KF Robot Arm
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introduction
itérations
Il a été déterminé que la tâche pourrait être complété de manière plus efficace en utilisant une méthode de contrôleur différent. Un esclave / maître du système a remplacé le joystick système contrôlé. Une petite réplique (ou le maître) du bras de robot a été créé et manoeuvré pour commander le robot plus grande. Le robot est l'esclave et reproduit les mouvements du maître. Le nouveau système de commande requis un fil pour connecter le maître et l'esclave. Pour cette tâche, le maître / esclave fonctionne mieux que le système de contrôleur PS2 Manette de jeu et a été en mesure d'obtenir un score plus élevé.
système commandé par joystick
Construction
La construction du joystick système contrôlé était sans fil et entièrement contenu sur une base en bois dans le carré Bras du concours étage. Le bras a un servo qui peut tourner de 180 degrés, le HS 485 HB Servo, au-dessus de la base en bois. Une enveloppe métallique maintenant le HS 805 BB servo (servo connu sous le nom d'épaule) qui contrôle le mouvement vers le haut et vers le bas du bras entier était au-dessus de l'asservissement de la base rotative. Le servo de base est reliée à une tige agissant en aluminium de 20,6 cm comme un « bras » du robot. A la fin du robot était un « servo du coude, » HS 755 HB Servo. Une tige de 30,6 cm a été fixée à l'asservissement de coude qui tenait la pince à l'extrémité du bras. Tous les servos ont été câblés au micro-contrôleur SSC-32.
Pièce détachée occasion
Le bras utilisé 4 servos. Tous les servos ont été fabriqués par Servo City. L'extension du bras a été faite de pièces achetées de Lynx Motion. Toutes les autres parties, comme les fils et la base en bois, étaient génériques et disponibles dans un magasin local de matériel. Sélection de partie a été guidée par la stratégie nécessaire pour gagner des points lors de la compétition. Dans le cas où deux ou plusieurs équipes ont gagné le même nombre de points, les bris d'égalité seront utilisés pour déterminer le gagnant. Le premier tie-break pour la compétition était plus faible nombre de servo-moteurs. Moins servos a obtenu un score plus élevé, mais fait le robot moins manoeuvrable. Des essais ont été réalisés comparant la maniabilité de 6, 5 et 4 servos. Le robot avec 5 à 6 servos était très précis et avait une plus grande liberté de mouvement, mais ce ne fut pas une utilisation efficace des servos. Un ou deux servos étaient rarement utilisés. Les robots ont également été testés avec 3 servos. Ils étaient trop imprécises et ne pouvaient pas atteindre le même score que les robots avec quatre servos. Il est apparu qu'un robot avec 4 servos pourrait obtenir un score élevé sans sacrifier la précision.
microcontrôleur
Le contrôleur d'origine était sans fil et le récepteur est branché au micro-contrôleur Bot Board II. Le Bot Board II a reçu l'entrée du contrôleur, et contenait le code sur le joint de base Atom Pro. Le Conseil Bot II a été câblé au SSC-32, qui contrôlait directement les servos. Les deux sources d'alimentation ont également été connectés au SSC-32.
Stratégie d'exploitation
Le plan le plus susceptible de gagner le plus grand nombre de points a été d'abord placer les objets de valeur de point le plus haut dans les buts. Par conséquent, le bras serait d'abord placer les batteries dans chaque boîte de but avant de placer les autres objets dans les zones de but. Ensuite, un crayon, un clou, et la batterie seraient placés dans la boîte de Bonus. Si le temps est resté, les éléments qui devaient être placés dans les zones de but respectifs seraient tentées. En raison de la nature des servos, qui ne pouvait tourner à 180 degrés, des objets sur les extrémités lointaines étaient plus difficiles à atteindre, et ont été tentées seulement après que les objets dans le centre (plus proche de la zone du Nord) ont été déplacées.
Résultats et problèmes
De nombreux problèmes sont survenus avec le système contrôlé joystick. Le bâton a rendu difficile joie: pour contrôler le bras et il a fallu trop de temps pour ramasser chaque élément. Les éléments ont été facilement éliminé de la zone de compétition. En outre, le bras manquait la gamme complète de mouvement nécessaire pour ramasser les morceaux qui étaient à l'extrême gauche ou à droite.
Maître / esclave système
Les modifications apportées au corps du robot
Tous les servos de robot et les servos de commande ont une plage de 180 degrés. Cette gamme limitée a causé un problème pour le servo de base, parce que les objets de la concurrence sont disposés sur 270 degrés. Par conséquent, certains objets étaient hors de portée du bras. Pour résoudre le problème, la base a été modifiée par un dispositif paresseux Susan placé sous le servo de base. Lorsque le bras doit passer son degré actuel de liberté, l'opérateur peut faire pivoter le robot. Le bras de robot doit être enfoncé dans le sol pour créer un point de pivotement. Puis, tandis que le servo de base tourne, le paresseux Susan se déplace avec elle, en laissant le degré d'orientation du changement de rotation pour pouvoir couvrir une région différente du conseil d'administration. Les modifications de la base lui a permis de tourner à 360 degrés.
Contrôle maître / esclave
L'un des plus gros problèmes avec le robot d'origine était son incapacité à exécuter des mouvements fins et lisses. Pour recréer les mouvements fluides d'un bras humain, le système joystick a été remplacé par un système maître / esclave. Dans un système maître / esclave, une seconde version du robot (considéré comme le mas- ter), représenté sur la Figure 5 est utilisée pour commander le robot esclave. Les copies de robot esclave les mouvements exacts du maître. Le robot est contrôlé avec une réplique inférieure du bras. Comme le montre la figure 4, l'opérateur humain se déplace le contrôleur maître sur la base des mouvements précédents de l'unité de commande esclave. Le contrôleur contient tous les mêmes servos avec des modifications. Tous les servos ont été transformés en potentiomètres, une résistance variable qui envoie des informations sur la position du servo à la carte mère. Comme on tourne le servo sur le contrôleur, le servo d'armes se tourne vers la même position. La carte mère transmet ensuite les informations au bras de robot réel. Étant donné que chaque servo sur le bras correspond toujours à l'emplacement des servos modifiés sur le contrôleur, le bras d'ensemble imite le mouvement du contrôleur lorsqu'un opérateur déplace le contrôleur. Outre les servomoteurs et les porteurs d'asservissement, le dispositif de commande utilise des pièces similaires, mais proportionnellement plus courts du bras réel pour le corps. Cela donne au contrôleur la même apparence et la maniabilité du bras réel, mais est plus petit.
Micro-contrôleur et code Améliorations
Le système embarqué comporte un micro-contrôleur sur une carte de Bot II support de micro-contrôleur. Un BASIC Atom Pro a été le micro-contrôleur utilisé pour contrôler le Bot Board II en utilisant le BASIC Stamp langage. Les quatre servos du robot ont été câblés à broches E / S 1 à 4. Les servos modifiés qui contrôlent le bras. ont été câblé à broches E / S 10 à 14. Le code de l'Atom Pro utilisé pour transférer l'entrée des servomoteurs de commande à la sortie du servos de robot est affichée sur le côté gauche.
Le code (représenté sur la figure 7) permet à l'Atom Pro afin de déterminer la position du servo-commande (via impulsions étant entré à l'Office Bot). L'atome Pro transmet alors ces signaux aux servos de robot très rapidement de sorte que le servo correspond à son robot servo contrôleur correspondant.
Le maître / esclave système utilise deux sources d'énergie, un pouvoir servos du robot tandis que les autres pouvoirs que le Conseil II Bot et Atom Pro. Les servomoteurs de robot sont alimentés par un bloc de batteries de 6V (cinq cellules Sub-C avec une capacité totale de 2800 mAh). La carte mère est alimenté par une batterie de 9V générique.
Stratégie révisée
Le montant maximal de points qui pourraient être gagnais 94. Il a été déterminé que le meilleur ordre et la méthode pour gagner des points était de viser les éléments de valeur du point le plus neuf, mais aussi réduire l'excès de mouvement. Cela a permis que s'il y avait une erreur, comme les articles assommés du plancher de la concurrence, il y aurait encore plus d'articles du même type pour essayer à nouveau. La stratégie a permis également la tâche à accomplir dans le délai imparti en déplaçant efficacement. Au début de la compétition, la base de robots directement pointé au nord. Tout d'abord, un crayon, un clou et un tuyau en PVC ont été placés dans la boîte de bonus en utilisant les morceaux les plus proches de la boîte de Bonus tout en gardant la base encore. Ensuite, l'une des piles a été placé dans chacune des trois zones de but tout en gardant la base encore. La batterie a été placée quelque part dans la zone nord de gagner un seul point, mais le seul point disponible pour elle de gagner. Avec la base pointant toujours au nord, les quatre clous restants ont été placés dans l'objectif du Nord. Le bras de robot pivote alors sa base pour faire face à l'est assez loin qu'il pouvait atteindre l'ensemble des tuyaux en PVC. Les tuyaux en PVC restants ont été tous placés dans l'objectif est de gagner un maximum de points. Enfin, la base du robot pivote de 180 degrés pour faire face et accéder à tous les crayons. Les crayons restants ont tous été placés dans l'objectif de l'Ouest. Cela a valu un score parfait et atteint une efficacité maximale. La tâche a été achevée dans les trois minutes. Les versions précédentes du robot qui n'a pas eu une base rotative ont été incapables de gagner le maximum de points avec les crayons et les tuyaux en PVC.
Discussion
Comme le montre le tableau 2, la supériorité du maître / esclave sur la conception du joystick était évident tout au long des compétitions Olympiades des Sciences. La version finale était suffisamment sensible pour être capable de localiser, saisir, positionner et libérer chaque objet dans le délai imparti. L'opérateur pourrait faire des mouvements précis rapidement. S'il y avait des problèmes, il pourrait adapter à tout changement ou des problèmes lors de la compétition.
Des environnements différents peuvent nécessiter différentes conceptions robotiques. Pour cette compétition, le système maître / esclave était idéal pour compléter la tâche. Il avait la dextérité pour terminer une tâche dans une plage de 360 degrés. L'événement Olympiade La science a été le plus analogue à un espace encombré qui a dû être nettoyé et organisé d'une manière spécifique. Le joystick peut être actionné à distance, mais ne donne pas la dextérité du maître / esclave système.
Les références
remerciements
