Rubics Cube Solver Bot: 5 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Gumagawa ng isang autonomous na robot na nalulutas ang isang pisikal na kubo ng Rubik. Ito ay isang proyekto sa ilalim ng Robotics Club, IIT Guwahati.

Ginagawa ito gamit ang simpleng materyal na madaling matagpuan. Pangunahing ginamit namin ang mga Servo motor at isang Arduino upang makontrol ang mga ito, mga sheet ng Acrylic, isang sirang Mini Drafter, L-clamp at Dual Tapes!

Para sa pagkuha ng algorithm ng paglutas ng cube ginamit namin ang cubejs library mula sa github.

Hakbang 1: Ginamit na Mga Materyales

1. 6 na motor ng Servo
2. Arduino Uno
3. 3-cell na baterya ng LiPo
4. Acrylic Sheet (8mm at 5mm kapal)
5. Mainit na baril(
6. Drill machine
7. Hacksaw
8. L clamp
9. Mga piraso ng aluminyo
10. Mini Drafter / metal rods
11. Dobleng Tape
12. Mabilis si Fevi
13. Mga Bolts ng Nut
14. Jumper wires

Hakbang 2: Pagkuha ng Handa ng Mekanikal na Istraktura

Ang Pangunahing frame

• Kumuha ng isang 8mm makapal na acrylic sheet na halos 50cm * 50cm at markahan ang gitna ng lahat ng mga panig (ito ang magiging base ng iyong robot).
• Kumuha ng sirang tagapagbalangkas at alisin ang 4 na bakal na tungkod dito.. (ang mga tungkod na ito ay magsisilbing daanan para sa iyong slider).
• Sa dalawang hugis-parihaba na piraso ng acrylic (ng anumang laki) ayusin ang dalawang pamalo na parallel sa bawat isa at gumawa ng dalawang pares ng pagpupulong na ito.
• Susunod, upang makagawa ng isang slider, isalansan ang dalawang maliliit na piraso ng acrylic sa itaas ng isa pa na may mga spacer sa pagitan nila sa apat na sulok at i-fasten ang mga ito gamit ang mga bolts sa spacers. Kakailanganin mo ang 4 na mga slider.
• Bago i-fasten ang dalawang piraso ng slider, ipasa ang dati nang nakakabit na parallel rods sa pagitan nila na ang mga spacer ay hinahawakan lamang ang panlabas na ibabaw ng mga rod.
• Para sa bawat pares ng mga parallel rods dumaan ang dalawang mga slider sa kanila.
• Kapag handa na ito, ayusin ang pares ng mga rod sa anyo ng isang 90deg cross. Tiyaking mayroong isang slider sa bawat dulo ng krus.

• Ngayon ang kailangan mo lang gawin ay ikabit ang naka-cross path papunta sa base ng iyong robot, sa ilang taas mula sa base. (Tiyaking ang taas ay mas mataas kaysa sa taas ng isang servo motor)

  Para sa mga ito, maaari mong gamitin ang mga acrylic mounting na may mga L-clamp na tulad ng ginawa namin o anumang iba pang pamamaraan ay sapat na

Pagkatapos nito ang iyong istraktura ay dapat magmukhang katulad ng imahe.

Paglalakip sa mga base servos

• Ang dalawang base servos ay dapat na nakakabit tulad na ang servo ay nasa ibaba ng braso ng krus at offset mula sa gitna.
• Ang mga servo ay nakakabit sa pahalang na posisyon sa isang butas na wafer ng silikon gamit ang mahabang mga bolt, na siya namang ay nakakabit sa base na may L-clamp at two-way tape.

Paggawa ng mga push-pull rod

• Itakda ang anggulo ng servo sa zero at ikabit ang ilakip ang rocker arm ng servo sa ilang angkop na posisyon.
• Ilagay ang kubo sa gitna ng krus upang makakuha ng isang pagtatantya ng distansya ng slider sa pinakamalapit na posisyon at ilagay ang mga slider sa mga posisyon na iyon.
• Ikabit ang mga hugis na aluminyo na piraso ng L sa ilalim ng bawat slider gamit ang dual tape.
• Ngayon upang sukatin ang distansya ng bawat aluminyo strip mula sa tuktok o ilalim ng servo rocker na nakalagay sa eroplano nito, ito ang haba ng iyong push-pull rod.
• Kapag natukoy ang haba ay maaaring maayos ang push rod sa pamamagitan ng pagbabarena ng aluminyo strip o kung ano man.

Pag-mount sa tuktok na mga servo

• Magpasya sa taas ng kung saan malulutas ang iyong kubo. Ang axis ng servo motor ay dapat na nasa taas na ito.
• Ikabit ang apat na servo motor, bawat isa sa isang butas na silicon wafer gamit ang mga bolts sa patayong posisyon.
• Ang wafer ay naka-mount na ngayon sa isang hugis ng L na strip ng aluminyo na ang base ay naayos sa slider sa isang tamang taas upang ang servo axis ay nasa gitna ng kubo.

Ang C-claws

• Ang mga kuko ay dapat na tulad na eksakto na magkasya sa isang gilid ng kubo at ang haba ng tuktok at ilalim na mga bahagi ay hindi dapat lumagpas sa isang bahagi ng isang kubo.
• Para sa mga ito kumuha ng isang strip ng acrylic ng sapat na kapal at painitin ito. Sa sandaling matunaw itong muling hubugin bumuo ito ng isang hugis ng C na clamp tulad na eksakto nitong entraps isang gilid ng kubo.
• Markahan ang gitna ng C-claw at ayusin ang clamp na ito sa rocker ng servo sa gitna nito.

Gumawa ng ilang mga menor de edad na pagsasaayos kung kinakailangan upang ang bawat pag-clamp ay nasa parehong taas.

Nakumpleto nito ang istrakturang mekanikal ng iyong robot, hinahayaan na lumipat sa mga koneksyon sa circuit ……..

Hakbang 3: Mga Koneksyon sa Circuit

Upang makontrol ang Bot ginamit namin ang isang Arduino, voltage regulator, at isang 3-cell (12v) LiPo na baterya.

Tulad ng Ang Servo Motors Gumuhit ng maraming Lakas, Gumamit kami ng 6 boltahe regulator, isa para sa bawat motor.

Ang mga input ng signal ng motor (lightest color wire ng tatlo) ay konektado sa digital PWM pin 3, 5, 6, 9, 10, 11 ng Arduino.

Ang voltage regulator ay nakakonekta sa breadboard at pinalakas ng 12 volt na baterya. Ang supply (5V) na supply ay direktang pinakain sa mga motor. Ang ground ng mga motor ay konektado din sa breadboard. Ang karaniwang landas ay naka-attach din sa Arduino.

Hakbang 4:

Hakbang 5: Code:

Ipinapakita ng dalawang file na ibinigay ang code na nakasulat upang bigyan ng utos ang mga motor para sa mga partikular na hakbang gamit ang Arduino.

Naglalaman ang unang file ng pangunahing pagpapaandar at iba pang mga kahulugan ng variable. Naglalaman ang pangalawang file ng mga pag-andar para sa bawat paglipat na ginamit sa paglutas ng isang kubo (hal. U para sa 'pataas na pag-ikot ng pag-ikot ng mukha'; R1 para sa 'kanang mukha ng counter-clockwise na paggalaw' atbp.)

Para sa pagkuha ng algorithm ng paglutas ng cube ginamit namin ang cubejs library mula sa github.

Direktang nagbibigay ang algorithm ng output sa 'mukha ng paglipat' na nakumpleto ng Arduino code.