Naval Battle-The Black Pearl: 8 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

【Εισαγωγή】

Είμαστε η ομάδα 3, JI-artisan (λογότυπο: Εικ.3), από το Shanghai Jiao Tong University Joint Institute (Fig.1). Η πανεπιστημιούπολη μας βρίσκεται στην περιοχή Minhang της Σαγκάης. Το σχήμα 2 είναι μια εικόνα του κτιρίου JI που είδαμε στο microblog του JI, η οποία είναι η αγαπημένη μας αρχική εικόνα της πανεπιστημιούπολης. Το JI στοχεύει στην καλλιέργεια μηχανικών με ηγεσία και παρέχει στους μαθητές μια σταθερή και εξαιρετική βάση τόσο των τεχνολογικών όσο και των επικοινωνιακών δεξιοτήτων.

Μέλη της ομάδας: Shi Li; Guan Kaiwen; Wang Tianyi; Liu Yongle; Ervin Tjitra (Εικ. 4)

Εκπαιδευτές:

Καθηγητής Shane. Johnson, Ph. D. (Tech)

Τηλ: +86-21-34206765-2201 Email: [email protected]

Καθηγήτρια Irene Wei, Ph. D. (TC)

Τηλ+86-21-3420-7936 E-mail: [email protected]

Βοηθός διδασκαλίας:

Li Jiaqi (Tech) Zhou Xiaochen (Tech)

Liu Xinyi (TC) Ma Zhixian (TC)

Information Πληροφορίες μαθημάτων και έργου

Στο μάθημα VG100, Introduction of engineering (2017 Fall), με οδηγίες των Dr. Shane Johnson και Dr. Irene Wei, θα συμμετάσχουμε σε ένα παιχνίδι που ονομάζεται Naval Battle.

Κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού, όταν το ρομπότ μας προσπάθησε να σηκώσει μια μεγάλη σφαίρα, χρησιμοποιήσαμε για να κολλήσουμε το σερβοκινητήρα στο σώμα του ρομπότ, το οποίο στη συνέχεια κατέστρεψε την αλυσίδα και αφιερώσαμε αρκετό χρόνο για να επισκευάσουμε. Αλλά τελικά συνεχίσαμε το παιχνίδι με τον υπόλοιπο χρόνο και καταφέραμε να μετακινήσουμε 1 μεγάλη μπάλα και 4 μικρές μπάλες στην άλλη πλευρά.

Το τελικό μας σκορ είναι 8 και κατατάσσουμε 14 από όλους τους 22 ομίλους.

Το βίντεό μας για το παιχνίδι:

Στόχοι του έργου:

Σε αυτό το έργο, ο στόχος είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή ενός ρομπότ για ένα παιχνίδι που ονομάζεται Naval Battle (λεπτομερείς κανόνες και κανονισμοί που επισυνάπτονται παρακάτω). Το ρομπότ θα πρέπει να μπορεί να μετακινεί μεγάλες μπάλες και μικρές μπάλες που τοποθετούνται από ΤΑ πριν από έναν τοίχο σε 3 λεπτά δεδομένου χρόνου.

Το έργο μας:

Το ρομπότ μας αποτελείται κυρίως από σύστημα ανύψωσης και κινούμενο σύστημα.

Στο σύστημα ανύψωσης, χρησιμοποιούμε σερβοκινητήρες για τον έλεγχο δύο τροχών ταχυτήτων και σε κάθε μία από αυτές είναι συνδεδεμένες αλυσίδες που συγκρατούν δύο πιρούνια. Όλα ελέγχονται με τη χρήση τηλεχειριστηρίου PS2. Οι μεγάλες μπάλες πρέπει να μετακινούνται χρησιμοποιώντας τα πιρούνια ακριβώς όπως ένα περονοφόρο ανυψωτικό και δύο ξύλινες σανίδες που είναι στερεωμένες στις εξωτερικές πλευρές των πιρουνιών προορίζονται να εμποδίζουν τα πιρούνια να απομακρύνονται το ένα από το άλλο λαμβάνοντας υπόψη το βάρος των μεγάλων σφαιρών μεταξύ τους.

Στο κινούμενο σύστημα, χρησιμοποιούμε 2 κινητήρες για να μετακινήσουμε το ρομπότ, έναν πίνακα Arduino και έναν ελεγκτή PS2 για τον έλεγχο της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του ρομπότ.

R Κανόνες Παιχνιδιού & Κανονισμοί Διαγωνισμού

Το ρομπότ έχει όριο μεγέθους 350mm (μήκος)*350mm (πλάτος)*200mm (ύψος) στην αρχική θέση του διαγωνισμού.

Μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο οι παρεχόμενοι κινητήρες και επιτρέπονται επιπλέον σερβοκινητήρες οποιουδήποτε τύπου.

Το παιχνίδι έχει όριο 3 λεπτών και το τελικό σκορ υπολογίζεται σύμφωνα με τις τελικές θέσεις των μπάλων.

Το πεδίο (Εικ. 5 & 6) του παιχνιδιού είναι 2000 χιλιοστά σε μήκος και 1500 χιλιοστά σε πλάτος με τους γύρω τοίχους να βρίσκονται στα 70 χιλιοστά. Στη μέση του πεδίου, ένας τοίχος (Εικ.7) ύψους 70 χιλιοστών και πλάτους 18 χιλιοστών τοποθετείται 50 χιλιοστά πάνω από το έδαφος, ο οποίος χωρίζει το πεδίο σε δύο πλευρές.

Τέσσερις ξύλινες μπάλες (διάμετρος: 70mm) τοποθετούνται από TA στο γήπεδο και η μετακίνηση της κάθε μιας στην άλλη πλευρά δίνει 4 πόντους. Επίσης τοποθετούνται από TAs 8 μικρές μπάλες που δίνουν 1 πόντο για τη μετακίνηση του καθενός στην άλλη πλευρά.

Θα επιβληθεί ποινή 5 πόντων εάν μια μεγάλη μπάλα έχει βγει από το γήπεδο και ποινή 2 πόντων για μια μικρή μπάλα.

Βήμα 1: Διάγραμμα κυκλώματος

Βήμα 2: Διάγραμμα έννοιας

Τα σχήματα 1 και 2 είναι το εννοιολογικό μας διάγραμμα. Το σχήμα 2 είναι μια εκρηκτική όψη.

Το ρομπότ μας αποτελείται κυρίως από σύστημα ανύψωσης και κινούμενο σύστημα.

Στο σύστημα ανύψωσης, χρησιμοποιούμε σερβοκινητήρες για τον έλεγχο δύο τροχών ταχυτήτων και σε κάθε μία από αυτές είναι συνδεδεμένες αλυσίδες που συγκρατούν δύο πιρούνια. Όλα ελέγχονται με τη χρήση τηλεχειριστηρίου PS2. Οι μεγάλες μπάλες πρέπει να μετακινούνται χρησιμοποιώντας τα πιρούνια ακριβώς όπως ένα περονοφόρο ανυψωτικό και δύο ξύλινες σανίδες που είναι στερεωμένες στις εξωτερικές πλευρές των πιρουνιών προορίζονται να εμποδίζουν τα πιρούνια να απομακρύνονται το ένα από το άλλο λαμβάνοντας υπόψη το βάρος των μεγάλων σφαιρών μεταξύ τους.

Στο κινούμενο σύστημα, χρησιμοποιούμε 2 κινητήρες για να μετακινήσουμε το ρομπότ, έναν πίνακα Arduino και έναν ελεγκτή PS2 για τον έλεγχο της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του ρομπότ.

Τα σχήματα 3 και 4 είναι το κατασκευασμένο μας πρωτότυπο.

Βήμα 3: Προετοιμάστε τα υλικά και τα εργαλεία

Εργαλεία:

• Τρυπάνι
• Κατσαβίδι
• Πυροβόλο συγκόλλησης και ηλεκτρικό συγκολλητικό σίδερο
• Κυβερνήτης
• Μολύβι
• Κόλλα 502

Το σχήμα 1-11 είναι εικόνες των υλικών και των εργαλείων μας.

Το σχήμα 12-15 είναι οι τιμές, οι ποσότητες και οι σύνδεσμοι TAOBAO για τα υλικά μας.

Βήμα 4: Ρύθμιση λογισμικού

Χρησιμοποιούμε το Arduino για να κάνουμε progam έτσι ώστε να ελέγχουμε τον κινητήρα και τον σερβοκινητήρα.

Για να αγοράσετε έναν πίνακα Arduino και να μάθετε πώς να τον προγραμματίζετε, επισκεφθείτε την ιστοσελίδα:

Βήμα 5: Κατασκευή εξαρτημάτων

Οι ξύλινες ράβδοι και οι σανίδες πρέπει να υποστούν επεξεργασία για συναρμολόγηση.

Η υποδοχή του εσωτερικού άξονα (Εικ. 1):

Πάρτε ξύλινη ράβδο 4 εκατοστών και ανοίξτε δύο τρύπες (Φ = 3mm) στη θέση 5mm και από τα δύο άκρα της. Στη συνέχεια, ανοίξτε μια ρηχή τρύπα (Φ = 5mm) στα 2 εκατοστά από το ένα άκρο της σε κατακόρυφη κατεύθυνση.

Ο εξωτερικός άξονας και η βάση στήριξης (Εικ. 2):

Πάρτε 8 εκατοστά ξύλινη ράβδο και ανοίξτε δύο τρύπες (Φ = 3mm) στη θέση των 5mm και 35mm από το ένα άκρο της. Στη συνέχεια, ανοίξτε δύο τρύπες (Φ = 3mm) στα 45mm και 70mm από αυτό το άκρο και μια ρηχή μία στα 20mm από αυτό το άκρο, αλλά σε κατακόρυφη κατεύθυνση.

Το clapboard (Εικ. 3):

Πάρτε δύο κομμάτια ξύλου 5cm*17cm και έπειτα κόψτε ένα μικρό ορθογώνιο 25mm*15mm στη μία γωνία και των δύο τεμαχίων.

Η σανίδα (Εικ. 4) και η οροφή (Εικ. 5):

Πάρτε δύο κομμάτια ξύλου 17cm*20cm, κόψτε τα και ανοίξτε τρύπες (Φ = 3mm) όπως φαίνεται στο Σχήμα4 & 5.

Η άνω θήκη για επένδυση (εικ. 6):

Πάρτε 5 εκατοστά ξύλινη ράβδο και ανοίξτε μία τρύπα (Φ = 3mm) στη θέση 5mm από το ένα άκρο της και, στη συνέχεια, ένα άλλο μεγαλύτερο (Φ = 4mm) στα 5mm από το άλλο άκρο του, αλλά σε κατακόρυφη κατεύθυνση.

Η θήκη τροχού (Εικ.7):

Πάρτε ένα κομμάτι ξύλινης ράβδου 1cm*4cm και κολλήστε το κάδο στη μέση του.

Βήμα 6: Συναρμολόγηση

1. Στερεώστε τις βάσεις άξονα στον πίνακα με βίδες. Θυμηθείτε να βάλετε τον άξονα με το μικρό γρανάζι στις μεγάλες ρηχές τρύπες καθώς το κάνετε. Και επικολλήστε τον κάδο στο πίσω μέρος του πίνακα. (Εικόνα 1 → 2)

2. Αναποδογυρίστε την πλακέτα σας και στερεώστε δύο μοτέρ στην πλάκα. Σημειώστε ότι τα καλώδια είναι ήδη συγκολλημένα πάνω τους για μεγαλύτερη ευκολία, αλλά το σημείο συγκόλλησης μπορεί να είναι ευάλωτο. (Εικόνα2 → 3 → 4)

3. Διορθώστε τους τέσσερις πόλους στήριξης σε κάθε γωνία του πίνακα. (Εικόνα4 → 5)

4. Στερεώστε την πλακέτα arduino και τον ελεγκτή κινητήρα στον πίνακα βάσης, χρησιμοποιώντας κολώνες και βίδες από χαλκό. Και δέστε την μπαταρία για κινητήρες σε έναν από τους πόλους στο πίσω μέρος. (Εικόνα5 → 6 → 7 → 8 → 9)

5. Στερεώστε την οροφή στους τέσσερις πόλους στήριξης. (Εικόνα 9 → 10)

6. Στερεώστε τις σανίδες στην οροφή με τα πάνω στηρίγματα. Επικολλήστε τον ασύρματο δέκτη PS2 κάτω από τη στέγη. (Εικόνα10 → 11)

7. Τοποθετήστε τους σερβοκινητήρες στις μπροστινές άκρες της οροφής και, στη συνέχεια, κρεμάστε τις αλυσίδες. (Εικόνα11 → 12 → 13)

8. Κολλήστε την μπαταρία και τη μονάδα υποβοήθησης για τους σερβοκινητήρες και, στη συνέχεια, συνδέστε τα. (Εικόνα13 → 14)

Βήμα 7: Αντιμετώπιση προβλημάτων & Ready to Yell

Ελπίζω να έχετε έμπνευση από το εγχειρίδιό μας. Εάν έχετε οποιαδήποτε ερώτηση, μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου: [email protected] ή να μας επισκεφθείτε στο UMJI στο Shanghai JiaoTong University (Minhang)

Πιθανό σφάλμα, ειδοποίηση και λύση

Αλυσίδα σπασίματος: Η αλυσίδα μας αποτελείται από πολλές ίδιες μονάδες. Επομένως ο προσανατολισμός του συνδετικού τους τμήματος είναι πολύ σημαντικός. Εάν η αλυσίδα σας σπάσει κατά τη διαδικασία της ανόδου, ελέγξτε αν η δύναμη που ασκείται σε αυτές βρίσκεται στην ίδια κατεύθυνση να σπάσει τη σύνδεσή τους. Αν ναι, γυρίστε την αλυσίδα σας και ξανασυναρμολογήστε την. Επίσης, θυμηθείτε να ελέγξετε εάν η αλυσίδα είναι πολύ χαλαρή, αν ναι, αφαιρέστε μερικά κλάσματα της αλυσίδας.

Η ρηχή τρύπα:

Κατά τη διάνοιξη των ρηχών οπών που έχουν σχεδιαστεί για τους άξονες, είναι συνήθως δύσκολο να εκτιμηθεί το βάθος της γεώτρησης. Εάν οι τρύπες σας είναι πολύ βαθιές ώστε ο άξονάς σας να πέσει έξω, αντί να ξαναφτιάξετε αυτό το μέρος, δοκιμάστε να γεμίσετε κάτι μαλακό στην τρύπα για να το κάνετε πιο ρηχό.

Στερέωση των ξύλινων τμημάτων:

Συνήθως, οι αυτοκόλλητες βίδες μπορούν να διεισδύσουν στην ξύλινη σανίδα, αν το βρείτε δύσκολο, δοκιμάστε να ανοίξετε μικρές τρύπες σε αντίστοιχα σημεία για να το κάνετε ευκολότερο.

Ρύθμιση του ποτενσιόμετρου:

Αν βρείτε τους σερβοκινητήρες σας να περιστρέφονται αυτόματα χωρίς να δίνετε εντολές μετά τη σύνδεση, κόψτε την πηγή ισχύος και ρυθμίστε τα ποτενσιόμετρα τους με ένα κατσαβίδι. Συνδέστε ξανά, ελέγξτε και επαναλάβετε τις παραπάνω διαδικασίες (εάν είναι απαραίτητο) μέχρι να σταματήσουν να κινούνται εκτός ελέγχου.

Επίπεδες βάσεις για σερβοκινητήρες:

Το μικρό κομμάτι ξύλου κάτω από τους σερβοκινητήρες έχει σχεδιαστεί για να τους παρέχει επίπεδες βάσεις. Σημειώστε ότι οι οπές σε αυτά τα κομμάτια πρέπει να είναι αρκετά μεγάλες για τις κορυφές των βιδών και να ταιριάζουν με τις θέσεις τους.

Στερέωση των τροχών: Εάν οι δύο τροχοί δεν είναι στην ίδια γραμμή, το αυτοκίνητο θα είναι δύσκολο να προχωρήσει ευθεία και μπορεί να κλίνει προς τη μία πλευρά. Βεβαιωθείτε ότι έχετε στερεώσει τους δύο τροχούς στην ίδια γραμμή.

Προσοχή:

1. Όταν χρησιμοποιείτε το ηλεκτρικό τρυπάνι, φορέστε προστατευτικά γυαλιά και χρησιμοποιήστε τους κατάλληλους σφιγκτήρες. Προσοχή σε μηχανικούς τραυματισμούς!

2. Διακόψτε την παροχή ρεύματος κατά τη σύνδεση καλωδίων. Όσον αφορά τα καλώδια τροφοδοσίας, δώστε ιδιαίτερη προσοχή στα βραχυκυκλώματα.

Βήμα 8: Τελική προβολή συστήματος

Εικόνα 1 Μπροστινή όψη

Εικόνα 2 Πλάγια όψη

Εικόνα 3 Κάθετη όψη