Манипуляторлорго киришүү: 8 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Чакырык үчүн туура манипуляторду түзүү - FIRST Robotics Competition (FRC) эң оор бөлүктөрүнүн бири. Студент кезимдеги төрт жылымда бул менин командамдын эң чоң ийгиликсиз жери болчу. FRCдеги оюн кыйынчылыгы жылдан жылга өзгөрүп турса да, көбүнчө мурунку жылдарга окшош тапшырмалар бар. Мисалы, 2012 оюну, Rebound Rumble, 2001 оюнунун ачык элементтери болгон, Diabolical Dynamics жана 2006 оюндун Aim High. Ушул себептен улам, мурунку оюндарда колдонулган негизги манипулятор конструкциялары менен таанышуу пайдалуу. Бул окуу куралы адатта FIRST Robotics Competition (FRC) колдонулган манипуляторлорго сереп салат. Ар бир кадамда жалпы манипулятордун түрү талкууланат жана манипулятордун ишке ашырылышынын мисалдары келтирилет. Бул үйрөткүч Autodesk FIRST High School Intern программасы аркылуу жасалган.

1 -кадам: Жалпы көрсөтмөлөр

Мен ар кандай манипуляторлордун гайкаларына жана болтторуна кирерден мурун, манипуляторду тандоого жана долбоорлоого жардам бере турган жалпы көрсөтмөлөрдү бергим келди. Биринчиден, стратегия тескерисинче эмес, манипуляторуңуздун дизайнын башкарсын. Бул эмнени билдирет, сиздин манипуляторуңуз сиз чогуу манипуляторго негизделген стратегияны түзүүнүн ордуна, сиздин командаңыз стратегияны түзүүдө чечкен дизайн талаптарына жетиши керек. Экинчиден, командаңыздын чектеринде долбоорлоо. Эгерде сиз оюңуздун бардык аспектилеринде үстөмдүк кылат деп ойлогон супер-татаал манипуляторду курууга ресурстарыңыз жок экенин билсеңиз, муну жасабаңыз! Сиз кура турган эң жөнөкөйүнө өтүңүз жана бир ролду чындыгында жакшы аткарасыз. Ошентсе да, өз тобуңузду чектериңизди жеңүүдөн коркпоңуз. Мисалы, менин командам өткөн жылы практикалык бот курууга өзүбүздү түртүп салды, жана ал чындап эле пайдалуу болуп калды. Үчүнчүдөн, ар дайым оюнчукту активдүү көзөмөлдөңүз. Мисалы, топту роботуңуз аркылуу ташуу керек болсо, аны пандус менен эмес, конвейер менен жасаңыз. Эгерде сиз оюнчукту активдүү башкарбасаңыз, анда ал сөзсүз түрдө тыгылып калат же манипулятордон түшүп калат. Акырында, прототиптөө жана кайталанма иштеп чыгуу ийгиликтүү манипуляторду куруунун ачкычы болуп саналат. Прототип менен баштаңыз, андан кийин аны акыркы версиясын курууга даяр болгуңузча кайталап жакшыртыңыз. Ошондо да, аны жакшырта турган жакшыртууларды издеңиз. Сүрөт насыясы:

2 -кадам: Куралдар

Куралдар FRCде колдонулган эң кеңири таралган манипуляторлордун бири. Жалпысынан алганда, алар оюнчукту көзөмөлдөө үчүн эффектор менен бирге колдонулат. Эки жалпы түрү-жалгыз жана көп муундуу курал. Көп муундуу колдор алысыраак жетип, акыркы эффектордун багытын көбүрөөк көзөмөлдөй алат, бирок алар дагы алда канча татаал. Башка жагынан алганда, жалгыз муундар колдорунун жөнөкөйлүгүнүн артыкчылыгына ээ. Курал үчүн колдонулган бир жалпы дизайн - бул 4 тилке же параллель байланыш. Мындай байланыш үчүнчү сүрөттө көрсөтүлгөн. Бул долбоордун негизги өзгөчөлүгү - акыркы эффектордун туруктуу багытта кармалышы. Кол дизайны боюнча кеңештер:

