Rubikas kuba risinātāja robots: 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Veidojot autonomu robotu, kas atrisina fizisku Rubika kubu. Šis ir Robotikas kluba IIT Guwahati projekts.

Tas ir izgatavots, izmantojot vienkāršu materiālu, kuru var viegli atrast. Galvenokārt mēs izmantojām Servo motorus un Arduino, lai tos kontrolētu, akrila loksnes, salauztu mini griezēju, L skavas un dubultās lentes!

Lai iegūtu kuba atrisināšanas algoritmu, mēs izmantojām cubejs bibliotēku no github.

1. darbība. Izmantotie materiāli

1. 6 Servo motori
2. Arduino Uno
3. 3 šūnu LiPo akumulators
4. Akrila loksne (biezums 8 mm un 5 mm)
5. Siltuma lielgabals (
6. Urbjmašīna
7. Zāģis
8. L skavas
9. Alumīnija sloksnes
10. Mini stieņi/ metāla stieņi
11. Dubultā lente
12. Fevi Quick
13. Uzgriežņu skrūves
14. Jumper vadi

2. darbība: mehāniskās struktūras sagatavošana

Pamata rāmis

• Paņemiet 8 mm biezu akrila loksni, kas ir aptuveni 50 cm * 50 cm, un atzīmējiet visu malu centru (tā būs jūsu robota pamatne).
• Paņemiet salauztu uzgriezni un noņemiet no tā 4 tērauda stieņus.. (šie stieņi kalpos kā slīdņa ceļš).
• Uz diviem taisnstūrveida akrila gabaliem (jebkura izmēra) piestipriniet divus stieņus paralēli viens otram un izveidojiet divus šī komplekta pārus.
• Tālāk, lai izveidotu slīdni, sakraujiet divus mazus akrila gabalus vienu virs otra ar starplikām četros stūros un nostipriniet ar skrūvēm starplikās. Jums būs nepieciešami 4 šādi slīdņi.
• Pirms divu slīdņa gabalu nostiprināšanas palaidiet starp tām iepriekš piestiprinātos paralēlos stieņus tā, lai starplikas vienkārši pieskartos stieņu ārējai virsmai.
• Katram paralēlo stieņu pārim uz tiem jāiziet divi slīdņi.
• Kad tas ir gatavs, sakārtojiet stieņu pāri 90 grādu krusta formā. Pārliecinieties, vai katrā krusta galā ir viens slīdnis.

• Tagad viss, kas jums jādara, jāpiestiprina šis šķērsotais ceļš pie jūsu robota pamatnes, kaut kādā augstumā no pamatnes. (Pārliecinieties, vai pacēlums ir lielāks par servomotora augstumu)

  Šim nolūkam jūs varat izmantot akrila stiprinājumus ar L skavām, kā mēs to darījām, vai pietiks ar jebkuru citu metodi

Pēc tam jūsu struktūrai vajadzētu izskatīties līdzīgi attēlam.

Bāzes servo piestiprināšana

• Divi pamata servo jāpiestiprina tā, lai servo būtu zem krusta rokas un novietots no centra.
• Servo stiprinājumi horizontālā stāvoklī ir piestiprināti pie perforēta silīcija vafeles, izmantojot garas skrūves, kas savukārt ir piestiprinātas pie pamatnes ar L veida skavu un divvirzienu lenti.

Stumšanas stieņu izgatavošana

• Iestatiet servo leņķi uz nulli un piestipriniet servo sviras sviru kādā piemērotā stāvoklī.
• Novietojiet kubu krusta centrā, lai aprēķinātu slīdņa attālumu tuvākajā pozīcijā, un novietojiet slīdņus šajās pozīcijās.
• Piestipriniet L formas alumīnija sloksnes katra slīdņa apakšā, izmantojot dubultu lenti.
• Tagad, lai izmērītu katras alumīnija sloksnes attālumu no servo sviras augšdaļas vai apakšas, kas atrodas tās plaknē, tas būs jūsu stumšanas stieņa garums.
• Kad garumi ir noteikti, stūmējstieni var nofiksēt, urbjot alumīnija sloksni vai ko tamlīdzīgu.

Augšējo servo montāža

• Izlemiet, kādā augstumā jūsu kubs tiks atrisināts. Servomotora asij jābūt šajā augstumā.
• Pievienojiet četrus servodzinējus, katrs ar perforētu silīcija plāksni, izmantojot skrūves vertikālā stāvoklī.
• Vafele tagad ir uzstādīta uz L formas alumīnija sloksnes, kuras pamatne ir piestiprināta pie slīdņa atbilstošā augstumā tā, lai servo ass atrastos kuba centrā.

C-spīles

• Spīlēm jābūt tādām, lai tās precīzi atbilstu kuba malai, un augšējās un apakšējās daļas garums nedrīkst pārsniegt kuba malu.
• Lai to izdarītu, paņemiet pietiekami biezu akrila sloksni un sasildiet. Tiklīdz tas izkausē, tas veido C formas skavu tā, lai tas precīzi iesprūst kuba pusi.
• Atzīmējiet C-naga centru un piestipriniet šo skavu pie servo sviras tās centrā.

Ja nepieciešams, veiciet nelielas korekcijas, lai katra skava būtu vienādā augstumā.

Tas pabeidz jūsu robota mehānisko struktūru, ļauj pāriet uz ķēdes savienojumiem ……..

3. darbība: ķēdes savienojumi

Lai kontrolētu Bot, mēs izmantojām Arduino, sprieguma regulatoru un 3 šūnu (12 V) LiPo akumulatoru.

Tā kā servomotori patērē daudz enerģijas, mēs izmantojām 6 sprieguma regulatorus, vienu katram motoram.

Motoru signāla ieejas (vieglākais krāsu vads no trim) tika pievienotas Arduino digitālajām PWM tapām 3, 5, 6, 9, 10, 11.

Sprieguma regulators tika pievienots uz maizes dēļa un tika darbināts ar 12 voltu akumulatoru. Izejas (5V) barošana tika ievadīta tieši motoros. Motoru zeme tika pievienota arī maizes dēlim. Kopīgais pamats tika pievienots arī Arduino.

4. solis:

5. darbība: kods:

Divi norādītie faili parāda kodu, kas rakstīts, lai dotu komandu motoriem noteiktām darbībām, izmantojot Arduino.

Pirmajā failā ir galvenā funkcija un citas mainīgo definīcijas. Otrajā failā ir funkcijas katrai kustībai, ko izmanto, lai atrisinātu kubu (piem., U-“rotācija uz augšu pulksteņrādītāja virzienā”; R1-“kustība pa labi pretēji pulksteņrādītāja virzienam” utt.)

Lai iegūtu kuba risināšanas algoritmu, mēs izmantojām cubejs bibliotēku no github.

Algoritms tieši sniedz rezultātu “sejas kustībās”, ko papildina Arduino kods.