robot mobil

CONCEPŢIA, PROIECTAREA ŞI REALIZAREA ROBOŢILOR MOBILI DE COMPETIŢIE

Autor: student Ana - Maria AFETELOR Coordonator ştiinţific: Prof. dr. ing. Gheorghe MOGAN

27.12.10 2

C U P R I N S

1/17

1. . Stadiul actualStadiul actual: : 2/17 - RoboCup - Robochallange - Eurobot

2. ObiectiveObiective 4/17

3. 3. Concepţia şi proiectarea robotului de competiţie Concepţia şi proiectarea robotului de competiţie

“ “ WHEELERWHEELER”:”: - date de intrare 6/17 - concepţia structurală 7/17 - analiza mai multor variante structurale 7/17 - proiectrea subansamblelor 9/17 - compararea variantelor 13/17

4. 4. Realizarea şi testarea robotuluiRealizarea şi testarea robotului 14/17 14/17

5. Concluzii 5. Concluzii 15/17 15/17

6. 6. CContribuţii personaleontribuţii personale 16/17 16/17

7. Anexe 17/177. Anexe 17/17

27.12.10 3

S T A D I U L A C T U A L 1

2/17

1.. RoboCupRoboCup - tema acestui concurs: fotbalul - 5 categorii: small size, middle size,

standard platform, humanoid şi simulation league

2. RobotochallangeRobotochallange - are teme diferite: sumo paralel slalom, slalom enhanced, freestyle, humanoid sprint, puck colector

27.12.10 4

Concursul pentru care s-a realizat robotul3. Eurobot3. Eurobot

2008 - Mission to Mars2007 - Robot Recycling 2006 - Funny Golf2005 - Bowling2004 - Coconut Rugby2003 - Heads or Tails2002 - Flying Billiards2001 - Space Odyssey2000 - Fun Fair1999 - Castles Attak1998 - Football

3/17

27.12.10 5

O B I E C T I V E

OBIECTIVOBIECTIV PRINCIPAL PRINCIPAL:: - Proiectarea şi realizarea unui robot mobil

pentru concursul EUROBOT

OBIECTIVE SPECIFICE:OBIECTIVE SPECIFICE: - Optimizarea structurii mecanice - Relizarea mediului de “lucru” - Configurarea robotului pentru alte concursuri

4/17

27.12.10 6

S T U D I I T E O R E T I C E

5/17

1. Tema concursului 1. Tema concursului EUROBOT 2009EUROBOT 2009 - Temples of Atlantis - roboţi autonomi care construiesc “ temple”

2. 2. Regulamentul concursului:Regulamentul concursului: - câte 2 roboţi concurează timp de 90 s;

- restricţii privind dimensiunile robotului: înălţimea maximă 350 mm

27.12.10 7

S T U D I I T E O R E T I C E

6/17

Date de intrareDate de intrare: 1. Pentru proiectarea ansamblului se cunosc: - Înalţimea robotului: > 350 mm (înălţimea maximă admisă) - Perimetrul minim: > 1200 mm (cu elemntele componente strânse) - Perimetrul maxim: > 1400 mm (cu elementele componente extinse)

2. Pentru proiectarea subansamlelor, se dau caracteristicile elementelor de construcţie: - Diametrul şi greutatea pucurilor: ø70 mm , 100 g

- Dimensiunea şi greutatea grinzii: 30x70x200 mm, 300 g - Dimensiunea zonei de construcţie: 60 x ø 300 mm

27.12.10 8

Conceperea sistemului de locomoţie:

- utilizarea a 2 roţi cu r = 75 mm, prinse de flanşa motorului - axa roţilor trece prin punctul central al platformei

Calculul vitezei:

- se cunoaşte turaţia maximă a motorului: n = 114 rot/min

Conceperea sistemului de locomoţie şi calculul vitezei

m/s

93,1130

11414,3

30=⋅=⋅= nπω

89,0075,093,11 =⋅=⋅= rv ω

rad/s

7/17

27.12.10 9

8/17

S T U D I I T E O R E T I C EConcepţia structuralăConcepţia structurală: Folosirea unui sistem pentru manipularea

pucurilor, şi un subansamblu numit “suport pucuri” în care să se adune elementele de construcţie într-o coloană de câte patru şi mai apoi împinse pe zona de construcţie

