Battaglia Navale-La Perla Nera: 8 Passi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

【Introduzione】

Siamo il gruppo 3, JI-artisan (logo:Fig.3), dello Shanghai Jiao Tong University Joint Institute (Fig.1). Il nostro campus si trova nel distretto di Minhang a Shanghai. La Figura.2 è un'immagine dell'edificio JI che abbiamo visto sul microblog di JI, che è la nostra immagine originale preferita del campus. JI mira a coltivare ingegneri con leadership e fornisce agli studenti una solida ed eccellente base di competenze sia tecnologiche che di comunicazione.

Membri del gruppo: Shi Li; Guan Kaiwen; Wang Tianyi; Liu Yongle; Ervin Tjitra (fig.4)

Istruttori:

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

Tel: +86-21-34206765-2201 E-mail: [email protected]

Professoressa Irene Wei, Ph. D.(TC)

Tel+86-21-3420-7936 E-mail: [email protected]

Assistente alla didattica:

Li Jiaqi (tecnico) Zhou Xiaochen (tecnico)

Liu Xinyi (TC) Ma Zhixian (TC)

【Informazioni sul corso e sul progetto】

Nel corso VG100, Introduzione all'ingegneria (autunno 2017), istruito dal Dr. Shane Johnson e dalla Dr. Irene Wei, dobbiamo partecipare a un gioco chiamato Naval Battle.

Durante il gioco, quando il nostro robot ha tentato di sollevare una grande palla, uno dei nastri che usavamo per attaccare il servomotore al corpo del robot si è staccato, causando la caduta della catena e abbiamo impiegato un po' di tempo per ripararlo. Ma alla fine abbiamo continuato il gioco con il tempo rimanente, e siamo riusciti a spostare 1 pallina grande e 4 palline piccole dall'altra parte.

Il nostro punteggio finale è 8 e ci classifichiamo 14 in tutti i 22 gruppi.

Il nostro video del gioco:

Obiettivi di progetto:

In questo progetto, l'obiettivo è progettare e costruire un robot per un gioco chiamato Naval Battle (regole dettagliate e regolamenti allegati di seguito). Il robot dovrebbe essere in grado di muovere palline grandi e palline poste dai TA davanti a un muro in 3 minuti dato il tempo.

Il nostro progetto:

Il nostro robot consiste principalmente di sistema di sollevamento e sistema di spostamento.

Nel sistema di sollevamento, utilizziamo dei servomotori per controllare due ruote dentate e ad ognuna di esse sono attaccate delle catene che tengono due forche. Tutti sono controllati tramite un telecomando PS2. Le palle grandi devono essere spostate usando le forche proprio come un carrello elevatore e due assi di legno fissate sui lati esterni delle forche hanno lo scopo di impedire che le forche si allontanino l'una dall'altra considerando il peso delle palle grandi in mezzo.

Nel sistema mobile, utilizziamo 2 motori per spostare il robot, una scheda Arduino e un controller PS2 per controllare la velocità e la direzione del robot.

【Regole di gioco e regolamenti di concorrenza】

Il robot ha una dimensione limite di 350 mm (lunghezza) * 350 mm (larghezza) * 200 mm (altezza) nella posizione di partenza della competizione.

Possono essere utilizzati solo i motori in dotazione e sono ammessi in aggiunta servomotori di qualsiasi tipo.

Il gioco ha un limite di 3 minuti e il punteggio finale viene calcolato in base alle posizioni finali delle palle.

Il campo (Fig.5 e 6) del gioco è di 2000 millimetri di lunghezza e 1500 millimetri di larghezza con muri di cinta a 70 millimetri. Al centro del campo, un muro (Fig.7) di 70 millimetri di altezza e 18 millimetri di larghezza è posto a 50 millimetri dal suolo che divide il campo in due lati.

Quattro palline di legno (diametro: 70 mm) vengono posizionate dai TA sul campo e spostarle dall'altra parte danno 4 punti. Anche posizionate dai TA ci sono 8 palline che danno 1 punto per spostarle dall'altra parte.

Verrà assegnata una penalità di 5 punti se una palla grande è uscita dal campo e una penalità di 2 punti per una palla piccola.

Passaggio 1: Schema del circuito

Passaggio 2: diagramma concettuale

Le Figure 1 e 2 sono il nostro diagramma concettuale. La figura 2 è una vista esplosiva.

Il nostro robot consiste principalmente di sistema di sollevamento e sistema di spostamento.

Nel sistema di sollevamento, utilizziamo dei servomotori per controllare due ruote dentate e ad ognuna di esse sono attaccate delle catene che tengono due forche. Tutti sono controllati tramite un telecomando PS2. Le palline grandi devono essere spostate usando le forche proprio come un carrello elevatore e due assi di legno fissate sui lati esterni delle forche hanno lo scopo di impedire che le forche si allontanino l'una dall'altra considerando il peso delle palline grandi in mezzo.

Nel sistema mobile, utilizziamo 2 motori per spostare il robot, una scheda Arduino e un controller PS2 per controllare la velocità e la direzione del robot.

Le figure 3 e 4 sono il nostro prototipo fabbricato.

Passaggio 3: preparare i materiali e gli strumenti

Utensili:

• Trapano
• Cacciavite
• Pistola saldante e saldatore elettrico
• Governate
• Matita
• 502 colla

La Figura 1-11 sono immagini dei nostri materiali e strumenti.

La Figura 12-15 sono prezzi, quantità e collegamenti TAOBAO per i nostri materiali.

Passaggio 4: configurazione del software

Usiamo Arduino per programmare in modo da controllare il motore e il servomotore.

Per acquistare una scheda Arduino e imparare a programmarla, visita il sito:

Passaggio 5: fabbricazione dei componenti

Le barre e le tavole di legno devono essere lavorate per il montaggio.

Il supporto dell'asse interno (Fig.1):

Prendi 4 centimetri di barra di legno e pratica due fori (Φ= 3 mm) alla posizione di 5 mm da entrambe le estremità. Quindi, praticare un foro poco profondo (Φ= 5 mm) a 2 centimetri da un'estremità in direzione verticale.

L'asse esterno e il supporto della tavola (Fig.2):

Prendi 8 centimetri di barra di legno e pratica due fori (Φ= 3 mm) nella posizione di 5 mm e 35 mm da un'estremità. Quindi praticare due fori (Φ= 3 mm) a 45 mm e 70 mm da quell'estremità e uno poco profondo a 20 mm da quell'estremità, ma in direzione verticale.

L'assicella (Fig.3):

Prendi due pezzi di legno di 5 cm * 17 cm, quindi taglia un piccolo rettangolo di 25 mm * 15 mm in un angolo di entrambi i pezzi.

Il battiscopa (Fig.4) e il tetto (Fig.5):

Prendi due pezzi di legno di 17 cm*20 cm, tagliali e fai dei fori (Φ= 3 mm) come si può vedere nelle Figure 4 e 5.

Il supporto dell'assicella superiore (Fig.6):

Prendere 5 centimetri di barra di legno e praticare un foro (Φ= 3 mm) alla posizione di 5 mm da un'estremità, quindi

un altro più grande (Φ= 4mm) a 5mm dall'altra estremità, ma in direzione verticale.

Il supporto delle ruote (Fig.7):

Prendi un pezzo di barra di legno di 1 cm*4 cm e infilaci la ruota al centro.

Passaggio 6: assemblaggio

1. Fissare i supporti dell'asse sullo zoccolo con le viti. Ricorda di mettere l'asse con il piccolo ingranaggio nei grandi fori poco profondi mentre lo fai. E incolla l'incantatore sul retro del tabellone. (Figura1→2)

2. Capovolgi la scheda e fissa due motori sulla piastra. Si noti che i fili sono già saldati su di essi per ulteriore comodità, ma il punto di saldatura può essere vulnerabile. (Figura 2→3→4)

3. Fissare i quattro pali di supporto ad ogni angolo del battiscopa. (Figura4→5)

4. Fissare la scheda arduino e il controller del motore sullo zoccolo, utilizzando colonne e viti in rame. E legare la batteria per i motori su uno dei poli nella parte posteriore. (Figura 5→6→7→8→9)

5. Fissare il tetto sui quattro pali di supporto.(Figura9→10)

6. Fissare le assi sul tetto con i supporti delle assi superiori. Incolla il ricevitore wireless PS2 sotto il tetto. (Figura 10→11)

7. Mettere i servomotori sui bordi anteriori del tetto, quindi appendere le catene. (Figura11→12→13)

8. Fissare con nastro adesivo la batteria e il modulo step-down per i servomotori e quindi collegarli. (Figura 13→14)

Passaggio 7: risoluzione dei problemi e pronto a urlare

Spero che tu possa trarre ispirazione dal nostro manuale. Se hai qualche domanda, puoi contattarci tramite e-mail: [email protected] o visitarci all'UMJI dell'Università JiaoTong di Shanghai (Minhang)

Possibile errore, avviso e soluzione

Rottura della catena: la nostra catena è composta da più unità identiche. Pertanto l'orientamento della loro parte di collegamento è molto importante. Se la tua catena si rompe durante il processo di salita, controlla che se la forza esercitata su di esse sia nella stessa direzione della rottura della loro connessione. In tal caso, gira la catena e rimontala. Inoltre, ricordati di controllare se la catena è troppo lenta, in tal caso, rimuovi alcune frazioni della catena.

Il buco poco profondo:

Quando si eseguono i fori poco profondi progettati per gli assi, di solito è difficile stimare la profondità di perforazione. Se i tuoi fori sono troppo profondi in modo che l'asse cada, invece di rifare questa parte, prova a infilare qualcosa di morbido nel foro per renderlo meno profondo.

Fissaggio delle parti in legno:

Di solito, le viti autofilettanti sono in grado di penetrare nella tavola di legno, se trovi questo difficile, prova a praticare piccoli fori nei punti corrispondenti per renderlo più facile.

Regolazione del potenziometro:

Se trovi che i tuoi servomotori ruotano automaticamente senza che tu dia ordini dopo il collegamento, scollega la fonte di alimentazione e regola i loro potenziometri con un cacciavite. Ricollegare, controllare e ripetere le procedure di cui sopra (se necessario) finché non smettono di muoversi senza controllo.

Basi piane per servomotori:

I piccoli pezzi di legno sotto i servomotori sono progettati per fornire loro basi piatte. Nota che i fori su questi pezzi dovrebbero essere abbastanza grandi per le parti superiori delle viti e corrispondere alle loro posizioni.

Fissaggio delle ruote: se le due ruote non sono sulla stessa linea, l'auto avrà difficoltà ad andare dritta e potrebbe inclinarsi su un lato. Assicurati di fissare le due ruote sulla stessa linea.

Attenzione:

1. Quando si utilizza il trapano elettrico, indossare occhiali di sicurezza e utilizzare morsetti adeguati. Attenzione alle lesioni meccaniche!

2. Interrompere l'alimentazione quando si collegano i cavi. Per quanto riguarda le linee elettriche, prestare particolare attenzione ai cortocircuiti.

Passaggio 8: visualizzazione finale del sistema

Figura 1 Vista frontale

Figura 2 Vista laterale

Figura 3 Vista verticale