Manipulyatorlarga kirish: 8 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Chaqiruv uchun to'g'ri manipulyatorni yaratish - FIRST Robotics Competition (FRC) ning eng qiyin qismlaridan biri. Talabalik davridagi to'rt yilimda, bu har doim jamoamning eng katta muvaffaqiyatsizligi edi. FRCda o'yin qiyinchiliklari yildan -yilga o'zgarib tursa -da, ko'pincha oldingi yillardagiga o'xshash vazifalar mavjud. Masalan, 2012 yilgi Rebound Rumble o'yinida 2001 yildagi "Diabolical Dynamics" va 2006 yildagi "Aim High" o'yinlarining aniq elementlari bor edi. Shu sababli, oldingi o'yinlarda ishlatiladigan asosiy manipulyator dizaynlari bilan tanishish foydalidir. Ushbu qo'llanmada BIRINCHI robototexnika musobaqasida (FRC) keng qo'llaniladigan manipulyatorlar haqida umumiy ma'lumot beriladi. Har bir qadamda manipulyatorning umumiy turi muhokama qilinadi va manipulyatorni amalga oshirish misollari keltirilgan. Bu o'quv qo'llanma Autodesk FIRST High School Intern dasturi orqali tayyorlangan. Old shartlar: Fotokreditni o'rganishga tayyorlik:

1 -qadam: Umumiy ko'rsatmalar

Men turli xil manipulyatorlarning yong'oqlari va murvatlariga kirishdan oldin, men sizga manipulyatorni tanlash va loyihalashda yordam beradigan ba'zi umumiy ko'rsatmalarni taqdim qilmoqchi edim. Birinchidan, strategiya manipulyatoringizning dizaynini boshqarishiga ruxsat bering, aksincha emas. Buning ma'nosi shundaki, sizning manipulyatoringiz siz birgalikda harakat qiladigan manipulyatorga asoslangan strategiyani shakllantirishning o'rniga, sizning strategiyangizni tuzishda sizning guruhingiz qaror qilgan dizayn talablariga erishishi kerak. Ikkinchidan, o'z jamoalaringiz chegarasida loyihalash. Agar bilsangiz, o'yinning har bir jabhasida ustunlik qiladigan o'ta murakkab manipulyatorni yaratish uchun sizning resurslaringiz yo'q, buni qilmang! O'zingiz qura oladigan va bitta rolni juda yaxshi bajaradigan oddiyiga o'ting. Shu bilan birga, o'z jamoangizni chegaralaringizni engishga majburlashdan qo'rqmang. Masalan, mening jamoam o'tgan yili o'zimizni amaliyot botini yaratishga majburladik va bu nihoyatda foydali bo'ldi. Uchinchidan, o'yinchoqni har doim faol nazorat qilish. Misol uchun, agar sizning robotingiz orqali to'pni tashish kerak bo'lsa, uni rampa bilan emas, balki konveyer bilan bajaring. Agar siz geymerni faol nazorat qilmasangiz, u muqarrar ravishda tiqilib qoladi yoki sizning manipulyatoringizdan tushib ketadi. Nihoyat, prototip yaratish va takroriy ishlab chiqish muvaffaqiyatli manipulyatorni yaratishning kalitidir. Prototipdan boshlang va oxirgi versiyani yaratishga tayyor bo'lgunga qadar uni takrorlang. Shunday bo'lsa ham, uni yaxshilaydigan yaxshilanishlarni qidiring. Fotosurat:

2 -qadam: qurol

Qo'llar FRCda ishlatiladigan eng keng tarqalgan manipulyatorlardan biridir. Odatda, ular geymerni boshqarish uchun so'nggi effektor bilan birgalikda ishlatiladi. Ikkita keng tarqalgan turi-bitta va ko'p bo'g'inli qo'llar. Ko'p bo'g'inli qo'llar uzoqqa cho'zilishi mumkin va oxirgi efektorning yo'nalishini ko'proq nazorat qilishi mumkin bo'lsa-da, ular ancha murakkab. Boshqa tomondan, bitta bo'g'inli qo'llar oddiylikning afzalliklariga ega. Qo'llar uchun ishlatiladigan umumiy dizayn - bu 4 barli yoki parallel ulanish. Bunday aloqa uchinchi rasmda ko'rsatilgan. Ushbu dizaynning asosiy xususiyati shundaki, oxirgi effektor doimiy yo'nalishda ushlab turiladi. Qo'llarni loyihalash bo'yicha maslahatlar:

