जोड़तोड़ का परिचय: 8 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

एक चुनौती के लिए सही जोड़तोड़ करना पहली रोबोटिक्स प्रतियोगिता (एफआरसी) के सबसे कठिन हिस्सों में से एक है। एक छात्र के रूप में मेरे चार वर्षों में, यह हमेशा मेरी टीम का सबसे बड़ा असफल बिंदु था। हालांकि एफआरसी में खेल चुनौती साल-दर-साल बदलती रहती है, लेकिन अक्सर ऐसे कार्य होते हैं जो पिछले वर्षों के समान होते हैं। उदाहरण के लिए, 2012 के गेम, रिबाउंड रंबल में 2001 के गेम, डायबोलिकल डायनेमिक्स और 2006 के गेम, ऐम हाई के स्पष्ट तत्व थे। इस कारण से, पिछले खेलों में उपयोग किए जाने वाले बुनियादी जोड़तोड़ डिजाइनों से परिचित होना फायदेमंद है। यह ट्यूटोरियल आमतौर पर FIRST रोबोटिक्स प्रतियोगिता (FRC) में उपयोग किए जाने वाले जोड़तोड़ का एक सिंहावलोकन प्रदान करेगा। प्रत्येक चरण एक सामान्य जोड़तोड़ प्रकार पर चर्चा करेगा और जोड़तोड़ के कार्यान्वयन के उदाहरण प्रदान करेगा। यह ट्यूटोरियल ऑटोडेस्क फर्स्ट हाई स्कूल इंटर्न प्रोग्राम के माध्यम से बनाया गया था। आवश्यक शर्तें: फोटो क्रेडिट सीखने की इच्छा:

चरण 1: सामान्य दिशानिर्देश

इससे पहले कि मैं विभिन्न जोड़तोड़ के नट और बोल्ट में कूदूं, मैं कुछ सामान्य दिशानिर्देश प्रदान करना चाहता था जो आपको एक जोड़तोड़ को चुनने और डिजाइन करने में मदद करेंगे। सबसे पहले, रणनीति को अपने मैनिपुलेटर डिज़ाइन को चलाने दें, न कि इसके विपरीत। इसका मतलब यह है कि आपके जोड़तोड़ करने वाले को आपकी टीम द्वारा एक साथ काम करने वाले जोड़तोड़ के आधार पर एक रणनीति बनाने के बजाय, एक रणनीति बनाने के लिए आपकी टीम द्वारा तय की गई डिज़ाइन आवश्यकताओं को प्राप्त करना चाहिए। दूसरा, अपनी टीम की सीमा के भीतर डिजाइन करें। यदि आप जानते हैं कि आपके पास सुपर-जटिल मैनिपुलेटर बनाने के लिए संसाधन नहीं हैं जो आपको लगता है कि खेल के हर पहलू पर हावी होंगे, तो ऐसा न करें! आप जिस सरल भूमिका का निर्माण कर सकते हैं, उसके लिए जाएं और एक भूमिका को वास्तव में अच्छी तरह से पूरा करेंगे। हालाँकि, अपनी सीमा को पार करने के लिए अपनी टीम को आगे बढ़ाने से भी न डरें। उदाहरण के लिए, मेरी टीम ने पिछले साल एक अभ्यास बॉट बनाने के लिए खुद को आगे बढ़ाया, और यह वास्तव में फायदेमंद साबित हुआ। तीसरा, गेमपीस पर हमेशा सक्रिय नियंत्रण रखें। उदाहरण के लिए, यदि आपके रोबोट के माध्यम से एक गेंद को ले जाने की आवश्यकता है, तो इसे एक कन्वेयर के साथ करें, रैंप नहीं। यदि आप गेमपीस को सक्रिय रूप से नियंत्रित नहीं करते हैं, तो यह अनिवार्य रूप से आपके मैनिपुलेटर से जाम या गिर जाएगा। अंत में, एक सफल जोड़तोड़ के निर्माण के लिए प्रोटोटाइप और पुनरावृत्त विकास महत्वपूर्ण हैं। एक प्रोटोटाइप के साथ शुरू करें, और तब तक इसे सुधारें जब तक कि आप अंतिम संस्करण बनाने के लिए तैयार न हों। फिर भी, उन सुधारों की तलाश करें जो इसे बेहतर बनाएंगे। फोटो क्रेडिट:

चरण 2: हथियार

हथियार एफआरसी में उपयोग किए जाने वाले सबसे आम जोड़तोड़ में से एक हैं। आम तौर पर, गेमपीस को नियंत्रित करने के लिए उनका उपयोग अंत प्रभावक के साथ संयोजन में किया जाता है। दो सामान्य प्रकार एकल और बहु-संयुक्त हथियार हैं। जबकि बहु-संयुक्त हथियार आगे तक पहुंचने में सक्षम हैं और अंत प्रभावक के उन्मुखीकरण का अधिक नियंत्रण हो सकता है, वे भी अधिक जटिल हैं। दूसरी ओर, एकल संयुक्त भुजाओं में सरलता का लाभ होता है। हथियारों के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक सामान्य डिज़ाइन एक 4 बार, या समानांतर, लिंकेज है। ऐसा जुड़ाव तीसरी तस्वीर में दिखाया गया है। इस डिजाइन की मुख्य विशेषता यह है कि अंतिम प्रभावक को निरंतर अभिविन्यास में रखा जाता है। हाथ डिजाइन के लिए टिप्स:

• वजन पर ध्यान दें - इससे हाथ धीमा हो सकता है या फेल भी हो सकता है
• हल्की सामग्री जैसे गोलाकार या आयताकार ट्यूब और शीट मेटल का प्रयोग करें
• आर्म को नियंत्रित करने को आसान बनाने के लिए लिमिट स्विच और पोटेंशियोमीटर जैसे सेंसर का उपयोग करें
• इसे स्थिर करने और मोटरों पर भार कम करने के लिए स्प्रिंग्स, गैस के झटके, या वजन के साथ हाथ को संतुलित करें

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चरण 3: लिफ्ट

हथियारों की तरह, गेमपीस को नियंत्रित करने के लिए लिफ्ट का उपयोग एंड इफेक्टर के साथ किया जाता है। वे आमतौर पर ड्रम पर घुमावदार केबल द्वारा उठाए जाते हैं। यद्यपि केवल लिफ्ट को ऊपर खींचना आवश्यक है, एक रिटर्न केबल को शामिल करना बुद्धिमानी है जो जाम को रोकने के लिए लिफ्ट को नीचे खींच सकती है। केबल को रूट करने की दो मुख्य शैलियाँ हैं ताकि यह लिफ्ट को ऊपर उठा सके: निरंतर हेराफेरी और कैस्केडिंग हेराफेरी। निरंतर हेराफेरी वाले लिफ्ट (दूसरी तस्वीर में दिखाया गया है) में चरखी से उसके अंतिम चरण तक एक निरंतर केबल होती है। जैसे ही केबल खींची जाती है, चरण 3 ऊपर जाने वाला पहला चरण होता है और जब केबल छोड़ा जाता है तो अंतिम नीचे जाता है। इस डिज़ाइन के दो फायदे हैं कि केबल उसी गति से ऊपर जाती है जिस गति से वह नीचे जाती है, जिसका अर्थ है कि एक रिटर्न केबल को उसी ड्रम पर रखा जा सकता है, और यह कि केबल में तनाव कम होता है। इसका मुख्य नुकसान यह है कि इसके मध्य भाग में जाम लगने की संभावना अधिक होती है। कैस्केडिंग हेराफेरी वाले लिफ्ट (तीसरी तस्वीर में दिखाया गया है) में लिफ्ट के प्रत्येक चरण को जोड़ने वाले अलग-अलग केबल होते हैं। इसके परिणामस्वरूप सभी चरण एक साथ बढ़ते हैं क्योंकि केबल अंदर खींची जाती है। हालांकि, किसी भी रिटर्न केबल की मुख्य चरखी की तुलना में एक अलग गति होनी चाहिए, जिसे विभिन्न व्यास के ड्रमों का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है। जबकि एक कैस्केडिंग एलेवेटर के मध्य भाग में जाम होने की संभावना कम होती है, निचले चरण के केबलों पर तनाव निरंतर हेराफेरी वाले एलेवेटर की तुलना में बहुत अधिक होता है। हालांकि लिफ्ट और हथियार समान हैं, कुछ महत्वपूर्ण अंतर हैं। लिफ्ट एकल संयुक्त भुजाओं की तुलना में अधिक जटिल और भारी होती हैं। इसके अलावा, लिफ्ट आमतौर पर लंबवत चलती हैं और रोबोट की परिधि से बाहर नहीं पहुंच पाती हैं। हालांकि, वे चलते समय रोबोट के गुरुत्वाकर्षण केंद्र को नहीं बदलते हैं, और सेंसर और प्रोग्रामिंग के उचित उपयोग से उनकी स्थिति को ठीक से नियंत्रित किया जा सकता है। संक्षेप में, प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं, जिसके निर्णय को टीमों तक उपयोग करना है। एक अन्य विकल्प लिफ्ट के अंतिम चरण पर हाथ रखकर इन दोनों विकल्पों को जोड़ना है, जिसका एक उदाहरण चौथी तस्वीर में दिखाया गया है। फोटो क्रेडिट:https://www.chiefdelphi.com/media/photos/36604https://www.andymark.com/Presentations-Education-s/194.htmhttps://2012.team254.com/first/robots/

