Rubics Cube Solver Bot: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

ساخت یک ربات مستقل که مکعب روبیک فیزیکی را حل می کند. این یک پروژه تحت باشگاه رباتیک ، IIT Guwahati است.

این با استفاده از مواد ساده ساخته شده است که به راحتی پیدا می شود. ما عمدتا از موتورهای سروو و آردوینو برای کنترل آنها استفاده می کنیم ، ورق های اکریلیک ، Mini Drafter شکسته ، گیره L و نوارهای دوگانه!

برای بدست آوردن الگوریتم حل مکعب ، از کتابخانه cubejs از github استفاده کردیم.

مرحله 1: مواد مورد استفاده

1. 6 موتور سروو
2. آردوینو اونو
3. باتری 3 سلولی LiPo
4. ورق اکریلیک (ضخامت 8 و 5 میلی متر)
5. سلاح گرم(
6. دستگاه حفاری
7. اره برقی
8. گیره L
9. نوارهای آلومینیومی
10. مینی درافتر/ میله های فلزی
11. نوار دوگانه
12. فوی کوییک
13. پیچ های مهره ای
14. سیم های بلوز

مرحله 2: آماده سازی ساختار مکانیکی

قاب اصلی

• یک ورق اکریلیک با ضخامت 8 میلی متر تقریباً 50 سانتی متر * 50 سانتی متر بردارید و مرکز همه طرف ها را مشخص کنید (این پایه روبات شما خواهد بود).
• کشنده شکسته را بردارید و 4 میله فولادی را از آن جدا کنید. (این میله ها به عنوان مسیر کشویی شما عمل می کنند)
• روی دو تکه اکریلیک مستطیل شکل (در هر اندازه) دو میله را موازی یکدیگر قرار دهید و دو جفت از این مجموعه بسازید.
• در مرحله بعد ، برای ساخت یک لغزنده ، دو تکه کوچک اکریلیک را روی هم چیده و فاصله بین آنها در چهار گوشه قرار داده و آنها را با پیچ در فاصله ها محکم کنید. شما به 4 اسلایدر نیاز دارید.
• قبل از بستن دو قطعه لغزنده ، میله های موازی که قبلاً نصب شده است را بین آنها عبور دهید به طوری که فاصله دهنده ها فقط سطح بیرونی میله ها را لمس کنند.
• برای هر جفت میله موازی دو لغزنده روی آنها عبور دهید.
• پس از آماده شدن ، جفت میله ها را به شکل صلیب 90 درجه مرتب کنید. اطمینان حاصل کنید که یک نوار لغزنده در هر انتهای صلیب وجود دارد.

• اکنون تنها کاری که باید انجام دهید این است که این مسیر متقاطع را به پایه ربات خود ، در ارتفاعی از پایه وصل کنید. (مطمئن شوید که ارتفاع از ارتفاع سروو موتور بیشتر است)

  برای این کار ، می توانید از اتصالات اکریلیک با گیره L مانند ما استفاده کنید یا هر روش دیگری کافی است

پس از این ساختار شما باید چیزی شبیه به تصویر باشد.

اتصال سروهای پایه

• دو سرو پایه باید طوری متصل شوند که سروو در زیر بازوی متقاطع قرار گرفته و از مرکز خارج شده باشد.
• سروها به صورت افقی به یک ویفر سیلیکونی سوراخ دار با استفاده از پیچ و مهره های بلند متصل می شوند که به نوبه خود با گیره L و نوار دو طرفه به پایه متصل می شوند.

ساخت میله های push-pull

• زاویه سروو را روی صفر قرار دهید و بازوی چرخشی سروو را در موقعیت مناسب وصل کنید.
• مکعب را در مرکز ضربدر قرار دهید تا برآورد فاصله لغزنده را در نزدیکترین موقعیت بدست آورید و لغزنده ها را در آن موقعیتها قرار دهید.
• نوارهای آلومینیومی شکل L را در پایین هر نوار لغزنده با استفاده از نوار دوگانه وصل کنید.
• اکنون برای اندازه گیری فاصله هر نوار آلومینیومی از بالا یا پایین نوار سروو که در سطح آن قرار دارد ، این طول میله فشار و کشش شما خواهد بود.
• پس از تعیین طول ، میله فشار را می توان با سوراخ کردن نوار آلومینیوم یا چیز دیگری ثابت کرد.

نصب سرویس های بالا

• در مورد ارتفاع مکعب خود تصمیم بگیرید. محور سرو موتور باید در این ارتفاع باشد.
• چهار سروو موتور را که هرکدام با استفاده از پیچ و مهره در حالت عمودی به یک ویفر سیلیکونی سوراخ شده وصل کنید.
• ویفر در حال حاضر بر روی یک نوار آلومینیومی L شکل نصب شده است که پایه آن در ارتفاع مناسب به کشویی ثابت شده است به طوری که محور سروو در مرکز مکعب قرار دارد.

پنجه های C

• پنجه ها باید به گونه ای باشند که دقیقاً در یک طرف مکعب قرار بگیرند و طول قسمتهای بالا و پایین نباید از یک طرف مکعب تجاوز کند.
• برای این کار یک نوار اکریلیک با ضخامت کافی بردارید و آن را حرارت دهید. پس از ذوب شدن مجدد ، یک گیره C شکل ایجاد می کند به طوری که دقیقاً یک طرف مکعب را به دام می اندازد.
• مرکز پنجه C را علامت گذاری کرده و این گیره را در قسمت سروو در مرکز آن ثابت کنید.

در صورت لزوم تعدیلات جزئی انجام دهید تا هر گیره در یک ارتفاع باشد.

این ساختار مکانیکی ربات شما را تکمیل می کند ، اجازه می دهد تا به اتصالات مدار حرکت کنید ……..

مرحله 3: اتصالات مدار

برای کنترل Bot ما از آردوینو ، تنظیم کننده ولتاژ و باتری LiPo 3 سلولی (12 ولت) استفاده کردیم.

همانطور که سروو موتورها قدرت زیادی می گیرند ، ما از 6 تنظیم کننده ولتاژ ، یکی برای هر موتور استفاده کردیم.

ورودی های سیگنال موتورها (روشن ترین سیم رنگ سه تای) به پایه های دیجیتال PWM 3 ، 5 ، 6 ، 9 ، 10 ، 11 آردوینو متصل شد.

تنظیم کننده ولتاژ روی نان برد متصل شده و از باتری 12 ولت تغذیه می کند. منبع خروجی (5 ولت) مستقیماً به موتورها تغذیه می شد. زمین موتورها نیز به تخته نان متصل بودند. زمینه مشترک به آردوینو نیز متصل شد.

مرحله 4:

مرحله 5: کد:

دو فایل داده شده کد نشان داده شده برای فرمان دادن به موتورها برای مراحل خاص با استفاده از آردوینو را نشان می دهد.

فایل اول شامل عملکرد اصلی و سایر تعاریف متغیر است. فایل دوم شامل عملکردهایی برای هر حرکت مورد استفاده در حل مکعب است (مثلاً U برای 'چرخش رو به بالا در جهت عقربه های ساعت' ؛ R1 برای 'حرکت صورت راست در جهت خلاف جهت عقربه های ساعت' و غیره)

برای بدست آوردن الگوریتم حل مکعب ، از کتابخانه cubejs از github استفاده کردیم.

این الگوریتم به طور مستقیم خروجی را در "حرکت چهره" نشان می دهد که توسط کد آردوینو تکمیل می شود.