• Og'irlikka e'tibor bering - qo'lning sekinlashishiga yoki hatto ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin
• Dumaloq yoki to'rtburchaklar naycha va plastinka kabi engil materiallardan foydalaning
• Qo'lni boshqarishni soddalashtirish uchun chegara kalitlari va potansiyometr kabi sensorlardan foydalaning
• Qo'lni barqarorlashtirish va dvigatellarga yukni kamaytirish uchun buloqlar, gaz zarbalari yoki og'irlik bilan muvozanatni saqlang

Fotosuratlar: 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 /ommaviy axborot vositalari/fotosuratlar/27982

3 -qadam: Liftlar

Qo'llar singari, liftlar ham o'yinni nazorat qilish uchun so'nggi effektor bilan ishlatiladi. Ular, odatda, baraban ustidagi o'rash kabeli orqali ko'tariladi. Liftni yuqoriga ko'tarish kerak bo'lsa -da, tiqilib qolishning oldini olish uchun liftni pastga tushiradigan qaytaruvchi kabelni kiritish maqsadga muvofiqdir. Kabelni liftni ko'taradigan qilib yo'naltirishning ikkita asosiy uslubi mavjud: uzluksiz armatura va kaskadli armatura. Uzluksiz armatura bilan ishlaydigan liftlarda (ikkinchi rasmda ko'rsatilgan) vintdan oxirgi bosqichigacha bitta uzluksiz kabel bor. Kabel tortilayotganda, 3 -bosqich birinchi bo'lib yuqoriga ko'tariladi va kabel qo'yib yuborilganda oxirgi pastga tushadi. Ushbu dizaynning ikkita afzalligi shundaki, kabel bir xil barabanga bir xil tezlikda ko'tarilishi mumkin, va kabelning tarangligi past bo'ladi. Uning asosiy kamchiligi shundaki, uning o'rta qismlari tiqilib qolishga ko'proq moyil bo'ladi. Kaskadli armaturali liftlar (uchinchi rasmda ko'rsatilgan) liftning har bir bosqichini bog'laydigan alohida kabellarga ega. Bu barcha bosqichlarning bir vaqtning o'zida ko'tarilishidan kelib chiqadi, chunki kabel tortiladi, lekin har qanday qaytish kabeli har xil diametrli tambur yordamida ishlov beriladigan asosiy vintdan farqli o'laroq tezlikka ega bo'lishi kerak. Kaskadli liftning o'rta qismlari tiqilib qolishga kamroq sezgir bo'lsa -da, pastki pog'onali kabellardagi kuchlanish uzluksiz armaturali liftga qaraganda ancha yuqori. Liftlar va qo'llar o'xshash bo'lsa -da, ba'zi muhim farqlar mavjud. Liftlar odatda bitta bo'g'inli qo'llarga qaraganda ancha murakkab va og'irroq. Bundan tashqari, liftlar odatda vertikal ravishda harakatlanadi va robotning perimetri tashqarisiga chiqa olmaydi. Biroq, ular harakatlanayotganda robotning tortishish markazini o'zgartirmaydi va sensorlar va dasturlardan to'g'ri foydalanish orqali ularning joylashishini aniq nazorat qilish mumkin. Umuman olganda, har birining o'ziga xos afzalliklari va kamchiliklari bor, bu qarorni jamoalarga qoldiradi. Boshqa variantlardan biri bu to'rtta rasmda ko'rsatilgan liftning oxirgi bosqichiga qo'l qo'yib, bu ikkita variantni birlashtirishdir. Fotosuratlar:

4 -qadam: tutqichlar

FRCda jamoalar qancha ko'p bo'lsa, shuncha ko'p turdagi ushlagichlar topilgan. Tirnoqlar o'yinni to'g'ridan -to'g'ri boshqarish va boshqarish uchun ishlatiladi. Ular bir vaqtning o'zida faqat bittasini boshqarish mumkin bo'lgan o'yinlar kam bo'lgan yillarda foydalidir. Ikkita asosiy uslub - bu passiv tirnoq va rolikli tirnoq. Passiv tirnoqlar o'yinchoqni ushlab turish uchun barmoqlarini to'g'ri joylashishiga tayanadi, g'ildirak tirnoqlari esa uni faol ravishda tortib olish uchun g'ildirak yoki tsilindrni ishlatadi. Quyidagi turli tutqichlarning ro'yxati yuqoridagi rasmlarga mos keladi:

• Ikki barmoqli pnevmatik tutqich
• Ikki barmoqli chiziqli pnevmatik tutqich
• Uch barmoqli chiziqli pnevmatik tutqich
• Motorli tutqich
• Pnevmatik tutqich
• Asosiy rolikli tirnoq
• Menteşeli rolikli tirnoq

Nihoyat, tutqich dizayni uchun bir nechta maslahatlar:

• Qo'l ushlagichi o'yinchoqni ushlab turish uchun etarli kuch ishlatganligiga ishonch hosil qiling
• Tutqichni ushlab turing va narsalarni tezda qo'yib yuboring
• Asosiy operatsiyalarni avtomatlashtirish uchun sensorlar yordamida boshqarishni osonlashtiring

Fotosuratlar:

5 -qadam: to'p to'plash va tashish

Tutqichlar g'ayrioddiy shaklga ega bo'lgan bitta ob'ektni boshqarish uchun foydalidir, lekin ko'pincha FRC o'yinlari bir nechta to'pni o'z ichiga oladi. Bu o'yinlarda odatda talab qilinadigan ikkita qobiliyat - to'p to'plash va ularni robot ichida tashish. To'p to'plashning eng samarali usuli qoidalarga qarab yildan -yilga o'zgarib turadi. 2012 yilgi o'yinda, Rebound Rumble, jamoalarga o'z robotidan tashqariga cho'zilgan qo'shimchalarga ega bo'lishga ruxsat berilgan. Ko'pgina jamoalar to'pni yig'ish tizimiga ega bo'lish foydali bo'ladi deb qaror qilishdi, natijada to'plar bitta to'pga yoki bamperlari ustidan va robotga o'ralgan roliklar ishlatilgan. Ushbu robotlarning bir nechta misollari birdan uchgacha rasmlarda ko'rsatilgan. 2009 yildagi "Lunacy" o'yinida jamoalarga ramka perimetridan tashqariga chiqadigan manipulyatorlarga ruxsat berilmagan. Agar ular poldan to'p to'plashni xohlasalar, buning uchun robotning oldida teshik bo'lishi kerak edi. Bu, shuningdek, ko'plab keng bazali robotlarning paydo bo'lishiga olib keldi, chunki bu to'plarning kirib borishiga katta ochilish imkonini beradi. Ushbu robotlarning ba'zi misollari to'rtinchi va beshinchi rasmlarda ko'rsatilgan. To'plarni robot yig'ib olgandan keyin ularni tashishning bir necha yo'li bor, lekin eng keng tarqalgani poliuretan kamarlardan foydalanishdir. Poliuretan bantlar (shuningdek, polikord deb ham ataladi) sozlanishi uzunlikdagi kamarlar bo'lib, odatda konveyerlar va past yukli quvvat uzatish uchun ishlatiladi. Yuqorida tasvirlangan robotlarning har biri ma'lum darajada polikorddan foydalanadi. Oxirgi rasmda polikord batafsil tasvirlangan. Fotosuratlar: 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 -qadam: otish

