Rubics Cube Solver Bot: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Izrada autonomnog robota koji rješava fizičku Rubikovu kocku. Ovo je projekt u okviru Robotics Club -a, IIT Guwahati.

Izrađen je od jednostavnog materijala koji se lako može pronaći. Uglavnom smo koristili Servo motore i Arduino za njihovo upravljanje, akrilne ploče, pokvareni Mini Drafter, L-stezaljke i dvostruke trake!

Za dobivanje algoritma rješavanja kocke koristili smo biblioteku cubejs iz githuba.

Korak 1: Korišteni materijali

1. 6 servo motora
2. Arduino Uno
3. 3-ćelijska LiPo baterija
4. Akrilni lim (debljine 8 mm i 5 mm)
5. Toplinski pištolj (
6. Stroj za bušenje
7. Pila za metal
8. L stezaljke
9. Aluminijske trake
10. Mini Drafter/ metalne šipke
11. Dvostruka traka
12. Fevi Quick
13. Matice
14. Kratkospojne žice

Korak 2: Priprema mehaničke strukture

Osnovni okvir

• Uzmite akrilni lim debljine 8 mm otprilike 50 cm * 50 cm i označite središte svih strana (to će biti baza vašeg robota).
• Uzmite slomljeni nacrt i izvadite iz njega 4 čelične šipke.. (ove će šipke poslužiti kao put za vaš klizač).
• Na dva pravokutna komada akrila (bilo koje veličine) pričvrstite dvije šipke paralelne jedna s drugom i napravite dva para ovog sklopa.
• Zatim, da biste napravili klizač, složite dva mala komada akrila jedan na drugi s razmacima između njih na četiri ugla i pričvrstite ih vijcima u odstojnike. Trebat će vam 4 takva klizača.
• Prije pričvršćivanja dva dijela klizača, prođite prethodno pričvršćene paralelne šipke između njih tako da odstojnici samo dodiruju vanjsku površinu šipki.
• Za svaki par paralelnih šipki prođite po dva klizača.
• Kad ovo bude spremno, rasporedite par šipki u obliku križa od 90 stupnjeva. Provjerite ima li jedan klizač na svakom kraju križa.

• Sada sve što trebate učiniti je pričvrstiti ovaj prekriženi put na bazu vašeg robota, na određenoj nadmorskoj visini od baze. (Pazite da je nadmorska visina veća od visine servo motora)

  U tu svrhu možete koristiti akrilne nosače s L-stezaljkama kao što smo to učinili mi ili će bilo koja druga metoda biti dovoljna

Nakon toga bi vaša struktura trebala izgledati poput slike.

Priključivanje osnovnih servomotora

• Dva osnovna servo pogona trebaju biti pričvršćena tako da se servo nalazi ispod kraka križa i pomaknuta od središta.
• Servo pogoni su pričvršćeni u vodoravnom položaju na perforiranu silikonsku ploču pomoću dugih vijaka, koji su zauzvrat pričvršćeni na podnožje pomoću L-stezaljke i dvosmjerne trake.

Izrada push-pull šipki

• Postavite kut servo na nulu i pričvrstite njihalicu servo u nekom prikladnom položaju.
• Postavite kocku u središte križa kako biste dobili procjenu udaljenosti klizača u najbližem položaju i postavite klizače u te položaje.
• Pričvrstite aluminijske trake u obliku slova L na dno svakog klizača pomoću dvostruke trake.
• Sada za mjerenje udaljenosti svake aluminijske trake od vrha ili dna servo klackalice koja leži u njegovoj ravnini, to će biti duljina vaše potisne šipke.
• Nakon što se odrede duljine, potisna šipka se može fiksirati bušenjem aluminijske trake ili slično.

Montaža gornjih servomotora

• Odlučite na kojoj će visini vaša kocka biti riješena. Osovina servo motora trebala bi biti na ovoj visini.
• Pričvrstite četiri servo motora, svaki na perforiranu silikonsku ploču pomoću vijaka u okomitom položaju.
• Obloga je sada montirana na aluminijsku traku u obliku slova L čija je baza pričvršćena na klizač na odgovarajućoj visini tako da servo os leži u središtu kocke.

C-kandže

• Kandže trebaju biti takve da točno odgovaraju stranici kocke, a duljina gornjeg i donjeg dijela ne smije prelaziti stranu kocke.
• Za to uzmite traku akrila dovoljne debljine i zagrijte je. Nakon što se otopi, preoblikujte ga u stezaljku u obliku slova C koja točno zahvaća stranu kocke.
• Označite središte C-kandže i pričvrstite ovu stezaljku na klackalicu servo u njenom središtu.

Po potrebi izvršite neke manje prilagodbe tako da svaka stezaljka bude na istoj visini.

Ovo dovršava mehaničku strukturu vašeg robota, idemo na veze kruga ……..

Korak 3: Povezivanje kruga

Za upravljanje Botom koristili smo Arduino, regulator napona i 3-ćelijsku (12v) LiPo bateriju.

Kako servo motori troše mnogo energije, koristili smo 6 regulatora napona, po jedan za svaki motor.

Signalni ulazi motora (žica najsvjetlije boje od tri) bili su spojeni na digitalne PWM pinove 3, 5, 6, 9, 10, 11 Arduina.

Regulator napona spojen je na ploču, a napajao ga je akumulator od 12 volti. Izlazni (5V) izvor napajan je izravno u motore. Uzemljenje motora također je spojeno na matičnu ploču. Zajedničko tlo priključeno je i Arduinu.

Korak 4:

5. korak: Kôd:

Dvije navedene datoteke prikazuju kod napisan za davanje naredbe motorima za određene korake pomoću Arduina.

Prva datoteka sadrži glavnu funkciju i druge definicije varijabli. Druga datoteka sadrži funkcije za svaki potez koji se koristi pri rješavanju kocke (npr. U za 'okretanje prema gore u smjeru kazaljke na satu'; R1 za 'desno lice u smjeru suprotnom od kazaljke na satu' itd.)

Za dobivanje algoritma rješavanja kocke koristili smo biblioteku cubejs iz githuba.

Algoritam izravno daje izlaz u 'potezima lica' koji je upotpunjen Arduino kodom.