Batalha Naval-The Black Pearl: 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

【Introdução】

Somos o grupo 3, JI-artesão (logotipo: Fig.3), do Instituto Conjunto da Universidade Jiao Tong de Xangai (Fig.1). Nosso campus está localizado no distrito de Minhang, em Xangai. A Figura 2 é uma foto do prédio da JI que vimos no microblog da JI, que é nossa foto original favorita do campus. JI visa cultivar engenheiros com liderança e fornece aos alunos uma base sólida e excelente de habilidades tecnológicas e de comunicação.

Membros do grupo: Shi Li; Guan Kaiwen; Wang Tianyi; Liu Yongle; Ervin Tjitra (Fig.4)

Instrutores:

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

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

Professora Irene Wei, Ph. D. (TC)

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

Professor assistente:

Li Jiaqi (Tech) Zhou Xiaochen (Tech)

Liu Xinyi (TC) Ma Zhixian (TC)

【Informações do curso e do projeto】

No curso VG100, Introdução à engenharia (outono de 2017), instruído pelo Dr. Shane Johnson e Dr. Irene Wei, vamos participar de um jogo chamado Batalha Naval.

Durante o jogo, quando nosso robô tentou levantar uma grande bola, uma das fitas que usamos para prender o servo motor ao corpo do robô caiu, o que fez com que a corrente se desfizesse, e demoramos bastante para consertá-la. Mas eventualmente continuamos o jogo com o tempo restante, e conseguimos mover 1 bola grande e 4 bolas pequenas para o outro lado.

Nossa pontuação final é 8 e classificamos em 14º em todos os 22 grupos.

Nosso vídeo do jogo:

Objetivos do projeto:

Neste projeto, o objetivo é projetar e construir um robô para um jogo chamado Batalha Naval (regras e regulamentos detalhados anexados abaixo). O robô deve ser capaz de mover bolas grandes e pequenas bolas colocadas pelos TAs diante de uma parede em 3 minutos, determinado tempo.

Nosso projeto:

Nosso robô consiste principalmente de sistema de levantamento e sistema de movimentação.

No sistema de elevação, usamos servo motores para controlar duas rodas dentadas e presas a cada uma delas estão correntes que seguram dois garfos. Todos eles são controlados por meio de um controle remoto PS2. As bolas grandes devem ser movidas usando os garfos como uma empilhadeira, e duas tábuas de madeira fixadas nas laterais dos garfos devem evitar que os garfos se separem um do outro, considerando o peso das bolas grandes entre eles.

No sistema de movimentação, usamos 2 motores para mover o robô, uma placa Arduino e um controlador PS2 para controlar a velocidade e a direção do robô.

【Regras do jogo e regulamentos da competição】

O robô tem um tamanho limite de 350 mm (comprimento) * 350 mm (largura) * 200 mm (altura) na posição inicial da competição.

Apenas os motores fornecidos podem ser usados e servo motores de qualquer tipo são permitidos adicionalmente.

O jogo tem um limite de 3 minutos e a pontuação final é calculada de acordo com as posições finais das bolas.

O campo (Fig. 5 e 6) do jogo tem 2.000 milímetros de comprimento e 1.500 milímetros de largura com as paredes circundantes medindo 70 milímetros. No meio do campo, uma parede (Fig.7) de 70 milímetros de altura e 18 milímetros de largura é colocada 50 milímetros acima do solo que divide o campo em dois lados.

Quatro bolas de madeira (diâmetro: 70 mm) são colocadas pelos TAs no campo, e para mover cada uma para o outro lado dá 4 pontos. Também colocadas pelos TAs são 8 pequenas bolas que dão 1 ponto para cada uma se mover para o outro lado.

Uma penalidade de 5 pontos será aplicada se uma bola grande sair do campo, e uma penalidade de 2 pontos para uma bola pequena.

Etapa 1: Diagrama de Circuito

Etapa 2: Diagrama de conceito

As Figuras 1 e 2 são nosso diagrama de conceito. A Figura 2 é uma visão explosiva.

Nosso robô consiste principalmente de sistema de levantamento e sistema de movimentação.

No sistema de elevação, usamos servo motores para controlar duas rodas dentadas e presas a cada uma delas estão correntes que seguram dois garfos. Todos eles são controlados por meio de um controle remoto PS2. As bolas grandes devem ser movidas usando os garfos como uma empilhadeira, e duas tábuas de madeira fixadas nas laterais dos garfos devem evitar que os garfos se afastem um do outro considerando o peso das bolas grandes entre eles.

No sistema de movimentação, usamos 2 motores para mover o robô, uma placa Arduino e um controlador PS2 para controlar a velocidade e a direção do robô.

As Figuras 3 e 4 são nosso protótipo fabricado.

Etapa 3: Prepare os materiais e ferramentas

Ferramentas:

• Furar
• Chave de fenda
• Pistola de solda e ferro de solda elétrico
• Governante
• Lápis
• Cola 502

As Figuras 1-11 são fotos de nossos materiais e ferramentas.

A Figura 12-15 são preços, quantidades e links TAOBAO para nossos materiais.

Etapa 4: configuração do software

Usamos o Arduino para programar de forma a controlar o motor e o servo motor.

Para comprar uma placa Arduino e aprender a programá-la, visite o site:

Etapa 5: Fabricação de componentes

As barras e placas de madeira precisam ser processadas para a montagem.

O suporte do eixo interno (Fig.1):

Pegue 4 centímetros de barra de madeira e faça dois furos (Φ = 3 mm) na posição de 5 mm de ambas as extremidades. Em seguida, faça um furo raso (Φ = 5 mm) a 2 centímetros de uma das extremidades dele na direção vertical.

O eixo externo e o suporte da placa (Fig.2):

Pegue 8 centímetros da barra de madeira e faça dois furos (Φ = 3 mm) na posição de 5 mm e 35 mm de uma das extremidades. Em seguida, faça dois orifícios (Φ = 3 mm) a 45 mm e 70 mm dessa extremidade e um raso a 20 mm dessa extremidade, mas na direção vertical.

A ripa (Fig.3):

Pegue duas peças de madeira de 5 cm * 17 cm e, em seguida, corte um pequeno retângulo de 25 mm * 15 mm em um canto de ambas as peças.

O rodapé (Fig.4) e o telhado (Fig.5):

Pegue duas peças de madeira de 17 cm * 20 cm, corte-as e faça orifícios (Φ = 3 mm) como pode ser visto nas Figuras 4 e 5.

O suporte superior da ripa (Fig.6):

Pegue 5 centímetros da barra de madeira e faça um orifício (Φ = 3 mm) na posição de 5 mm de uma das extremidades dela, então

outro maior (Φ = 4mm) a 5mm da outra extremidade, mas na direção vertical.

O suporte do rodízio (Fig.7):

Pegue um pedaço de barra de madeira de 1cm * 4cm e enfie o rodízio no meio dele.

Etapa 6: Montagem

1. Fixe os suportes do eixo na placa de base com parafusos. Lembre-se de colocar o eixo com a engrenagem pequena nos buracos grandes e rasos ao fazer isso. E cole o rodízio na parte de trás do quadro. (Figura 1 → 2)

2. Vire a placa e fixe dois motores na placa. Observe que os fios já estão soldados neles para maior comodidade, mas o ponto de soldagem pode ser vulnerável. (Figura2 → 3 → 4)

3. Fixe os quatro pólos de suporte em cada canto da placa de base. (Figura 4 → 5)

4. Fixe a placa arduino e o controlador do motor na placa de base, usando pilares de cobre e parafusos. E amarre a bateria dos motores em um dos pólos na parte traseira. (Figura 5 → 6 → 7 → 8 → 9)

5. Fixe o telhado nos quatro postes de suporte. (Figura 9 → 10)

6. Fixe as ripas no telhado com os suportes superiores das ripas. Cole o receptor sem fio PS2 sob o teto. (Figura 10 → 11)

7. Coloque os servo motores nas bordas frontais do telhado e, em seguida, pendure as correntes. (Figura 11 → 12 → 13)

8. Prenda a bateria e o módulo abaixador para os servo motores e, em seguida, conecte-os. (Figura 13 → 14)

Etapa 7: Solução de problemas e pronto para gritar

Espero que você se inspire em nosso manual. Se você tiver alguma dúvida, pode nos contatar através do e-mail: [email protected] ou nos visitar em UMJI na Universidade JiaoTong de Xangai (Minhang)

Possível erro, aviso e solução

Quebra de corrente: Nossa corrente é composta de várias unidades idênticas. Portanto, a orientação de sua parte de conexão é muito importante. Se sua corrente se quebrar durante o processo de subida, verifique se a força exercida sobre ela está na mesma direção de quebrar sua conexão. Em caso afirmativo, vire a corrente e monte-a novamente. Além disso, lembre-se de verificar se a corrente está muito frouxa; em caso afirmativo, remova algumas frações da corrente.

O buraco raso:

Ao fazer os furos rasos projetados para os eixos, geralmente é difícil estimar a profundidade da perfuração. Se os buracos forem muito profundos para que o eixo caia, em vez de refazer essa parte, tente colocar algo macio no buraco para torná-lo mais raso.

Fixando as peças de madeira:

Normalmente, os parafusos de auto-fixação são capazes de penetrar na placa de madeira, se você achar isso difícil, tente fazer pequenos orifícios nos locais correspondentes para facilitar.

Ajustando o potenciômetro:

Se você encontrar seus servo motores girando automaticamente sem você dar ordens depois de conectados, desligue a fonte de alimentação e ajuste seus potenciômetros com uma chave de fenda. Reconecte, verifique e repita os procedimentos acima (se necessário) até que parem de se mover fora de controle.

Bases planas para servo motores:

O pequeno pedaço de madeira sob os servo motores é projetado para fornecer-lhes bases planas. Observe que os orifícios nessas peças devem ser grandes o suficiente para os topos dos parafusos e corresponder às suas posições.

Consertando as rodas: Se as duas rodas não estiverem na mesma linha, o carro ficará difícil de seguir em frente e poderá inclinar para um lado. Certifique-se de fixar as duas rodas na mesma linha.

Cuidado:

1. Ao usar a furadeira elétrica, use óculos de proteção e braçadeiras adequadas. Cuidado com ferimentos mecânicos!

2. Corte a energia ao conectar os fios. Em termos de linhas de energia, preste atenção especial aos curtos-circuitos.

Etapa 8: Visão Final do Sistema

Figura 1 vista frontal

Figura 2 vista lateral

Figura 3 Visão vertical