G20 Aluminumano Gravado: 12 Passos (com Imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Somos o G20, uma equipe formada por calouros do Instituto Conjunto da Universidade de Michigan-Shanghai Jiao Tong University (Figura 1 e 3). Nosso objetivo é fazer um robô, que pode carregar bolas sobre o campo de batalha no jogo “Batalha Naval”. O UM-SJTU Joint Institute (JI) foi estabelecido conjuntamente pela Shanghai Jiao Tong University e a University of Michigan em 2006 (Figura 2) Ele está localizado em Xangai, na China. O objetivo desta parceria é construir um instituto de ensino e pesquisa de classe mundial na China para nutrir líderes inovadores com visões globais.

Etapa 1: detalhes sobre a competição

Nosso carro arrebatador é projetado para um curso exclusivo chamado VG100 oferecido no instituto conjunto. Este curso tem como objetivo ensinar-nos a descobrir problemas e resolvê-los por conta própria como engenheiros. Cada grupo é composto por cinco membros. Somos obrigados a comprar componentes e fabricar um carro em cinco semanas. Nosso dia de jogo é na sexta semana. Nosso objetivo é vencer o jogo.

Algumas regras básicas de corrida são listadas a seguir:

①O campo de jogo é dividido em duas partes e o tamanho de cada parte é 150cmm × 100cm. Há um tabuleiro de 7cm no meio e uma lacuna de 5cm entre o chão e o tabuleiro.

②Há oito bolas pequenas e quatro bolas grandes de cada lado. As bolas pequenas são iguais às usadas no tênis de mesa; bolas grandes são bolas de madeira, cujo diâmetro é de 7 cm.

③Para vencer o jogo, uma equipe deve lançar ou empurrar todas as bolas para o outro lado do campo. Uma equipe também pode lançar ou empurrar as bolas do lado oposto de volta para o seu lado.

④O carro não deve ser maior que 35cm * 35cm * 20cm.

Etapa 2: Lista de Materiais

Etapa 3: conceito geral

Nosso conceito geral de design é espremer bolas grandes sobre a parede usando a placa de alumínio curva. O carro é controlado pelo Arduino Uno e alimentado pela bateria do modelo do navio. Uma combinação de motor de engrenagens e placa de driver L298N é usada para dirigir o carro. Nós controlamos o carro pelo Sony PS2. Este conceito é relativamente fácil para mãos verdes, pois não possui braços mecânicos ou qualquer coisa complexa.

A base do carro é especialmente desenhada para ficar mais baixa na frente, o que torna mais conveniente para nós fixarmos a placa de alumínio. Além disso, tentamos muitas vezes encontrar uma curvatura adequada para a placa de alumínio - é como um quadrante, mas um pouco mais longo no topo. Caso contrário, as bolas de madeira ficariam presas facilmente entre a parede e a placa de alumínio. Fixamos ferros angulares na placa de alumínio para pegar as bolas que estão no canto do campo.

O princípio de funcionamento do carro decide que ele deve ter impulso suficiente ao empurrar as bolas. Por causa disso, nosso programador permite que os motores funcionem na velocidade mais alta; além disso, compramos uma placa de acrílico fina e uma placa de alumínio para tornar o carro mais leve. Com tudo isso garantido, o carro, de alumínio lacado, é de alta flexibilidade em movimento.

Consulte as Figuras 6, 7 e 8 para referência.

Etapa 4: projetando circuitos e programação

O diagrama de circuito acima mostra como o PS2 está conectado ao Arduino (Figura 9-10).

A programação também é mostrada acima. (Figura 11 - veja a imagem original para código de alta definição)

Etapa 5: Construindo a Base

Usamos o AutoCAD para desenhar o esboço da base (Figura 12). O tamanho aproximado é 25cm * 20cm e os detalhes estão marcados na imagem acima. Depois, cortamos com máquina de corte a laser.

A curva na frente foi projetada para se encaixar melhor na placa de alumínio. Os orifícios na parte traseira são para parafusos; pequenos furos no canto frontal são para pequenos ajustes na fixação da placa de alumínio, ou seja, nem todos serão utilizados. Geralmente, as abraçadeiras de náilon são bastante úteis e tão fortes quanto parafusos.

Etapa 6: conectando componentes

① conecte a placa de driver à placa Arduino (Figura 13)

②conecte a placa Arduino ao projetor de sinal (Figura 14)

③ conecte o motor de engrenagem ao OutputA na placa Arduino (Figura 15)

④ conecte a placa do driver à bateria do modelo do navio (Figura 16)

Etapa 7: montagem

Devido ao nosso design simples, o alumínio com fita é bastante fácil de montar!

1. Fixe os ferros angulares para motores na placa de base com abraçadeiras de nylon de cada lado. Conecte os motores às cantoneiras com parafusos.

2. Ligue os motores com o acoplamento e as rodas e fixe-os com parafusos. Fixe as rodas omnidirecionais no canto dianteiro. (Figura 17)

3. Fixe a placa de alumínio e o suporte de metal na placa de base com braçadeiras e parafusos de náilon. (Figura 18 e 19)

4. Fixe quatro parafusos em cada lado da placa de alumínio. (Figura 20)

5. Fixe a placa de driver, placa Arduino, modelo de bateria de navio, aceitador na placa de base com fitas. (Figura 21)

Etapa 8: depuração

No primeiro projeto, quando as bolas estão no canto do campo de batalha, nosso carro não consegue colocar a bola nele. Assim, alargamos a placa de alumínio e resolvemos o problema.

Etapa 9: Visão Final do Sistema

Etapa 10: Dia do Jogo

Etapa 11: Conclusão

O robô, com fita de alumínio, conseguiu empurrar metade das bolas por cima da parede e ficou em décimo lugar no dia do jogo. No início, um fio caiu acidentalmente e nos fez perder algum tempo de jogo, o que é bastante inesperado, e não conseguimos encontrar a causa desse incidente em três minutos. Mesmo assim, o robô ainda mostrou seu ótimo desempenho com o motor desligado.

O principal problema, mau contato, foi causado por nossa negligência. Simplesmente enrolar o terminal de fio em fita resolveria o problema, mas esquecemos esses detalhes. Além disso, os fios estavam uma bagunça, o que em parte levou à nossa ineficiência enquanto procurávamos a raiz do problema durante o tempo de jogo.

No entanto, independentemente desses problemas, outros grupos elogiaram nosso robô. O princípio de funcionamento é simples, o custo é extremamente baixo e o robô consegue lidar perfeitamente com as bolas na esquina. Ainda temos orgulho do nosso design e aprendemos muito com o jogo emocionante.

Etapa 12: Apêndice

Links de vídeo para cada rodada no dia do jogo

v.youku.com/v_show/id_XMzA5OTkwNjk1Mg==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1