معرفی Manipulators: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

ایجاد دستکاری مناسب برای یک چالش یکی از سخت ترین بخش های FIRST Competition Competition (FRC) است. در چهار سال دانشجویی ، این بزرگترین نقطه شکست تیم من بود. اگرچه چالش بازی در FRC سال به سال تغییر می کند ، اما اغلب وظایفی وجود دارد که مشابه کارهای سال های گذشته است. به عنوان مثال ، بازی 2012 ، Rebound Rumble ، عناصر روشنی از بازی 2001 ، Diabolical Dynamics و بازی 2006 ، Aim High داشت. به همین دلیل ، آشنایی با طرح های اصلی دستکاری کننده در بازی های قبلی مفید است. این آموزش مروری بر دستکاری هایی که معمولاً در FIRST Competition Robotics (FRC) استفاده می شوند ، ارائه می دهد. در هر مرحله یک نوع دستکاری کننده کلی مورد بحث قرار می گیرد و نمونه هایی از پیاده سازی های دستکاری کننده ارائه می شود. این آموزش از طریق برنامه کارآموز دبیرستان Autodesk FIRST انجام شده است. پیش نیازها: تمایل به یادگیری اعتبار عکس:

مرحله 1: دستورالعمل های کلی

قبل از اینکه به پیچ و مهره های مختلف دستکاری کننده بپردازم ، می خواستم راهنمایی های کلی را ارائه کنم که به شما در انتخاب و طراحی یک دستکاری کننده کمک می کند. اول ، اجازه دهید استراتژی طراحی دستکاری کننده شما را هدایت کند ، نه برعکس. این بدان معناست که دستکاری کننده شما باید به الزامات طراحی که تیم شما در شکل گیری استراتژی بر اساس آن تصمیم گرفته است برسد ، به جای اینکه یک استراتژی را بر اساس دستکاری کننده ای که با هم کنار می زنید ، شکل دهد. دوم ، در محدوده تیم های خود طراحی کنید. اگر می دانید که منابعی برای ساختن دستکاری فوق العاده پیچیده ای ندارید که فکر می کنید بر همه جنبه های بازی تسلط دارد ، این کار را نکنید! به سراغ نقش ساده تری بروید که می توانید بسازید و یک نقش را به خوبی ایفا می کند. با این حال ، از ترغیب تیم خود برای غلبه بر محدودیت های خود نترسید. به عنوان مثال ، تیم من در سال گذشته خود را مجبور به ساخت یک ربات تمرین کرد ، و در نهایت بسیار سودمند بود. سوم ، همیشه کنترل فعال بر روی قطعه بازی داشته باشید. به عنوان مثال ، اگر یک توپ باید از طریق ربات شما منتقل شود ، این کار را با نوار نقاله انجام دهید ، نه با سطح شیب دار. اگر قطعه بازی را به طور فعال کنترل نکنید ، ناگزیر از دستکاری شما گیر کرده یا از دست می رود. سرانجام ، نمونه سازی و توسعه تکراری کلید ساختن یک دستکاری کننده موفق است. با یک نمونه اولیه شروع کنید ، و سپس آن را به طور مکرر بهبود دهید تا زمانی که آماده ساخت نسخه نهایی شوید. حتی در آن صورت ، به دنبال بهبودهایی باشید که آن را بهتر کند. اعتبار عکس:

مرحله 2: اسلحه

اسلحه یکی از رایج ترین دستکاری کننده هایی است که در FRC استفاده می شود. به طور کلی ، آنها به همراه یک افکتور نهایی برای کنترل قطعه بازی استفاده می شوند. دو نوع رایج بازوهای تک و چند مفصلی هستند. در حالی که بازوهای چند مفصل می توانند به نقاط دورتری برسند و می توانند جهت گیری اثر نهایی را کنترل بیشتری داشته باشند ، اما پیچیده تر نیز هستند. از طرف دیگر ، بازوهای تک مفصل دارای مزیت سادگی هستند. یک طرح رایج که برای بازوها استفاده می شود اتصال 4 نوار یا موازی است. چنین پیوندی در تصویر سوم نشان داده شده است. ویژگی اصلی این طرح این است که جلوه نهایی در جهت ثابت نگه داشته می شود. نکاتی در مورد طراحی بازو:

• به وزن توجه کنید - می تواند باعث کندی بازو یا حتی شکست آن شود
• از مواد سبک مانند لوله و ورق فلزی به شکل دایره یا مستطیل استفاده کنید
• برای ساده سازی کنترل بازو از حسگرهایی مانند کلیدهای محدود و پتانسیومتر استفاده کنید
• بازو را با فنرها ، ضربه های گاز یا وزن متعادل کنید تا آن را تثبیت کرده و بار موتورها را کاهش دهید

اعتبار عکس: 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 /media/photos/27982

مرحله 3: آسانسور

مانند بازوها ، آسانسورها با یک افکت انتهایی برای کنترل قطعه بازی استفاده می شوند. آنها معمولاً با سیم پیچ سیم بر روی درام بلند می شوند. اگرچه فقط لازم است آسانسور را به بالا بکشید ، اما عاقلانه است که یک کابل بازگشتی داشته باشید که بتواند آسانسور را به سمت پایین بکشد تا از گرفتگی جلوگیری شود. دو نوع اصلی مسیریابی کابل به طوری که آسانسور را بالا می برد وجود دارد: تقلب مداوم و تقلب آبشاری. آسانسورهای دارای تقلب مداوم (در تصویر دوم نشان داده شده است) دارای یک کابل پیوسته از وینچ تا آخرین مرحله خود هستند. با کشیدن کابل ، مرحله 3 اولین مرحله ای است که بالا می رود و آخرین مرحله ای است که هنگام رها شدن کابل به پایین حرکت می کند. دو مزیت این طرح این است که کابل با همان سرعتی که پایین می رود بالا می رود ، بدین معنا که می توان کابل برگشتی را روی یک درام قرار داد و کشش در کابل کم است. معایب اصلی آن این است که قسمتهای میانی آن بیشتر مستعد گرفتگی هستند. آسانسورها با تقلب آبشار (در تصویر سوم نشان داده شده است) دارای کابل های جداگانه ای هستند که هر مرحله از آسانسور را به هم متصل می کنند. این باعث می شود که همه مراحل همزمان با کشیدن کابل بالا برود. با این حال ، هر کابل برگشت باید دارای سرعت متفاوتی نسبت به وینچ اصلی باشد ، که می توان با استفاده از طبل هایی با قطرهای مختلف ، آن را اداره کرد. در حالی که قسمتهای میانی یک آسانسور آبشار کمتر مستعد گرفتگی هستند ، تنش روی کابلهای سطح پایین بسیار بیشتر از آسانسور با تقلب مداوم است. اگرچه آسانسورها و بازوها مشابه هستند ، اما تفاوت های مهمی وجود دارد. آسانسورها پیچیده تر و سنگین تر از بازوهای تک مفصلی هستند. علاوه بر این ، آسانسورها معمولاً عمودی حرکت می کنند و نمی توانند به خارج از محیط ربات برسند. با این حال ، آنها هنگام حرکت مرکز ثقل ربات را تغییر نمی دهند و با استفاده مناسب از حسگرها و برنامه نویسی می توان موقعیت آنها را به طور دقیق کنترل کرد. در اصل ، هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند و تصمیم گیری در مورد استفاده از آنها به عهده تیم ها است. یک گزینه دیگر این است که این دو گزینه را با قرار دادن بازویی در آخرین مرحله آسانسور ترکیب کنید ، که نمونه ای از آن در تصویر چهارم نشان داده شده است. اعتبار عکس:

مرحله 4: چنگال ها

تقریباً انواع گریپرهای مختلف در FRC به اندازه تیم ها وجود دارد. از پنجه ها برای کنترل مستقیم و دستکاری قطعه بازی استفاده می شود. آنها در سالهایی که تعداد کمی بازی وجود دارد مفید هستند ، که فقط یکی از آنها ممکن است در یک زمان کنترل شود. دو سبک اصلی عبارتند از پنجه های منفعل و پنجه غلتکی. پنجه های منفعل به انگشتان خود برای قرار گرفتن مناسب بازی متکی هستند ، در حالی که پنجه های غلتکی از چرخ یا غلطک برای فعال کردن آن استفاده می کنند. لیست زیر گیره های مختلف مربوط به تصاویر بالا است:

• چنگک پنوماتیک دو انگشتی
• گیربکس پنوماتیک خطی دو انگشتی
• گیربکس پنوماتیک خطی سه انگشتی
• گیربکس موتور دار
• گیر پنوماتیک
• پنجه غلتکی اساسی
• پنجه غلتکی لولا

در نهایت ، چند نکته برای طراحی چنگک:

• اطمینان حاصل کنید که گریپر شما نیروی کافی برای اتصال به قطعه بازی اعمال می کند
• چنگک خود را بگیرید و اجسام را سریع رها کنید
• با استفاده از حسگرها برای خودکار کردن عملیات اصلی ، کنترل را آسان کنید

اعتبار عکس:

مرحله 5: جمع آوری و حمل توپ

در حالی که گیره ها برای دستکاری اجسام منفرد که ممکن است شکل غیرمعمول داشته باشند مفید هستند ، اغلب اوقات بازی های FRC شامل دسته ای از توپ ها می شود. دو قابلیت که معمولاً در این بازی ها مورد نیاز است جمع آوری توپ و حمل آنها در داخل یک ربات است. م effectiveثرترین روش جمع آوری توپ ها بسته به قوانین سال به سال تغییر می کند. در بازی 2012 ، ریباند رامبل ، به تیم ها اجازه داده شد که ضمائم فراتر از ربات خود داشته باشند. بسیاری از تیم ها تصمیم گرفتند که استفاده از سیستم های جمع آوری توپ مفید خواهد بود ، در نتیجه ضمیمه هایی با استفاده از غلطک توپ ها را به یک ورودی واحد یا روی سپرها و روبات خود منتقل می کند. چندین نمونه از این روبات ها در تصاویر یک تا سه دیده می شود. در بازی 2009 ، Lunacy ، تیم ها اجازه نداشتند دستکاری هایی داشته باشند که فراتر از محدوده فریم خود گسترش می یافتند. اگر آنها می خواستند توپ را از روی زمین جمع آوری کنند ، باید این کار را در جلوی ربات خود انجام می دادند. این امر باعث ایجاد بسیاری از روبات های پهن پهن شد زیرا اجازه می دهد تا بازتر بیشتری برای ورود توپ ها ایجاد شود. نمونه هایی از این روبات ها در تصاویر چهار و پنج دیده می شود. چندین روش ممکن برای انتقال توپ ها پس از جمع آوری آنها توسط روبات وجود دارد ، اما رایج ترین آنها استفاده از تسمه پلی اورتان است. تسمه های پلی اورتان (که به پلی کورد نیز معروف است) تسمه های قابل تنظیم طول هستند و معمولاً برای نقاله ها و انتقال قدرت کم بار استفاده می شوند. تک تک ربات های تصویر بالا تا حدی از پلی کورد استفاده می کنند. تصویر نهایی polycord را با جزئیات بیشتر نشان می دهد. اعتبار عکس: https://www.simbotics.org/media/photos/2012-first-championship/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

مرحله 6: تیراندازی

رساندن توپ از روبات به مکانی غیرقابل دسترس دیگر کار معمول در FRC است. این امر مستلزم پرتاب توپ است ، معمولاً با استفاده از منجنیق یا تیرانداز چرخی شبیه به یک ماشین بیس بال زمینی. متداول ترین راه حل برای این چالش فشرده سازی توپ بر روی یک چرخ در حال چرخش است ، که این امر آنقدر شتاب می دهد تا فاصله قابل توجهی را به سمت آن پرتاب کند. دو تنوع اصلی این طرح تیراندازان تک چرخ و دو چرخ است. تیراندازان تک چرخ ساده هستند و تمایل دارند پشتی زیادی روی توپ قرار دهند. سرعت خروجی توپ تقریباً معادل ½ سرعت سطح چرخ است. تیراندازان دوچرخه از نظر مکانیکی پیچیده تر هستند ، اما می توانند توپ را دورتر کنند. این به این دلیل است که سرعت خروجی توپ تقریباً برابر سرعت سطح چرخ است. دو تصویر اول نمونه هایی از تیراندازان را نشان می دهد. همانطور که بسیاری از تیم ها در سال 2012 آموختند ، کلید ایجاد یک تیرانداز دقیق این است که تا حد امکان بسیاری از متغیرهای درگیر را کنترل کنید. اینها شامل کنترل سرعت چرخ ، زاویه پرتاب ، سرعت ورود توپ به تیرانداز ، جهت گیری تیرانداز نسبت به سیستم تغذیه آن و لغزش توپ به سطح چرخ و کاپوت است. منجنیق ها در بازی های تیراندازی بسیار کمتر رایج هستند زیرا قادر به شلیک سریع نیستند. با این حال ، مزیت اصلی آنها این است که می توانند دقت بیشتری نسبت به تیراندازان سنتی داشته باشند. منجنیق ها معمولاً با پنوماتیک یا فنرها تغذیه می شوند. تصویر نهایی مربوط به تیمی است که سال گذشته از پنوماتیک برای تغذیه منجنیق استفاده کرد. اعتبار عکس: https://www.chiefdelphi.com/media/photos/37418https://gallery.raiderrobotix.org/2012-Championships/2012ChampDSP/IMG_3448https://www.teamxbot.org/index.php؟ option = com_content & view = article & id = 47 & Itemid = 55

مرحله 7: وینچ

وینچ ها در FRC چندین کاربرد احتمالی دارند و بنابراین به عنوان عناصر دستکاری کننده های بزرگتر یافت می شوند. دو مورد از رایج ترین کاربردهای آنها ذخیره انرژی برای مکانیسم بزرگتر و بلند کردن یک ربات کامل است. هنگامی که برای بارگیری یک دستگاه ذخیره انرژی استفاده می شود ، وینچ ها معمولاً طوری طراحی می شوند که فقط در یک جهت کار کنند ، با رهایشی که اجازه می دهد آزادانه بچرخد ، بنابراین انرژی ذخیره شده را آزاد می کند. تصویری از وینچ که برای این کار طراحی شده است در تصویر اول نشان داده شده است. یکی دیگر از کاربردهای وینچ بلند کردن روبات است. در این مورد ، معمولاً کافی نیست که یک گیربکس جداگانه اختصاص داده شود تا کار انجام شود ، و باعث می شود تیم ها یک گیربکس برقی را بسازند که قادر است قدرت را از پیشرانه به مکانیزمی جداگانه منحرف کند. اگرچه این فقط یک روش رانندگی وینچ است ، تصمیم گرفتم نمونه ای از آن را در تصویر دوم نشان دهم زیرا مکانیسم جالبی است. اعتبار عکس:

مرحله 8: نتیجه گیری

همانطور که مشاهده کردید ، انواع مختلف دستکاری کننده های مختلف وجود دارد که می توان در اولین مسابقه رباتیک از آنها استفاده کرد. با توجه به اینکه تیم های زیادی برای حل چالش ها کار می کنند ، هر کدام سابقه خود را دارند ، مطمئناً این اتفاق می افتد. آگاهی از آنچه قبلاً انجام شده است می تواند با استفاده از دستکاری کننده های قبلی به عنوان خطوط اولیه برای نمونه های اولیه تیم و طرح های نهایی ، در وقت ارزشمند شما صرفه جویی کند. با این حال ، همچنین مراقب باشید که اجازه ندهید طرح های قبلی تفکر شما را محدود کند. اگر با دریافت چالش ، بلافاصله یک طرح قدیمی را برای استفاده انتخاب کردید ، ممکن است راه حل بهتری را نادیده بگیرید. علاوه بر این ، گاهی اوقات خلاقانه ترین و عجیب ترین راه حل هایی که به طور خاص برای یک چالش طراحی شده اند ، در نهایت غالب می شوند. به عنوان مثال ، دستکاری شده در تصویر بسیار متفاوت از سال استفاده بود ، اما بسیار موفق بود. اگر این و نکات کلی که در ابتدا پیشنهاد کردم را به خاطر داشته باشید ، در حال حاضر در راه ایجاد یک دستکاری کننده موفق هستید. از اندی بیکر از اندمی مارک برای ارائه عمومی خود در مورد دستکاری کنندگان تشکر می کنم. بسیاری از تصاویر این آموزش از آن است. اعتبار عکس: