Kasutaja tarvikud

Lehe tööriistad


projektid:voistlusrobotid:robotex:2007:enigma

Robotex 2007 võistkond "Enigma"

Lahenduse kirjeldus

Üldist

Roboti ehitamisel oli kolm suuremat etappi. Iga etapiga muutus ka kerekuju päris palju. Esimese etapina sai ehitatud ronimismehhanism koos lihtsa raamiga, kus teibiga seisis elektroonika kinni. See raam oli ka tugevalt pikliku kujuga ja sõitmise kohapealt halva tasakaaluga. Esiosal pidi tugi all olema, mis omakorda muutis roboti liikumissuunda. Teine etapp oli esimese edasiarendus. Kere oli kuubikukujuliseks tehtud. Elektroonikat ja ronimismehhanismi oli täiustatud. Selle etappiga selgus lõplikult sõitmisstepperite nõrkus. Viimane etapp oli juba see mis läks võistlusele. Alustada sai uuesti peagu nullist. Uute veomootorite paigaldamisega läks ka kere täielikult ümberehitamisele. Ka elektroonikaosa sai uus teha.

Ronimine

Roboti ehitamine algas ronimismehhanismist, kui kõige tähtsamast süsteemist. Tellida sai suure ülekandesuhtega reduktorid koos kiirete DC mootoritega. Sellisel konfiguratsioonil oli jõudu väga palju kuid ronimisrataste pöörlrmiskiirus suhteliselt väike. Hiljem oli see kasuks sest robot tuli ikka tõeliselt raske. Reduktorid sai ronimismehhanismiks liita kolmnurkse detaili abil. Üks reduktor oli kinni ja teine liikus ümber telje. Nii tekkis mehhanism mis oli võimeline köit haarama. Reduktoreid hoidsid koos vedrud. Nende arv muidugi roboti kaalu kasvamisega järjest suurenes.

Pikem arutelu toimus ka ronimisrataste valimisel. Sai ka mitmes poes käidud midagi saamata. Rattad pidid ju pehme pinnakihiga ja õige suurusega olema. Lahenduseks olid vana puldiga auto tagarattad. Need olid ideaalse nagalise pinnaga ja lisaks seest õhuosaga. Nöörist hoidis robot nendega kinni päris kõvasti. Rattad sai reduktori võllidele tihvtidega kinnitatud (Võllist ja ratta keskosast sai auk läbi puuritud ja traat sisse pandud). See oli ka selle ronimismehhanismi üks nõrk koht. Hiljem roboti kaalu kasvades tihvt lihtsalt purunes.

Ronimissüsteem sai varustatud päästikmehhanismiga, mis ronimisrataste pöörlema hakates vabastaks süsteemi. Lahendatud oli see jalgratta kettiratta ja ühe hoova abil mis läks kahe hamba vahelisse osasse. Kui ketiratas hakkab koos ronimisrattaga pöörlema siis mingi aja pärast toimub hoova vabastamine ja köiest haaramine. Vinnastamisel liigub hoob jälle kettirattale õigesse kohta ja toimub ka vedrude pingutamine. Sellises süsteem tagas selle et vinnastamine ei sõltuks ronimisrataste asendist. Siin hoovas peitus ka teine nõrk koht. Hoob oli tehtud plastmassist ja vastu metallist ketiratast kippus veidike kuluma.

Antud kujul ronimismehhanism oleks olnud hea veidike kergema roboti jaoks. Kuna robot tuli algul planeeritust tunduvalt raskem, siis vedrude lisamisel ja roboti enda kaalu tõustes muutusid jõud ronimismehhanismis natuke liiga suureks.

Sõitmine

Robot sõitis kahe steppermootori abil. Ühe mootori kiirust muutes oli nii võimalik roboti suunda muuta. Lisaks oli roboti tagaossa pandud üks servo koos tugirattaga, mis pidi roboti liikumisomadusi veelgi parandama.

Roboti veomootoriteks valisime stepperid. Selle lahenduse peamine pluss oli roboti juhtimise täpsus. Ette sai anda mitu sammu mootor peab tegema. Ei olnud vaja rataste pööretelugejaid ja muid asukohaandureid. Samas sellel lahendusel oli ka palju miinuseid. Stepperid on oma kaalu kohta suhteliselt nõrgad. Siin on üks põhjus, miks see robot nii raske tuli. Esimestel roboti versioonidel ei jõudnud vanadest floppiseadmetest pärit stepperid eriti robotit liigutadagi. Lisaks nõuavad stepperid töötamiseks küllaltki keerulist elektroonikat, mille jahutamiseks sobis ideaalselt arvuti videokaardi radikas.

Ratasteks kasutasime teise võistkonna ronimisrattad. Neile oli peale tõmmatud legokomplektist pärit rattakumm, mis tagas hea nakke põrandaga ja ratta sobiva suuruse.

