro palline grandi su entrambi i lati. Le palline sono le stesse usate per il ping pong; le palline grandi sono palline di legno, il cui diametro è di 7 cm.

③Per vincere la partita, una squadra dovrebbe lanciare o spingere tutte le palle dall'altra parte del terreno. Una squadra può anche lanciare o spingere le palle del lato opposto dalla propria parte.

④L'auto non deve essere più grande di 35 cm * 35 cm * 20 cm.

Passaggio 2: elenco dei materiali

Passaggio 3: concetto generale

Il nostro concetto generale del design è quello di spremere grandi palle sul muro usando la tavola di alluminio curva. L'auto è controllata da Arduino Uno e alimentata dalla batteria del modello di nave. Per guidare l'auto viene utilizzata una combinazione di motoriduttore e scheda driver L298N. Controlliamo l'auto da Sony PS2. Questo concetto è relativamente facile per le mani verdi, in quanto non ha bracci meccanici o qualcosa di complesso.

La base dell'auto è appositamente progettata in modo che sia più bassa nella parte anteriore, il che rende più conveniente per noi fissare il pannello di alluminio. Inoltre, abbiamo provato molte volte a trovare un camber adatto per la tavola in alluminio: è come un quadrante, ma un po' più lungo nella parte superiore. Altrimenti, le palline di legno rimarrebbero facilmente incastrate tra il muro e il pannello di alluminio. Abbiamo fissato dei ferri angolari sulla tavola di alluminio per prendere le palle che si trovano all'angolo del campo.

Il principio di funzionamento dell'auto decide che deve avere abbastanza slancio quando si spingono le palle. Per questo motivo， il nostro programmatore consente ai motori di funzionare alla massima velocità; inoltre, abbiamo acquistato un sottile pannello in acrilico e un pannello in alluminio per rendere l'auto più leggera. Tutto questo garantito, l'auto, nastrata in alluminio, è di elevata flessibilità durante lo spostamento.

Vedere la Figura 6, 7 e 8 per riferimento.

Passaggio 4: progettazione di circuiti e programmazione

Lo schema circuitale sopra mostra come la PS2 è collegata ad Arduino (Figura 9-10).

La programmazione è anche mostrata sopra. (Figura 11-vedi l'immagine originale per il codice ad alta definizione)

Passaggio 5: costruzione della base

Abbiamo utilizzato AutoCAD per disegnare lo schizzo della base (Figura 12). La dimensione approssimativa è 25 cm * 20 cm e i dettagli sono contrassegnati nell'immagine sopra. Successivamente, lo ritagliamo con la macchina da taglio laser.

La curva nella parte anteriore è progettata per adattarsi meglio alla tavola in alluminio. I fori sul retro sono per le viti; i piccoli fori nell'angolo anteriore servono per piccole regolazioni durante il fissaggio della scheda in alluminio, il che significa che non verranno utilizzati tutti. In genere, le fascette in nylon sono molto utili e resistenti come le viti.

Passaggio 6: collegamento dei componenti

collegare la scheda driver alla scheda Arduino (Figura 13)

collegare la scheda Arduino al proiettore di segnale (Figura 14)

collegare il motoriduttore all'OutputA della scheda Arduino (Figura 15)

collegare la scheda del driver alla batteria del modello di nave (Figura 16)

Passaggio 7: assemblaggio

Grazie al nostro design semplice, l'alluminio nastrato è abbastanza facile da montare!

1. Fissare i ferri angolari per motori sul battiscopa con fascette in nylon su ciascun lato. Collegare i motori agli angolari con le viti.

2. Collegare i motori con il giunto e le ruote e fissarli con le viti. Fissare le ruote omnidirezionali sull'angolo anteriore. (Figura 17)

3. Fissare la piastra in alluminio e il supporto in metallo allo zoccolo con fascette e viti in nylon. (Figura 18 e 19)

4. Fissare quattro viti su ciascun lato della piastra di alluminio. (Figura 20)

5. Fissare la scheda driver, la scheda Arduino, la batteria della nave modello, l'accettatore sul battiscopa con dei nastri. (Figura 21)

Passaggio 8: debug

Nel primo progetto, quando le palle sono nell'angolo del campo di battaglia, la nostra macchina non riesce a farle entrare. Quindi abbiamo allargato la piastra di alluminio e risolto il problema.

Passaggio 9: visualizzazione finale del sistema

Passaggio 10: Giornata di gioco

Passaggio 11: conclusione

Il robot, con nastro adesivo in alluminio, è riuscito a spingere metà delle palline oltre il muro e si è classificato decimo il giorno della partita. All'inizio, un cavo è caduto accidentalmente e ci ha fatto perdere parte del tempo di gioco, il che è abbastanza inaspettato, e non siamo riusciti a trovare la causa di questo incidente in tre minuti. Anche così, il robot ha comunque mostrato le sue grandi prestazioni a motore spento.

Il problema principale, lo scarso contatto, è stato causato dalla nostra negligenza. Avvolgere semplicemente il terminale del filo nel nastro risolverebbe il problema, ma abbiamo trascurato questi dettagli. Inoltre, i cavi erano in disordine, il che ha in parte portato alla nostra inefficienza mentre cercavamo la radice del problema durante il tempo di gioco.

Tuttavia, indipendentemente da questi problemi, altri gruppi hanno parlato molto del nostro robot. Il principio di funzionamento è semplice, il costo è estremamente basso e il robot è in grado di gestire perfettamente le palle all'angolo. Siamo ancora orgogliosi del nostro design e abbiamo imparato molto dall'eccitante gioco.

Passaggio 12: Appendice

Collegamenti video a ogni round del giorno della partita

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