• Салмакка көңүл буруңуз - кол жай жана ал тургай иштебей калышы мүмкүн
• Тегерек же тик бурчтуу түтүк жана металл сыяктуу жеңил материалдарды колдонуңуз
• Колуңузду башкарууну жөнөкөйлөтүү үчүн чектөө өчүргүчтөрү жана потенциометрлер сыяктуу сенсорлорду колдонуңуз
• Колуңузду стабилдештирүү жана моторлорго жүктөмдү азайтуу үчүн пружиналар, газ соккулары же салмак менен тең салмакташтырыңыз

Фото Кредиттер: https://www.chiefdelphi.com/media/photos/36687https://www.thunderchickens.org/index.php? Option = com_content & view = category & layout = blog & id = 30 & Itemid = 41https://www.chiefdelphi.com /медиа/сүрөттөр/27982

3 -кадам: Лифттер

Куралдар сыяктуу эле, лифттер оюнчукту башкаруу үчүн акыркы эффектор менен колдонулат. Алар, адатта, барабандын кабелин ороп көтөрүшөт. Лифтти өйдө көтөрүү керек болгонуна карабай, лифтти тыгындын алдын алуу үчүн ылдый түшүрө турган кайтарым кабелин кошуу акылдуулукка жатат. Кабелди лифтти көтөрө тургандай кылып багыттоонун эки негизги стили бар: үзгүлтүксүз жасалгалоо жана каскаддык жасалгалоо. Үзгүлтүксүз жасалгасы бар лифттерде (экинчи сүрөттө көрсөтүлгөн) лебедкадан акыркы стадиясына чейин бир үзгүлтүксүз кабель бар. Кабель тартылып жатканда, 3 -этап кабель чыгарылганда биринчи болуп өйдө, акыркысы ылдый жылат. Бул конструкциянын эки артыкчылыгы - кабелдин ылдамдыгы төмөндөгөндүктөн, ошол эле барабанга кайтарым кабелин коюуга болот жана кабелдин чыңалуусу төмөн. Анын негизги кемчилиги - анын ортоңку бөлүктөрү тыгылышка көбүрөөк дуушар болот. Каскаддык жасалгасы бар лифттерде (үчүнчү сүрөттө көрсөтүлгөн) көтөргүчтүн ар бир баскычын бириктирүүчү жеке кабелдер бар. Мунун натыйжасында кабель тартылып жатканда бардык этаптар бир убакта көтөрүлөт. Бирок, ар кандай кайтаруучу кабель ар кандай диаметри барабандарды колдонуу менен иштетиле турган негизги лебедкадан башка ылдамдыкка ээ болушу керек. Каскаддык лифттин ортоңку бөлүктөрү тыгылып калууга азыраак болсо да, төмөнкү этап кабелдериндеги чыңалуу үзгүлтүксүз такталуучу лифтке караганда бир топ жогору. Лифттер жана колдор окшош болгону менен, кээ бир маанилүү айырмачылыктар бар. Лифттер бир муундуу колдорго караганда татаалыраак жана оорураак. Мындан тышкары, лифттер адатта тигинен жылышат жана роботтун периметринин сыртына чыга алышпайт. Бирок, алар роботтун тартылуу борборун кыймылдатып өзгөртпөйт жана сенсорлорду жана программалоону туура колдонуу менен алардын ордун так көзөмөлдөсө болот. Негизи, ар биринин өзүнүн артыкчылыктары жана кемчиликтери бар, бул чечимди командаларга калтыруу. Дагы бир вариант - бул эки вариантты лифттин акыркы баскычына коюу менен бириктирүү, анын үлгүсү төртүнчү сүрөттө көрсөтүлгөн. Фото Кредиттер:

4 -кадам: Grippers

ФРКда канча топ болсо, ошончо түрдөгү кармагычтар бар. Claws түздөн -түз оюнчукту башкаруу жана башкаруу үчүн колдонулат. Алар бир нече оюнчуктар бар болгон жылдары пайдалуу, алардын бирөөсү бир убакта башкарылышы мүмкүн. Эки негизги стиль пассивдүү тырмактар жана ролик тырмактар. Пассивдүү тырмактар оюнчукту кармоо үчүн манжаларынын туура жайгашышына таянат, ал эми ролик тырмактары дөңгөлөктөрдү же роликтерди активдүү тартуу үчүн колдонулат. Төмөндөгү ар кандай кармагычтардын тизмеси жогорудагы сүрөттөргө туура келет:

• Пневматикалык эки манжа
• Эки манжа сызыктуу пневматикалык кармагыч
• Үч манжа сызыктуу пневматикалык кармагыч
• Моторлуу кармагыч
• Пневматикалык кармагыч
• Негизги ролик тырмак
• Топсалуу ролик тырмак

Акыр -аягы, gripper дизайны боюнча бир нече кеңештер:

• Сиздин кармагычыңыз оюнчукка илинип калуу үчүн жетиштүү күчтү колдонуп жаткандыгын текшериңиз
• Сиздин кармагычты кармаңыз жана нерселерди тез эле коё бериңиз
• Негизги операцияларды автоматташтыруу үчүн сенсорлорду колдонуу менен башкарууну жеңилдетиңиз

Фото насыялары:

5 -кадам: Топту чогултуу жана ташуу

Ачкычтар адаттан тыш формада болгон жалгыз объектилерди манипуляциялоо үчүн пайдалуу болгону менен, көп учурда FRC оюндары бир топ топторду камтыйт. Бул оюндарда талап кылынган эки жөндөм - бул топторду чогултуу жана роботтун ичинде ташуу. Топторду чогултуунун эффективдүү ыкмасы эрежелерге жараша жылдан жылга өзгөрүп турат. 2012 оюнунда, Rebound Rumble, командаларга роботтун чегинен ашкан тиркемелери болууга уруксат берилген. Көптөгөн командалар топту чогултуу системасын түшүрүү артыкчылыктуу болот деп чечишти, натыйжада роликтерди колдонуп, топторду бир кабыл алууга же бамперлеринин үстүнө жана роботуна айландырышты. Бул роботтордун бир нече мисалдары бирден үчкө чейинки сүрөттөрдө көрүнүп турат. 2009 оюнунда, Lunacy, командаларга алардын алкагынын периметринен ашкан манипуляторлорго уруксат берилген эмес. Эгерде алар полдон топторду чогултууну каалашса, анда роботтун алдында тешиги болушу керек болчу. Бул ошондой эле көптөгөн кең базалуу роботторго алып келди, анткени ал топтордун киришине чоңураак ачылууга мүмкүндүк берет. Бул роботтордун кээ бир мисалдары төртүнчү жана бешинчи сүрөттөрдө көрүнүп турат. Топторду робот чогулткандан кийин ташуунун бир нече мүмкүн болгон жолдору бар, бирок көбү полиуретан курларын колдонуу. Полиуретан курлары (поликорд катары да белгилүү) узундугу жөнгө салынуучу курлар жана көбүнчө конвейерлерде жана аз жүктөлгөн электр өткөрүүдө колдонулат. Жогоруда сүрөттөлгөн ар бир робот кандайдыр бир деңгээлде поликордду колдонот. Акыркы сүрөттө поликорд кененирээк көрсөтүлгөн. Фото Кредиттер: https://www.simbotics.org/media/photos/2012-first-champion/4636https://www.chiefdelphi.com/media/photos/37879https://www.chiefdelphi.com/media/photos /37487https://www.chiefdelphi.com/media/photos/33027https://www.chiefdelphi.com/media/photos/33838https://www.made-from-india.com/showroom/chetna-engineering/gallery.html

6 -кадам: атуу

Роботтон топту башка жетүү мүмкүн болбогон жерге жеткирүү - ФРКнын дагы бир жалпы милдети. Бул үчүн топту учуруу талап кылынат, адатта, бейсбол оюнуна окшош катапульт же дөңгөлөктүү аткыч. Бул чакырыктын эң кеңири таралган чечими - топту айлануучу дөңгөлөккө кысуу, ал аны кыйла аралыкты учуруу үчүн жетишерлик тездетет. Бул долбоордун эки негизги вариациясы бир жана эки дөңгөлөктүү аткычтар. Жалгыз дөңгөлөктүү аткычтар жөнөкөй жана топтун артына көп нерселерди коюшат. Топтун чыгуу ылдамдыгы болжол менен дөңгөлөктүн бетинин ылдамдыгынын жарымына барабар. Кош дөңгөлөктүү аткычтар механикалык жактан татаалыраак, бирок топту ары жылдыра алат. Бул шардын чыгуу ылдамдыгы болжол менен дөңгөлөктүн бетинин ылдамдыгына барабар болгондуктан. Биринчи эки сүрөттө ок атуучулардын айрым мисалдары көрсөтүлгөн. 2012 -жылы көптөгөн командалар билишкендей, так аткычты куруунун ачкычы мүмкүн болушунча көп өзгөрмөлөрдү көзөмөлдөө. Бул дөңгөлөктүн ылдамдыгын көзөмөлдөө, учуруу бурчу, атуучуга кирген топтордун ылдамдыгы, аткычтын тамактандыруу системасына карата ориентациясы жана дөңгөлөктүн жана капоттун бетине топтун тайышы. Катапульталар ок атуу оюндарында азыраак кездешет, анткени алар өтө тез ок чыгара алышпайт. Бирок, алардын негизги артыкчылыгы - салттуу атууга караганда такыраак болушу. Катапульттар көбүнчө пневматика же булактар менен иштейт. Акыркы сүрөт - өткөн жылы катапульт жасоо үчүн пневматиканы колдонгон команда. Фото Кредиттер: https://www.chiefdelphi.com/media/photos/37418https://gallery.raiderrobotix.org/2012-Champions/2012ChampDSP/IMG_3448https://www.teamxbot.org/index.php? Option = com_content & view = макала & id = 47 & Itemid = 55

7 -кадам: Винчестер

Лебедкалар FRCде бир нече жолу колдонулушу мүмкүн, ошондуктан чоң манипуляторлордун элементтери катары табылат. Алардын эң кеңири таралган эки жолу - чоң механизм үчүн энергияны сактоодо жана бүтүндөй роботту көтөрүүдө. Энергия сактоочу түзүлүштү жүктөө үчүн колдонулганда, лебедкалар, адатта, бир багытта иштөө үчүн иштелип чыккан, бул анын эркин айлануусуна мүмкүндүк берүүчү релиз менен сакталган энергияны бошотот. Бул үчүн жасалган лебедканын сүрөтү биринчи сүрөттө көрсөтүлгөн. Лебедканын дагы бир колдонулушу - роботту көтөрүү. Бул учурда, адатта, тапшырмаларга арналган өзүнчө редуктордун болушу жетишсиз, мунун натыйжасында командалар кыймылдаткычтан өзүнчө механизмге кубаттуулукту бурууга жөндөмдүү, күч алуучу редукторду курушат. Бул лебедканы айдоонун бир жолу болсо да, мен экинчи сүрөттөгү мисалды көрсөтүүнү чечтим, анткени бул кызыктуу механизм. Фото насыялары:

8 -кадам: Жыйынтык

Көрө баштаганыңыздай, БИРИНЧИ робототехника сынагында колдонууга мүмкүн болгон көптөгөн мүмкүн болгон манипуляторлордун конструкциялары бар. Кыйынчылыктарды чечүү үчүн иштеген көптөгөн командалар менен, алардын ар бири өз тажрыйбасына ээ, бул албетте ишке ашат. Буга чейин жасалган нерселер жөнүндө кабардар болуу, мурунку манипуляторлорду сиздин командаңыздын прототиптери үчүн да, акыркы дизайндары үчүн да колдонуу менен баалуу убактыңызды үнөмдөйт. Бирок, мурунку үлгүлөр сиздин оюңузду чектебеши үчүн этият болуңуз. Эгерде чакырык түшкөндө, сиз дароо колдонуу үчүн эски дизайнды тандасаңыз, анда сиз жакшы чечимге көз жумуп жаткандырсыз. Мындан тышкары, кээде эң көйгөйлүү болуп табылган эң креативдүү, таң калыштуу чечимдер басымдуулук кылат. Мисалы, сүрөттөгү манипулятор колдонулган жылдагыга караганда такыр башкача болгон, бирок абдан ийгиликтүү болгон. Эгерде сиз муну жана башында сунуштаган жалпы кеңештерди эстесеңиз, анда сиз ийгиликтүү манипуляторду түзүүнүн жолунда болосуз. Манипуляторлор боюнча презентациясын жалпыга жеткиликтүү кылуу үчүн AndyMarkтун Энди Бейкерине рахмат. Бул окуу куралындагы сүрөттөрдүн көбү андан алынган. Сүрөт насыясы: