Rubics Cube Solver Bot: 5 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

ავტონომიური რობოტის დამზადება, რომელიც ხსნის ფიზიკურ რუბიკის კუბს. ეს არის პროექტი Robotics Club, IIT Guwahati.

იგი დამზადებულია მარტივი მასალის გამოყენებით, რომელიც ადვილად მოიძებნება. ძირითადად ჩვენ ვიყენებდით სერვო ძრავებს და არდუინოს მათ გასაკონტროლებლად, აკრილის ფურცლებს, გატეხილი მინი დრაფტერს, L- დამჭერებს და ორმაგ ფირებს!

კუბის ამოხსნის ალგორითმის მისაღებად ჩვენ გამოვიყენეთ cubejs ბიბლიოთეკა github– დან.

ნაბიჯი 1: გამოყენებული მასალები

1. 6 სერვო ძრავა
2. არდუინო უნო
3. 3 უჯრედის LiPo ბატარეა
4. აკრილის ფურცელი (სისქე 8 მმ და 5 მმ)
5. სითბოს იარაღი (
6. საბურღი მანქანა
7. Hacksaw
8. L დამჭერები
9. ალუმინის ზოლები
10. მინი დრაფტერი/ ლითონის წნელები
11. ორმაგი ფირზე
12. ფევი ჩქარა
13. თხილის ჭანჭიკები
14. ჯუმბერის მავთულები

ნაბიჯი 2: მექანიკური სტრუქტურის მომზადება

ძირითადი ჩარჩო

• აიღეთ 8 მმ სისქის აკრილის ფურცელი დაახლოებით 50 სმ * 50 სმ და მონიშნეთ ყველა მხარის ცენტრი (ეს იქნება თქვენი რობოტის საფუძველი).
• აიღეთ დამტვრეული შემგროვებელი და ამოიღეთ 4 ფოლადის ჯოხი მისგან.. (ეს წნელები იქნება გზა თქვენი სლაიდერისთვის).
• აკრილის ორ მართკუთხა ნაჭერზე (ნებისმიერი ზომის) დააფიქსირეთ ორი ღერო ერთმანეთის პარალელურად და გააკეთეთ ამ წყობის ორი წყვილი.
• შემდეგ, სლაიდერის გასაკეთებლად, დააწყვეთ აკრილის ორი პატარა ნაჭერი ერთმანეთზე ერთმანეთის მიყოლებით, მათ შორის ოთხ კუთხეში და მიამაგრეთ ისინი ჭანჭიკებით გამყოფებში. დაგჭირდებათ 4 ასეთი სლაიდერი.
• სლაიდერის ორი ნაწილის დამაგრებამდე, გაიარეთ მათ შორის ადრე გამყარებული პარალელური წნელები ისე, რომ შუასადებები უბრალოდ შეეხოთ ღეროების გარე ზედაპირს.
• თითოეული წყვილი პარალელური წნელისთვის გაივლის მათზე ორ სლაიდერს.
• მას შემდეგ რაც მზად იქნება, მოაწყეთ წყვილი წნელები 90 გრადუსიანი ჯვრის სახით. დარწმუნდით, რომ ჯვრის თითოეულ ბოლოში არის ერთი სლაიდერი.

• ახლა თქვენ მხოლოდ უნდა დააკავშიროთ ეს გადაკვეთილი გზა თქვენი რობოტის ბაზაზე, ბაზის სიმაღლეზე. (დარწმუნდით, რომ სიმაღლე აღემატება სერვო ძრავის სიმაღლეს)

  ამისათვის შეგიძლიათ გამოიყენოთ აკრილის სამაგრი L- დამჭერებით, როგორც ჩვენ გავაკეთეთ, ან ნებისმიერი სხვა მეთოდი საკმარისი იქნება

ამის შემდეგ თქვენი სტრუქტურა უნდა ჰგავდეს სურათს.

ბაზის სერვისების მიმაგრება

• ორი ძირითადი სერვო უნდა იყოს მიმაგრებული ისე, რომ სერვო იყოს ჯვრის მკლავის ქვემოთ და გადატანილი იყოს ცენტრიდან.
• სერვოები ჰორიზონტალურად არის მიმაგრებული პერფორირებული სილიკონის ვაფზე გრძელი ჭანჭიკების გამოყენებით, რომელიც თავის მხრივ მიმაგრებულია ბაზაზე L- სამაგრით და ორმხრივი ლენტით.

ბიძგი-გამწევი ღეროების დამზადება

• დააყენეთ სერვოს კუთხე ნულამდე და მიამაგრეთ სერვის როკერის მკლავი შესაფერის მდგომარეობაში.
• მოათავსეთ კუბი ჯვრის ცენტრში, რომ მიიღოთ სლაიდერის მანძილი უახლოეს პოზიციაში და მოათავსეთ სლაიდერი ამ პოზიციებში.
• მიამაგრეთ L ფორმის ალუმინის ზოლები თითოეული სლაიდერის ბოლოში ორმაგი ლენტის გამოყენებით.
• ახლა გაზომეთ მანძილი თითოეული ალუმინის ზოლიდან სერვო როკერის ზემოდან ან ქვემოდან, რომელიც მდებარეობს მის სიბრტყეში, ეს იქნება თქვენი ბიძგიანი ღეროს სიგრძე.
• სიგრძის განსაზღვრის შემდეგ ბიძგის ღერო შეიძლება დაფიქსირდეს ალუმინის ზოლის ბურღვით ან რაიმე სხვა.

ზედა სერვისების დამონტაჟება

• გადაწყვიტეთ რა სიმაღლეზე გადაწყდება თქვენი კუბი. სერვო ძრავის ღერძი უნდა იყოს ამ სიმაღლეზე.
• მიამაგრეთ ოთხი სერვო ძრავა, თითოეული პერფორირებული სილიკონის ვაფზე, ჭანჭიკების გამოყენებით ვერტიკალურ მდგომარეობაში.
• ვაფლი ახლა დამონტაჟებულია L- ფორმის ალუმინის ზოლზე, რომლის ფუძე ფიქსირდება სლაიდერზე სათანადო სიმაღლეზე ისე, რომ სერვო ღერძი კუბის ცენტრში იყოს.

C- ბრჭყალები

• კლანჭები უნდა იყოს ისეთი, რომ ზუსტად მოერგოს კუბის მხარეს და ზედა და ქვედა ნაწილების სიგრძე არ უნდა აღემატებოდეს კუბის მხარეს.
• ამისათვის აიღეთ საკმარისი სისქის აკრილის ზოლები და გაათბეთ. მას შემდეგ, რაც ის დნება, ის ქმნის C- ფორმის დამჭერს ისე, რომ ზუსტად იჭერს კუბის მხარეს.
• მონიშნეთ C- კლანჭის ცენტრი და დააფიქსირეთ ეს დამჭერი სერვოს როკერზე მის ცენტრში.

საჭიროებისამებრ გააკეთეთ უმნიშვნელო კორექტირება ისე, რომ თითოეული დამჭერი იყოს იმავე სიმაღლეზე.

ეს ასრულებს თქვენი რობოტის მექანიკურ სტრუქტურას, გადადის წრიულ კავშირებზე ……..

ნაბიჯი 3: წრიული კავშირი

ბოტის გასაკონტროლებლად ჩვენ გამოვიყენეთ არდუინო, ძაბვის რეგულატორი და 3 უჯრედიანი (12 ვ) LiPo ბატარეა.

როდესაც სერვო მოტორსი ბევრ ენერგიას იძენს, ჩვენ გამოვიყენეთ 6 ძაბვის რეგულატორი, თითო თითოეული ძრავისთვის.

ძრავების სიგნალი (სამი ყველაზე ღია ფერის მავთული) დაკავშირებული იყო Arduino– ს ციფრულ PWM ქინძისთავებთან 3, 5, 6, 9, 10, 11.

ძაბვის მარეგულირებელი იყო დაკავშირებული პურის დაფაზე და იკვებებოდა 12 ვოლტიანი ბატარეით. გამომავალი (5V) მიწოდება შედიოდა ძრავებში პირდაპირ. ძრავის გრუნტი ასევე იყო დაკავშირებული პურის დაფასთან. არდუინოსაც ერთვის საერთო ენა.

ნაბიჯი 4:

ნაბიჯი 5: კოდი:

მოცემული ორი ფაილი აჩვენებს კოდს დაწერილი Arduino– ს გამოყენებით ძრავებისათვის ბრძანების მისაცემად.

პირველი ფაილი შეიცავს ძირითად ფუნქციას და სხვა ცვლადის განმარტებებს. მეორე ფაილი შეიცავს ფუნქციებს თითოეული ნაბიჯისათვის, რომელიც გამოიყენება კუბის ამოხსნისას (მაგ. U „საათის ისრის მიმართულებით ბრუნვისათვის“; R1 „მარჯვენა სახის საწინააღმდეგო ისრის მოძრაობისათვის“და ა.შ.)

კუბის ამოხსნის ალგორითმის მისაღებად ჩვენ გამოვიყენეთ cubejs ბიბლიოთეკა github– დან.

ალგორითმი პირდაპირ იძლევა გამომავალს "სახის მოძრაობებში", რომელიც სრულდება არდუინოს კოდით.