Batalla naval: La Perla Negra: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

【Introducción】

Somos el grupo 3, JI-artisan (logo: Fig.3), del Instituto Conjunto de la Universidad Jiao Tong de Shanghai (Fig.1). Nuestro campus está ubicado en el distrito de Minhang de Shanghai. La Figura 2 es una imagen del edificio JI que vimos en el microblog de JI, que es nuestra imagen original favorita del campus. JI tiene como objetivo cultivar ingenieros con liderazgo y proporciona a los estudiantes una base sólida y excelente de habilidades tecnológicas y de comunicación.

Miembros del grupo: Shi Li; Guan Kaiwen; Wang Tianyi; Liu Yongle; Ervin Tjitra (figura 4)

Instructores:

Profesor Shane. Johnson, Ph. D. (Tecnología)

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

Profesora Irene Wei, Ph. D. (TC)

Tel + 86-21-3420-7936 Correo electrónico: [email protected]

Asistente de enseñanza:

Li Jiaqi (técnico) Zhou Xiaochen (técnico)

Liu Xinyi (TC) Ma Zhixian (TC)

【Información del curso y del proyecto】

En el curso VG100, Introducción a la ingeniería (otoño de 2017), impartido por el Dr. Shane Johnson y la Dra. Irene Wei, participaremos en un juego llamado Batalla naval.

Durante el juego, cuando nuestro robot intentó levantar una bola grande, una de las cintas que usamos para pegar el servomotor al cuerpo del robot se cayó, lo que hizo que la cadena se cayera a pedazos y pasamos bastante tiempo reparándolo. Pero finalmente continuamos el juego con el tiempo restante y logramos mover 1 bola grande y 4 bolas pequeñas al otro lado.

Nuestro puntaje final es 8 y clasificamos 14 de los 22 grupos.

Nuestro video del juego:

Objetivos del proyecto:

En este proyecto, el objetivo es diseñar y construir un robot para un juego llamado Naval Battle (las reglas y regulaciones detalladas se adjuntan a continuación). El robot debe poder mover bolas grandes y pequeñas colocadas por los asistentes técnicos ante una pared en 3 minutos dado el tiempo.

Nuestro proyecto:

Nuestro robot consta principalmente de un sistema de elevación y un sistema de movimiento.

En el sistema de elevación, utilizamos servomotores para controlar dos ruedas dentadas y unidas a cada una de ellas hay cadenas que sostienen dos horquillas. Todos ellos se controlan mediante un mando a distancia de PS2. Las bolas grandes se deben mover usando las horquillas como un montacargas, y dos tablas de madera fijadas en los lados exteriores de las horquillas están diseñadas para evitar que las horquillas se separen entre sí considerando el peso de las bolas grandes en el medio.

En el sistema de movimiento, usamos 2 motores para mover el robot, una placa Arduino y un controlador PS2 para controlar la velocidad y dirección del robot.

【Reglas del juego y regulaciones de la competencia】

El robot tiene un tamaño límite de 350 mm (largo) * 350 mm (ancho) * 200 mm (alto) en la posición inicial de la competencia.

Solo se pueden utilizar los motores proporcionados y, además, se permiten servomotores de cualquier tipo.

El juego tiene un límite de 3 minutos y la puntuación final se calcula según las posiciones finales de las bolas.

El campo (Figuras 5 y 6) del juego tiene 2000 milímetros de largo y 1500 milímetros de ancho con paredes circundantes de 70 milímetros. En el medio del campo, se coloca un muro (Fig.7) de 70 milímetros de alto y 18 milímetros de ancho a 50 milímetros del suelo que divide el campo en dos lados.

Los TA colocan cuatro bolas de madera (diámetro: 70 mm) en el campo, y mover cada una hacia el otro lado da 4 puntos. Los TA también colocan 8 bolas pequeñas que dan 1 punto por mover cada una hacia el otro lado.

Se dará una penalización de 5 puntos si una pelota grande ha salido del campo y una penalización de 2 puntos por una pelota pequeña.

Paso 1: diagrama de circuito

Paso 2: Diagrama de conceptos

Las figuras 1 y 2 son nuestro diagrama de conceptos. La figura 2 es una vista explosiva.

Nuestro robot consta principalmente de un sistema de elevación y un sistema de movimiento.

En el sistema de elevación, utilizamos servomotores para controlar dos ruedas dentadas y a cada una de ellas hay cadenas que sujetan dos horquillas. Todos ellos se controlan mediante un mando a distancia de PS2. Las bolas grandes se deben mover usando las horquillas como un montacargas, y dos tablas de madera fijadas en los lados exteriores de las horquillas están diseñadas para evitar que las horquillas se separen entre sí considerando el peso de las bolas grandes en el medio.

En el sistema de movimiento, usamos 2 motores para mover el robot, una placa Arduino y un controlador PS2 para controlar la velocidad y dirección del robot.

Las figuras 3 y 4 son nuestro prototipo fabricado.

Paso 3: preparar los materiales y las herramientas

Instrumentos:

• Taladro
• Destornillador
• Pistola de soldar y soldador eléctrico
• Gobernante
• Lápiz
• 502 pegamento

Las figuras 1-11 son imágenes de nuestros materiales y herramientas.

La Figura 12-15 son precios, cantidades y enlaces TAOBAO para nuestros materiales.

Paso 4: configuración del software

Usamos Arduino para programar para controlar el motor y el servomotor.

Para comprar una placa Arduino y aprender a programarla, visite el sitio web:

Paso 5: Fabricación de componentes

Las barras y tablas de madera deben procesarse para su ensamblaje.

El soporte del eje interior (Fig.1):

Tome 4 centímetros de barra de madera y taladre dos agujeros (Φ = 3 mm) en la posición de 5 mm desde ambos extremos. Luego, perfore un orificio poco profundo (Φ = 5 mm) a 2 centímetros de un extremo en dirección vertical.

El eje exterior y el soporte de la tabla (Fig.2):

Tome 8 centímetros de barra de madera y taladre dos agujeros (Φ = 3 mm) en la posición de 5 mm y 35 mm desde un extremo. Luego taladre dos orificios (Φ = 3 mm) a 45 mm y 70 mm de ese extremo y uno poco profundo a 20 mm de ese extremo, pero en dirección vertical.

La tablilla (Fig.3):

Tome dos piezas de madera de 5 cm * 17 cm, luego corte un pequeño rectángulo de 25 mm * 15 mm en una esquina de ambas piezas.

El rodapié (Fig.4) y el techo (Fig.5):

Tome dos piezas de madera de 17 cm * 20 cm, córtelas y taladre agujeros (Φ = 3 mm) como se puede ver en las Figuras 4 y 5.

El soporte de la tablilla superior (Fig.6):

Tome 5 centímetros de barra de madera y taladre un orificio (Φ = 3 mm) en la posición de 5 mm desde un extremo, luego

otro más grande (Φ = 4 mm) a 5 mm del otro extremo, pero en dirección vertical.

El soporte de la rueda (Fig.7):

Tome un trozo de barra de madera de 1 cm * 4 cm y coloque la rueda en el medio.

Paso 6: Montaje

1. Fije los soportes del eje en el rodapié con tornillos. Recuerde colocar el eje con el engranaje pequeño en los orificios grandes y poco profundos mientras lo hace. Y pegue la rueda en la parte posterior del tablero. (Figura 1 → 2)

2. Dé la vuelta a la placa y fije dos motores en la placa. Tenga en cuenta que los cables ya están soldados a ellos para mayor comodidad, pero el punto de soldadura puede ser vulnerable (Figura 2 → 3 → 4).

3. Fije los cuatro postes de soporte en cada esquina del zócalo. (Figura 4 → 5)

4. Fije la placa arduino y el controlador del motor en la placa base, utilizando pilares de cobre y tornillos. Y amarre la batería para motores en uno de los polos en la parte posterior (Figura 5 → 6 → 7 → 8 → 9)

5. Fije el techo en los cuatro postes de soporte. (Figura 9 → 10)

6. Fije las tablillas en el techo con los soportes superiores para tablillas. Pegue el receptor inalámbrico PS2 debajo del techo (Figura 10 → 11)

7. Coloque los servomotores en los bordes frontales del techo y luego cuelgue las cadenas (Figura 11 → 12 → 13).

8. Pegue con cinta adhesiva la batería y el módulo reductor de los servomotores y luego conéctelos (Figura 13 → 14).

Paso 7: solución de problemas y listo para gritar

Espero que se inspire en nuestro manual. Si tiene alguna pregunta, puede contactarnos a través del correo electrónico: [email protected] o visitarnos en UMJI en la Universidad JiaoTong de Shanghai (Minhang)

Posible error, aviso y solución

Rompiendo cadena: Nuestra cadena está formada por varias unidades idénticas. Por lo tanto, la orientación de su parte de conexión es muy importante. Si su cadena se rompe durante el proceso de elevación, verifique que si la fuerza que se ejerce sobre ellos se encuentra en la misma dirección de romper su conexión. Si es así, dé la vuelta a la cadena y vuelva a ensamblarla. Además, recuerde verificar si la cadena está demasiado floja, de ser así, retire algunas fracciones de la cadena.

El agujero poco profundo:

Al perforar los orificios poco profundos diseñados para los ejes, generalmente es difícil estimar la profundidad de la perforación. Si sus orificios son demasiado profundos y el eje se cae, en lugar de rehacer esta parte, intente meter algo suave en el orificio para hacerlo menos profundo.

Fijación de las piezas de madera:

Por lo general, los tornillos de autofijación pueden penetrar la tabla de madera; si le resulta difícil, intente perforar pequeños orificios en los lugares correspondientes para que sea más fácil.

Ajuste del potenciómetro:

Si encuentra que sus servomotores giran automáticamente sin que usted dé órdenes después de conectarse, corte la fuente de alimentación y ajuste sus potenciómetros con un destornillador. Vuelva a conectar, verifique y repita los procedimientos anteriores (si es necesario) hasta que dejen de moverse fuera de control.

Bases planas para servomotores:

La pequeña pieza de madera debajo de los servomotores está diseñada para proporcionarles bases planas. Tenga en cuenta que los orificios de estas piezas deben ser lo suficientemente grandes para la parte superior de los tornillos y coincidir con sus posiciones.

Fijación de las ruedas: si las dos ruedas no están en la misma línea, será difícil que el automóvil avance en línea recta y puede inclinarse hacia un lado. Asegúrese de fijar las dos ruedas en la misma línea.

Precaución:

1. Cuando use el taladro eléctrico, use gafas de seguridad y use abrazaderas adecuadas. ¡Cuidado con las lesiones mecánicas!

2. Corte la energía cuando conecte los cables. En cuanto a las líneas eléctricas, preste especial atención a los cortocircuitos.

Paso 8: Vista final del sistema

Figura 1 Vista frontal

Figura 2 Vista lateral

Figura 3 Vista vertical