To'pni robotdan boshqa yo'l bilan etib bo'lmaydigan joyga olib borish - FRCning yana bir keng tarqalgan vazifasi. Buning uchun to'pni, odatda beysbol pitching mashinasiga o'xshash katapult yoki g'ildirakli otishni o'rganish kerak. Bu muammoning eng keng tarqalgan echimi - to'pni aylanadigan g'ildirakka siqish, bu esa uni sezilarli masofani ishga tushirish uchun etarlicha tezlashtiradi. Ushbu dizaynning ikkita asosiy varianti bitta va ikkita g'ildirakli otishmalardir. Yagona g'ildirakli otishmalar oddiy va to'pga ko'p pog'ona qo'yishga moyil. To'pning chiqish tezligi taxminan g'ildirak sirtining yarmiga teng. Ikki g'ildirakli o'q otish mexanik jihatdan murakkabroq, lekin to'pni uzoqroqqa sura oladi. Buning sababi shundaki, to'pning chiqish tezligi g'ildirakning sirt tezligiga teng. Birinchi ikkita rasmda otishmalarning ba'zi misollari ko'rsatilgan. 2012 -yilda ko'plab jamoalar bilib olganidek, aniq o'q otish vositasi kalitlari imkon qadar ko'p o'zgaruvchilarni qattiq nazorat qilishdir. Bularga g'ildirak tezligini boshqarish, ishga tushirish burchagi, to'pning otish moslamasiga kirish tezligi, otishni o'rganish tizimiga nisbatan yo'nalishi, g'ildirak va kaput yuzasiga to'pning siljishi kiradi. Katapultlar otish o'yinlarida kamroq uchraydi, chunki ular juda tez o'qqa tuta olmaydilar. Biroq, ularning asosiy ustunligi shundaki, ular an'anaviy otishmalarga qaraganda aniqroq bo'lishi mumkin. Katapultlar odatda pnevmatik yoki buloqlar yordamida quvvatlanadi. Yakuniy rasm - bu o'tgan yili katapultga pnevmatikani ishlatgan jamoa. Fotosuratlar: https://www.chiefdelphi.com/media/photos/37418https://gallery.raiderrobotix.org/2012-Champions/2012ChampDSP/IMG_3448https://www.teamxbot.org/index.php? Option = com_content & view = maqola & id = 47 va Itemid = 55

7 -qadam: vinclar

Vinçlar FRCda bir nechta ishlatilishi mumkin va shuning uchun ular katta manipulyatorlarning elementlari sifatida topiladi. Ularning eng keng tarqalgan maqsadlaridan biri bu katta mexanizm uchun energiyani saqlash va butun robotni ko'tarishdir. Energiya yig'ish moslamasini yuklash uchun ishlatilganda, vintlar odatda faqat bitta yo'nalishda ishlashga mo'ljallangan bo'lib, uning erkin aylanishiga imkon beradigan, shu bilan saqlangan energiyani bo'shatadi. Buni amalga oshirish uchun mo'ljallangan vintlardek rasm birinchi rasmda ko'rsatilgan. Vintni ishlatishning yana bir usuli - bu robotni ko'tarish. Bunday holda, odatda, vazifaga bag'ishlangan alohida vites qutisiga ega bo'lish etarli emas, bu esa jamoalarning haydovchidan quvvatni alohida mexanizmga o'tkazishga qodir bo'lgan PTO vites qutisini qurishiga olib keladi. Bu vintni haydashning oddiy usuli bo'lsa -da, men ikkinchi rasmda misol ko'rsatishga qaror qildim, chunki bu qiziqarli mexanizm. Fotosuratlar:

8 -qadam: Xulosa

Ko'rib turganingizdek, BIRINCHI robototexnika musobaqasida ishlatilishi mumkin bo'lgan turli xil manipulyator dizaynlari mavjud. Qiyinchiliklarni hal qilish uchun ko'plab jamoalar ishlayotganda, ularning har biri o'z kelib chiqishi bilan, bu albatta sodir bo'ladi. Oldin qilingan ishlardan xabardor bo'lish, avvalgi manipulyatorlarni jamoangiz prototiplari uchun ham, yakuniy dizayn uchun ham asos qilib, qimmatli vaqtingizni tejash imkonini beradi. Shu bilan birga, avvalgi dizaynlar sizning fikringizni cheklamasligi uchun ham ehtiyot bo'ling. Agar siz muammoga duch kelsangiz, siz darhol eski dizaynni tanlaysiz, siz yaxshiroq echimga e'tibor bermasligingiz mumkin. Qolaversa, ba'zida, ayniqsa, qiyinchiliklarga moslashtirilgan, eng ijodiy, g'aroyib echimlar ustunlik qiladi. Masalan, tasvirlangan manipulyator ishlatilgan yilga qaraganda ancha farq qilar edi, lekin juda muvaffaqiyatli bo'ldi. Agar siz buni va boshida men taklif qilgan umumiy maslahatlarni eslasangiz, siz muvaffaqiyatli manipulyator yaratishda yaxshi yo'l tutasiz. AndyMarkdan Endi Beykerga manipulyatorlar haqidagi taqdimotini hammaga ochiq qilgani uchun rahmat. Bu darslikdagi rasmlarning ko'pchiligi shundan. Fotosurat: