روبيكس مكعب روبيكس: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

صنع روبوت مستقل يحل مكعب روبيك المادي. هذا مشروع تابع لنادي الروبوتات IIT Guwahati.

إنه مصنوع باستخدام مادة بسيطة يمكن العثور عليها بسهولة. استخدمنا بشكل أساسي محركات مؤازرة واردوينو للتحكم فيها ، وألواح أكريليك ، ورسام صغير مكسور ، ومشابك L ، وأشرطة مزدوجة!

للحصول على خوارزمية حل المكعب ، استخدمنا مكتبة cubejs من جيثب.

الخطوة 1: المواد المستخدمة

1. 6 محركات مؤازرة
2. اردوينو اونو
3. بطارية 3 خلايا LiPo
4. لوح أكريليك (سمك 8 مم و 5 مم)
5. مسدس حرارة(
6. آلة الحفر
7. منشارا
8. المشابك L.
9. شرائط الومنيوم
10. رسام صغير / قضبان معدنية
11. شريط مزدوج
12. فيفي كويك
13. براغي البندق
14. أسلاك العبور

الخطوة الثانية: تجهيز الهيكل الميكانيكي

الإطار الأساسي

• خذ لوح أكريليك بسمك 8 مم بطول 50 سم * 50 سم وحدد مركز جميع الجوانب (سيكون هذا هو قاعدة الروبوت الخاص بك).
• خذ صائغًا مكسورًا وقم بإزالة 4 قضبان فولاذية منه.. (ستعمل هذه القضبان كمسار لمنزلقك).
• على قطعتين مستطيلتين من الأكريليك (من أي حجم) ، قم بتثبيت قضيبين متوازيين مع بعضهما البعض وصنع زوجين من هذا التجميع.
• بعد ذلك ، لعمل شريط تمرير ، قم بتكديس قطعتين صغيرتين من الأكريليك إحداهما فوق الأخرى مع وجود فواصل بينهما في الزوايا الأربع وربطهما بمسامير في الفواصل. ستحتاج إلى 4 منزلقات من هذا القبيل.
• قبل تثبيت قطعتين من شريط التمرير ، مرر القضبان المتوازية المثبتة مسبقًا بينهما بحيث تلمس الفواصل السطح الخارجي للقضبان.
• لكل زوج من القضبان المتوازية ، مرر منزلقين عليها.
• بمجرد أن يصبح هذا جاهزًا ، قم بترتيب زوج القضبان على شكل تقاطع 90 درجة. تأكد من وجود شريط تمرير واحد عند كل طرف من طرفي التقاطع.

• الآن كل ما عليك فعله هو إرفاق هذا المسار المتقاطع بقاعدة الروبوت الخاص بك ، عند بعض الارتفاع من القاعدة (تأكد من أن الارتفاع أكبر من ارتفاع محرك سيرفو)

  لهذا ، يمكنك استخدام حوامل الأكريليك مع L-clamps كما فعلنا أو تكفي أي طريقة أخرى

بعد ذلك يجب أن يبدو الهيكل الخاص بك مثل الصورة.

إرفاق الماكينات الأساسية

• يجب إرفاق المؤازرتين الأساسيتين بحيث تكون المؤازرة أسفل ذراع الصليب والإزاحة عن المركز.
• يتم توصيل الماكينات في وضع أفقي برقاقة سيليكون مثقبة باستخدام مسامير طويلة ، والتي بدورها متصلة بالقاعدة بشريط L-clamp وشريط ثنائي الاتجاه.

صنع قضبان الدفع والسحب

• اضبط زاوية المؤازرة على الصفر وقم بإرفاق ذراع الروك المؤازر في بعض الموضع المناسب.
• ضع المكعب في مركز التقاطع للحصول على تقدير لمسافة شريط التمرير في أقرب موضع وضع المنزلقات في تلك المواضع.
• قم بإرفاق شرائط ألومنيوم على شكل حرف L أسفل كل منزلق باستخدام شريط مزدوج.
• الآن لقياس مسافة كل شريط من الألومنيوم من أعلى أو أسفل ذراع التأرجح المؤازر الموجود في مستواه ، سيكون هذا هو طول قضيب الدفع والسحب.
• بمجرد تحديد الأطوال ، يمكن تثبيت قضيب الدفع عن طريق حفر شريط الألمنيوم أو شيء من هذا القبيل.

تركيب أعلى الماكينات

• حدد الارتفاع الذي سيتم عنده حل المكعب. يجب أن يكون محور المحرك المؤازر على هذا الارتفاع.
• قم بتوصيل أربعة محركات مؤازرة ، كل منها إلى رقاقة سيليكون مثقبة باستخدام البراغي في الوضع الرأسي.
• يتم الآن تثبيت الرقاقة على شريط من الألومنيوم على شكل حرف L يتم تثبيت قاعدته على شريط التمرير على ارتفاع مناسب بحيث يقع محور المؤازرة في مركز المكعب.

المخالب C

• يجب أن تكون المخالب بحيث تناسب جانبًا من المكعب تمامًا ويجب ألا يتجاوز طول الجزأين العلوي والسفلي جانبًا من المكعب.
• للقيام بذلك ، خذ شريطًا من الأكريليك بسماكة كافية وقم بتسخينه. بمجرد أن يذوب يعيد تشكيله ، فإنه يشكل مشبكًا على شكل حرف C بحيث يحبس تمامًا جانبًا من المكعب.
• ضع علامة على مركز C-claw وقم بتثبيت هذا المشبك على الروك المؤازر في مركزه.

قم بإجراء بعض التعديلات الطفيفة حسب الضرورة بحيث يكون كل مشبك على نفس الارتفاع.

هذا يكمل الهيكل الميكانيكي للروبوت الخاص بك ، ويتيح الانتقال إلى توصيلات الدائرة ……..

الخطوة 3: توصيلات الدائرة

للتحكم في الروبوت ، استخدمنا Arduino ومنظم الجهد وبطارية LiPo ثلاثية الخلايا (12 فولت).

نظرًا لأن المحركات المؤازرة تجتذب الكثير من الطاقة ، استخدمنا 6 منظمات جهد ، واحدة لكل محرك.

تم توصيل مدخلات الإشارة للمحركات (الأسلاك الملونة الأخف من الثلاثة) بدبابيس PWM الرقمية 3 ، 5 ، 6 ، 9 ، 10 ، 11 من Arduino.

تم توصيل منظم الجهد على اللوح وتشغيله بواسطة بطارية 12 فولت. تم تغذية المحرك الناتج (5 فولت) مباشرة. تم توصيل أرضية المحركات أيضًا باللوحة. تم إرفاق الأرضية المشتركة بأردوينو أيضًا.

الخطوة الرابعة:

الخطوة 5: الكود:

يُظهر الملفان المقدمان الكود المكتوب لإعطاء الأوامر للمحركات لخطوات معينة باستخدام Arduino.

يحتوي الملف الأول على الوظيفة الرئيسية وتعريفات المتغيرات الأخرى. يحتوي الملف الثاني على وظائف لكل حركة مستخدمة في حل المكعب (على سبيل المثال U لـ "دوران لأعلى في اتجاه عقارب الساعة" ؛ R1 لـ "حركة عكس اتجاه عقارب الساعة للوجه الأيمن" وما إلى ذلك)

للحصول على خوارزمية حل المكعب ، استخدمنا مكتبة cubejs من جيثب.

تعطي الخوارزمية مخرجات مباشرة في "حركات الوجه" التي تكتمل بواسطة كود Arduino.