Rubics Cube Solver Bot - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Herstellung eines autonomen Roboters, der einen physischen Zauberwürfel löst. Dies ist ein Projekt des Robotics Club, IIT Guwahati.

Es besteht aus einfachen Materialien, die leicht zu finden sind. Hauptsächlich haben wir Servomotoren und einen Arduino verwendet, um sie zu steuern, Acrylplatten, einen kaputten Mini Drafter, L-Klemmen und Dual Tapes!

Um den Algorithmus zum Lösen des Würfels zu erhalten, haben wir die cubejs-Bibliothek von github verwendet.

Schritt 1: Verwendete Materialien

1. 6 Servomotoren
2. Arduino Uno
3. 3-Zellen LiPo-Akku
4. Acrylglasplatte (8 mm und 5 mm Dicke)
5. Heißluftpistole(
6. Bohrmaschine
7. Säge
8. L-Klemmen
9. Aluminiumstreifen
10. Mini Drafter/ Metallstangen
11. Doppelband
12. Fevi Schnell
13. Mutternschrauben
14. Überbrückungsdrähte

Schritt 2: Vorbereitung der mechanischen Struktur

Der Basisrahmen

• Nehmen Sie eine 8 mm dicke Acrylplatte von etwa 50 cm * 50 cm und markieren Sie die Mitte aller Seiten (dies ist die Basis Ihres Roboters).
• Nehmen Sie einen kaputten Zieher und entfernen Sie die 4 Stahlstangen davon.. (Diese Stangen dienen als Weg für Ihren Schieber).
• Befestigen Sie auf zwei rechteckigen Acrylstücken (jeder Größe) zwei Stangen parallel zueinander und machen Sie zwei Paare dieser Baugruppe.
• Als nächstes, um einen Schieber zu machen, stapeln Sie zwei kleine Acrylstücke übereinander mit Abstandshaltern dazwischen an den vier Ecken und befestigen Sie sie mit Schrauben in den Abstandshaltern. Sie benötigen 4 solcher Schieberegler.
• Führen Sie vor dem Befestigen der beiden Schieberstücke die zuvor befestigten Parallelstäbe so zwischen sich hindurch, dass die Distanzstücke gerade die Außenfläche der Stäbe berühren.
• Führen Sie für jedes Paar paralleler Stangen zwei Schieber darauf.
• Sobald dies fertig ist, ordnen Sie das Stangenpaar in Form eines 90-Grad-Kreuzes an. Stellen Sie sicher, dass sich an jedem Ende des Kreuzes ein Schieber befindet.

• Jetzt müssen Sie nur noch diesen gekreuzten Pfad an der Basis Ihres Roboters anbringen, in einer gewissen Höhe von der Basis. (Stellen Sie sicher, dass die Höhe größer ist als die Höhe eines Servomotors).

  Dazu können Sie wie wir Acrylhalterungen mit L-Klemmen verwenden oder jede andere Methode ist ausreichend

Danach sollte Ihre Struktur in etwa wie das Bild aussehen.

Anbringen der Basisservos

• Die beiden Basisservos sollten so angebracht werden, dass sich das Servo unter dem Arm des Kreuzes und von der Mitte versetzt befindet.
• Die Servos werden mit langen Schrauben in waagerechter Position auf einem perforierten Silizium-Wafer befestigt, der wiederum mit L-Klemme und Zwei-Wege-Klebeband an der Basis befestigt wird.

Herstellung der Push-Pull-Stangen

• Stellen Sie den Servowinkel auf Null und befestigen Sie den Kipphebel des Servos in einer geeigneten Position.
• Platzieren Sie den Würfel in der Mitte des Kreuzes, um eine Schätzung der Entfernung des Schiebereglers in der nächsten Position zu erhalten, und platzieren Sie die Schieberegler in diesen Positionen.
• Befestigen Sie L-förmige Aluminiumstreifen an der Unterseite jedes Schiebers mit Doppelklebeband.
• Um nun den Abstand jedes Aluminiumstreifens von der Ober- oder Unterseite der in der Ebene liegenden Servowippe zu messen, ist dies die Länge Ihrer Schub-Zug-Stange.
• Sobald die Längen bestimmt sind, kann die Schubstange durch Bohren des Aluminiumstreifens oder ähnlichem befestigt werden.

Montage der oberen Servos

• Entscheiden Sie, in welcher Höhe Ihr Würfel gelöst wird. Die Achse des Servomotors sollte sich auf dieser Höhe befinden.
• Befestigen Sie die vier Servomotoren jeweils mit Schrauben in vertikaler Position an einem perforierten Siliziumwafer.
• Der Wafer wird nun auf einem L-förmigen Aluminiumstreifen montiert, dessen Basis auf der richtigen Höhe am Schieber befestigt ist, so dass die Servoachse in der Mitte des Würfels liegt.

Die C-Krallen

• Die Krallen sollten genau auf eine Würfelseite passen und die Länge des Ober- und Unterteils darf eine Würfelseite nicht überschreiten.
• Nehmen Sie dazu einen ausreichend dicken Acrylstreifen und erhitzen Sie ihn. Sobald es schmilzt, formt es eine C-förmige Klemme, so dass es genau eine Seite des Würfels einschließt.
• Markieren Sie die Mitte der C-Klaue und befestigen Sie diese Klemme in der Mitte an der Wippe des Servos.

Nehmen Sie bei Bedarf einige kleinere Anpassungen vor, damit sich jede Klemme auf der gleichen Höhe befindet.

Dies vervollständigt die mechanische Struktur Ihres Roboters, kommen wir zu den Schaltungsanschlüssen……..

Schritt 3: Stromkreisverbindungen

Um den Bot zu steuern, haben wir einen Arduino, einen Spannungsregler und einen 3-Zellen (12 V) LiPo-Akku verwendet.

Da die Servomotoren viel Strom ziehen, haben wir 6 Spannungsregler verwendet, einen für jeden Motor.

Die Signaleingänge der Motoren (hellstes Kabel der drei) wurden mit den digitalen PWM-Pins 3, 5, 6, 9, 10, 11 des Arduino verbunden.

Die Spannungsregler wurden am Steckbrett angeschlossen und von der 12-Volt-Batterie gespeist. Die Ausgangsversorgung (5V) wurde direkt in die Motoren eingespeist. Die Masse der Motoren wurde auch mit dem Steckbrett verbunden. Die gemeinsame Masse wurde auch mit dem Arduino verbunden.

Schritt 4:

Schritt 5: Code:

Die beiden angegebenen Dateien zeigen den Code, der geschrieben wurde, um den Motoren Befehle für bestimmte Schritte mit Arduino zu geben.

Die erste Datei enthält die Hauptfunktion und andere Variablendefinitionen. Die zweite Datei enthält Funktionen für jede Bewegung, die beim Lösen eines Würfels verwendet wird (z. B. U für 'Aufwärtsdrehung im Uhrzeigersinn'; R1 für 'Rechtsseite gegen den Uhrzeigersinn' usw.)

Um den Algorithmus zum Lösen des Würfels zu erhalten, haben wir die cubejs-Bibliothek von github verwendet.

Der Algorithmus gibt direkt eine Ausgabe in "Gesichtsbewegungen" aus, die durch den Arduino-Code vervollständigt wird.