Bot Penyelesai Rubik Cube: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Membuat robot autonomi yang menyelesaikan kubus Rubik fizikal. Ini adalah projek di bawah Robotics Club, IIT Guwahati.

Ia dibuat dengan menggunakan bahan mudah yang boleh didapati dengan mudah. Terutamanya kami menggunakan motor Servo & Arduino untuk mengendalikannya, kepingan Akrilik, Mini Drafter yang pecah, L-clamp dan Dual Tape!

Untuk mendapatkan algoritma penyelesaian kubus, kami menggunakan perpustakaan cubejs dari github.

Langkah 1: Bahan Yang Digunakan

1. 6 motor servo
2. Arduino Uno
3. Bateri LiPo 3 sel
4. Lembaran akrilik (ketebalan 8mm dan 5mm)
5. Pistol haba(
6. Mesin gerudi
7. Hacksaw
8. Pengapit L
9. Jalur aluminium
10. Mini Drafter / batang logam
11. Pita Dwi
12. Fevi Pantas
13. Selak Nut
14. Wayar pelompat

Langkah 2: Menyiapkan Struktur Mekanikal

Rangka asas

• Ambil lembaran akrilik setebal 8mm kira-kira 50cm * 50cm dan tandakan bahagian tengah semua sisi (ini akan menjadi asas robot anda).
• Ambil pengorek yang pecah dan keluarkan 4 batang keluli dari dalamnya.. (batang ini akan berfungsi sebagai jalan untuk gelangsar anda).
• Pada dua kepingan segi empat tepat akrilik (dengan ukuran apa pun) pasangkan dua batang selari antara satu sama lain dan buat dua pasang pemasangan ini.
• Seterusnya, untuk membuat gelangsar, susun dua kepingan kecil akrilik di atas yang lain dengan spacer di antara mereka di empat penjuru dan pasangkan dengan baut di spacer. Anda memerlukan 4 slider seperti itu.
• Sebelum mengikat dua kepingan gelangsar, pasangkan batang selari yang sebelumnya dilekatkan di antara mereka sehingga spacer hanya menyentuh permukaan luar rod.
• Untuk setiap pasang batang selari melewati dua gelangsar di atasnya.
• Setelah ini siap, susun sepasang batang dalam bentuk salib 90deg. Pastikan terdapat satu gelangsar di setiap hujung salib.

• Sekarang yang harus anda lakukan ialah melampirkan jalan menyeberang ini ke pangkal robot anda, pada ketinggian dari pangkalan. (Pastikan ketinggian lebih tinggi daripada ketinggian motor servo)

  Untuk ini, anda boleh menggunakan pelekap akrilik dengan pengapit L seperti yang kami lakukan atau kaedah lain akan mencukupi

Selepas ini struktur anda akan kelihatan seperti gambar.

Melampirkan servo asas

• Servo dua asas harus dipasang sedemikian rupa sehingga servo berada di bawah lengan salib dan diimbangi dari tengah.
• Servo dilampirkan dalam kedudukan mendatar ke wafer silikon berlubang menggunakan bolt panjang, yang pada gilirannya dipasang pada pangkal dengan pengapit L dan pita dua arah.

Membuat rod tolakan

• Tetapkan sudut servo ke sifar dan pasangkan gelang lengan servo pada beberapa kedudukan yang sesuai.
• Letakkan kubus di tengah salib untuk mendapatkan anggaran jarak gelangsar di kedudukan terdekat dan letakkan gelangsar di kedudukan tersebut.
• Pasang jalur aluminium berbentuk L di bahagian bawah setiap gelangsar menggunakan pita ganda.
• Sekarang untuk mengukur jarak setiap jalur aluminium dari bahagian atas atau bawah servo rocker yang terletak di dalam satahnya, ini akan menjadi panjang rod push-pull anda.
• Setelah panjang ditentukan, tolak boleh diperbaiki dengan menggerudi jalur aluminium atau sesuatu.

Memasang servo teratas

• Tentukan ketinggian di mana kubus anda akan dipecahkan. Paksi servo motor harus berada pada ketinggian ini.
• Pasang keempat motor servo, masing-masing ke wafer silikon berlubang menggunakan bolt dalam kedudukan menegak.
• Wafer kini dipasang pada jalur aluminium berbentuk L yang dasarnya dipasang pada slider pada ketinggian yang tepat sehingga paksi servo terletak di tengah kubus.

C-cakar

• Cakarnya harus sedemikian rupa sehingga sesuai dengan sisi kubus dan panjang bahagian atas dan bawah tidak boleh melebihi sisi kubus.
• Untuk ini, ambil helai akrilik dengan ketebalan yang mencukupi dan panaskannya. Setelah mencair membentuk semula ia membentuk penjepit berbentuk C sehingga betul-betul menjebak sisi kubus.
• Tandakan bahagian tengah C-claw dan pasangkan penjepit ini ke goyang servo di tengahnya.

Lakukan sedikit penyesuaian yang perlu sehingga setiap penjepit berada pada ketinggian yang sama.

Ini melengkapkan struktur mekanikal robot anda, mari beralih ke sambungan litar ……..

Langkah 3: Sambungan Litar

Untuk mengawal Bot, kami menggunakan Arduino, pengatur voltan, dan bateri LiPo 3 sel (12v).

Sebagai Servo Motors menarik banyak tenaga, kami menggunakan 6 pengatur voltan, satu untuk setiap motor.

Input isyarat motor (wayar warna paling ringan dari ketiga) disambungkan ke pin PWM digital 3, 5, 6, 9, 10, 11 dari Arduino.

Pengatur voltan disambungkan di papan roti dan dikuasakan oleh bateri 12 volt. Bekalan output (5V) dimasukkan ke motor secara langsung. Tanah motor juga dihubungkan ke papan roti. Kawasan bersama juga melekat di Arduino.

Langkah 4:

Langkah 5: Kod:

Dua fail yang diberikan menunjukkan kod yang ditulis untuk memberi arahan kepada motor untuk langkah-langkah tertentu menggunakan Arduino.

Fail pertama mengandungi fungsi utama dan definisi pemboleh ubah lain. Fail kedua mengandungi fungsi untuk setiap gerakan yang digunakan dalam menyelesaikan kubus (mis. U untuk 'putaran pusingan muka ke atas'; R1 untuk 'pergerakan arah kanan lawan arah jam' dll.)

Untuk mendapatkan algoritma penyelesaian kubus, kami menggunakan perpustakaan cubejs dari github.

Algoritma secara langsung memberikan output dalam 'face move' yang dilengkapkan oleh kod Arduino.