Kere

Viimasel versioonil oli kere tehtud peamiselt alumiiniumprofiilidest, mille peale oli kinnitatud plastikust plaadid sisu varjamiseks. Roboti kuubikujuline korpus oli pealt vaadates u-kujuline. U-harudesse sai kaalujaotuse parandamiseks akud pandud. Veomootorid paiknevad roboti keskjoonel või isegi natuke eespool. Ronimissüsteem asub keskel. Roboti tagaossa sai elektroonika paigaldatud. Sellele oli kere iseärasuste tõttu natuke raske juurde pääseda. Nagu tänapäeval kombeks ehitasime viimasel õhtul robotile ka põhjavalgustuse, mis nägi pimedas lahe välja (sinised LED-id).

Köie leidmine

Robot on tehtud etteprogrammeeritavana. Orjenteerumisandureid ei olnud. Robot sõitis mööda programmeeritavat trajektoori niikaua kuni köis puudutas lülitit. Peale lülitust toimus kõiest haaramine ja ronimine mingi kindel arv kettiratta hambaid. Kui sobiv koht käes siis robot jälgis taas ketiratast. Hamba tuvastamisel liikus robot nõksu võrra ülespoole. Kui alla vajuma uuesti hakkas siis jälle nõks ülesse. Nii seisis robot päris hästi köiel paigal.

Robot leidis köie küllaltki hästi. Ainuke probleem oli vajadus asetada robot hästi täpselt võistlusplatsile. Selleks sai isegi laserit kasutada. Vähimagi vääratuse korral sõidaks robot lihtsalt köiest mööda. Nii juhtus ükskord ka võistluse ajal. See on selles etteprogrammeerimises halb.

Võistlus

Viimasel õhtul enne võistlust purunes üks ronimisratta tift. Siis saigi peagu kelle kuueni seda parandatud ja muid väiksemaid parandustöid teha. Hommikul enne võistlust tegime veel pisemaid täiustusi ja muutsime võistlusprogrammi. Ka ronimismehhanismi plastikust nukk tegi natuke muret (Selle metallkate tuli ära). Muidu robot oli selleks ajaks igati võistlusvalmis.

Võistlusel läks esimene start roboti halva paigutuse pärast nihu. Robot põrutas kaarega köiest mööda vastu äärt. Teine start õnnestus igati. Robot veeres köieni haaras sellest kinni ja ronis üles. Isegi peatus ettenähtud kohas.

Tehnilised parameetrid

Mõõdud 400x250x370 mm
Kaal ~5000 g
Sõidu kiirus ~14 s
Ronimise kiirus ~16 s
Ülesande täitmise aeg ~30 s

Elektriskeemid

Ronimismootorite draiveri plaat

Põhimõtteskeem Komponentide skeem Alumise poole montaažiskeem Ülemise poole montaažiskeem

Samm-mootorite draiveri plaat

Põhimõtteskeem Komponentide skeem Montaažiskeem

Uus mootorite draiveri plaat

Põhimõtteskeem Komponentide skeem Alumise poole montaažiskeem Ülemise poole montaažiskeem

Komponendid

Komponent Kogus Hind Summa
Lõppvariandis kasutatud
Kondensaator 1000uF*25V 4 16,10 64,40
Kondensaator 10000uF*25V 1 32,20 32,20
Stepperi kontroller L297 2 161,00 322,00
L298N Draiver 2 153,00 306,00
Pinge regulaator UA7805 5V 1A 1 6,50 6,50
Stepper mootor NEMA23 500MNM12V 2 1173,75 2347,50
Pinniriba 2,54*36 1 28,15 28,15
Pinniriba 2,54*2*36 1 108,75 108,75
Pesa 7,62 20pin 3 3,40 10,20
Pesa 7,62 24pin 2 11,00 22,00
Pesa 7,62 16pin 3 8,45 25,35
Draiver ULN2003AN 1 13,55 13,55
Patarei hoidja 4*AA HOIDJA 4 10,15 40,60
Patarei hoidja 2*AA HOIDJA 2 5,95 11,90
LED5 SININE 6 24,60 147,60
LED5 ROHELINE 1 35,60 35,60
Ronimismootor mootor 12V 2 897,15 897,15
Reduktor 2 609,40 609,40
Pul. auto ratas 2 omast käest
Sõiduratas 2 olemas
Arv. video radikas 1 omast käest
Ketiratas 1 omast käest
Atmeli punane plaat 1 800,00 800,00
Al. profiil 1,5m olemas
Plastikplaat 0,8m² olemas
Servo 1 olemas
Tagaratas 1 olemas
Kokku: 6535,30
Vahepealsed- ja varuvariandid
Samm-mootor 2 omast käest
Kokku: 0

Failid

Viited

Fotod

Tegijad

projektid/voistlusrobotid/robotex/2007/enigma.txt · Viimati muutnud: 2017/11/01 16:37 persoon liisu.miller