Varianta I:

Dezavantaje:Dezavantaje:

- dificultate în manevrarea şi controlul pucurilor - riscul de alunecare a pucurilor de pe bandă

Avantaje:Avantaje:

- structură simplă - rapiditate - gabarit redus

27.12.10 10

S T U D I I T E O R E T I C E Varianta II:

Avantaje:Avantaje:

- eliminarea mişcării de translaţie

- manipularea rapidă a pucurilor

Dezavantaje:Dezavantaje:

- dificultate în aşezarea pucurilor pe rampă - gabarit mare, instabilitate

9/17

27.12.10 11

S T U D I I A P L I C A T I V E Ş I E X P E R I M E N T A L EVarianta III (varianta finală): - folosirea unui braţ cu bacuri pentru manipularea pucurilor

Proiectarea subansamblelorProiectarea subansamblelor

1. PROIECTAREA BRAŢULUI:

Varianta I: - folosirea unui singur element în structura braţului

10/17- utilizarea unui motor pentru acţionarea braţului- acţionare independentă a bacurilor- bacuri specilizate după forma pucurilor

27.12.10 12

S T U D I I A P L I C A T I V E Ş I E X P E R I M E N T A L E

10/16

Varianta I:

Varianta II:

27.12.10 13

S T U D I I A P L I C A T I V E Ş I E X P E R I M E N T A L E

Compararea variantelor structuraleCompararea variantelor structurale

- structură mai puţin rigidă

- gabarit redus - se încadrează în spaţiul de lucru

Varianta II

- gabarit mare (nu se încadrează în spaţiul de lucru)

- structură rigidă - poziţionare precisă

Varianta I

DezavantajeDezavantajeAvantajeAvantajeVarianteVariante

Observaţie: În urma comparării avantajelor şi a dezavantajelor s-a ales Varinata II, ca model de structură pentru realizarea braţului.12/17

27.12.10 14

S T U D I I A P L I C A T I V E Ş I E X P E R I M E N T A L E

13/17

2. PROIECTAREA SUPORTULUI DE PUCURI:

- are rolul de a aşeza coloana de pucuri pe zona de construcţie

- acţionarea suportului se realizează de către un mecanism roată dinţată-cremalieră

27.12.10 15

S T U D I I A P L I C A T I V E Ş I E X P E R I M E N T A L E

- Realizarea robotului a avut la bază :

1. chitul BIOLOID – pentru realizarea părţii hardware

- AX-12 - servosisteme - folosit la acţionarea subsitemelor robotului şi la locomoţie

- AX- S1 - senzori pe inflaroşu - detecţie obstacole, poziţionare

- USBtoDynamixel

2. sistemul de comandă

14/17

27.12.10 16

C O N C L U Z I I

CONCLUZII:

- folosirea motoare de curent continuu, constituie un avantaj, pentru partea de locomoţie a robotului deoare ce, acestea au cuplu şi turaţie mai mare

- servomotoarele AX-12 oferă o poziţionare foarte bună a subsistemelor, elementelor acţionate ( exp. braţul robotului, efectorul final al braţului)

15/17

27.12.10 17

C O N T R I B U Ţ I I P E R S O N A L E

CONTRIBUŢII PERSONALE:

1.Conceperea a mai multor variante de strucuturi pentru robot, din care s-a ales structura care s-a dovedit a fi cea mai eficientă

2.Realizarea mediului de joc pentru robot (zona de construcţie, dispersoarele, amenjarea tablei de joc cu specificaţiile menţionate în regulament)

3.Pregătirea componentelor pentru prelucrare (măsurarea şi trasarea cu creionul a conturului de gabarit a elementelor care urmau să fie tăiate cu flexul)

16/17

27.12.10 18

A N E X E – DESEN DE EXECUTIE

17/17

27.12.10 19

D E S E N D E A N S A M B L U

27.12.10 20

M O D E L U L 3 D A L R O B O T U L U I