चरण 4: ग्रिपर्स

FRC में जितने अलग-अलग प्रकार के ग्रिपर पाए जाते हैं, उतने ही टीमें भी होती हैं। पंजे का उपयोग सीधे गेमपीस को नियंत्रित करने और हेरफेर करने के लिए किया जाता है। वे उन वर्षों में उपयोगी होते हैं जहां कुछ गेमपीस होते हैं, जिनमें से केवल एक को एक समय में नियंत्रित किया जा सकता है। दो मुख्य शैलियाँ निष्क्रिय पंजे और रोलर पंजे हैं। निष्क्रिय पंजे अपनी उंगलियों पर गेमपीस को पकड़ने के लिए ठीक से तैनात होने पर भरोसा करते हैं, जबकि रोलर पंजे इसे सक्रिय रूप से खींचने के लिए पहियों या रोलर्स का उपयोग करते हैं। विभिन्न ग्रिपरों की निम्नलिखित सूची ऊपर की तस्वीरों से मेल खाती है:

• टू फिंगर न्यूमेटिक ग्रिपर
• दो उंगली रैखिक वायवीय ग्रिपर
• तीन उंगली रैखिक वायवीय ग्रिपर
• मोटर चालित ग्रिपर
• वायवीय ग्रिपर
• मूल रोलर पंजा
• टिका हुआ रोलर पंजा

अंत में, ग्रिपर डिज़ाइन के लिए कई सुझाव:

• सुनिश्चित करें कि आपका ग्रिपर गेमपीस पर लटकने के लिए पर्याप्त बल लगाता है
• अपने ग्रिपर को पकड़ें और वस्तुओं को जल्दी से जाने दें
• बुनियादी कार्यों को स्वचालित करने के लिए सेंसर का उपयोग करके इसे नियंत्रित करना आसान बनाएं

फोटो क्रेडिट:https://www.andymark.com/Presentations-Education-s/194.htmhttps://www.chiefdelphi.com/media/photos/36671https://www.chiefdelphi.com/media/photos/36522

चरण 5: गेंद संग्रह और परिवहन

जबकि ग्रिपर एकल वस्तुओं में हेरफेर करने के लिए उपयोगी होते हैं जो असामान्य रूप से आकार के हो सकते हैं, अक्सर एफआरसी खेलों में गेंदों का एक गुच्छा शामिल होता है। इन खेलों में आमतौर पर दो क्षमताओं की आवश्यकता होती है, गेंदों को इकट्ठा करना और उन्हें रोबोट के भीतर ले जाना। गेंदों को इकट्ठा करने का सबसे प्रभावी तरीका नियमों के आधार पर साल-दर-साल बदलता रहता है। 2012 के खेल में, रिबाउंड रंबल, टीमों को अपने रोबोट से आगे बढ़ने वाले उपांगों की अनुमति दी गई थी। कई टीमों ने फैसला किया कि ड्रॉप डाउन बॉल कलेक्शन सिस्टम फायदेमंद होगा, जिसके परिणामस्वरूप उपांगों में गेंदों को एक ही सेवन में या उनके बंपर पर और उनके रोबोट में फ़नल करने के लिए रोलर्स का उपयोग किया जाता है। एक से तीन तस्वीरों में इन रोबोटों के कई उदाहरण देखे जा सकते हैं। 2009 के खेल में, लुनेसी, टीमों को जोड़तोड़ करने की अनुमति नहीं थी जो उनके फ्रेम परिधि से आगे बढ़े। यदि वे फर्श से गेंदों को इकट्ठा करना चाहते हैं, तो उन्हें ऐसा करने के लिए अपने रोबोट के सामने एक उद्घाटन करना होगा। इससे कई वाइड-बेस रोबोट भी बने क्योंकि यह गेंदों को प्रवेश करने के लिए अधिक से अधिक खोलने की अनुमति देता है। इन रोबोटों के कुछ उदाहरण चित्र चार और पाँच में देखे जा सकते हैं। रोबोट द्वारा एकत्रित किए जाने के बाद गेंदों को परिवहन के कई संभावित तरीके हैं, लेकिन सबसे आम पॉलीयूरेथेन बेल्ट का उपयोग कर रहा है। पॉलीयुरेथेन बेल्ट (जिसे पॉलीकॉर्ड भी कहा जाता है) समायोज्य लंबाई बेल्ट हैं और आमतौर पर कन्वेयर और कम लोड पावर ट्रांसमिशन के लिए उपयोग की जाती हैं। ऊपर चित्रित प्रत्येक रोबोट कुछ हद तक पॉलीकॉर्ड का उपयोग करता है। अंतिम तस्वीर पॉलीकॉर्ड को अधिक विस्तार से दिखाती है। फोटो क्रेडिट:https://www.simbotics.org/media/photos/2012-first-championship/4636https://www.chiefdelphi.com/media/photos/37879https://www.chiefdelphi.com/media/photos /37487https://www.chiefdelphi.com/media/photos/33027https://www.chiefdelphi.com/media/photos/33838https://www.made-from-india.com/शोरूम/चेतना-इंजीनियरिंग/गैलरी.html

चरण 6: शूटिंग

रोबोट से गेंद को किसी अन्य दुर्गम स्थान पर ले जाना FRC में एक और सामान्य कार्य है। इसके लिए गेंद को लॉन्च करने की आवश्यकता होती है, आमतौर पर बेसबॉल पिचिंग मशीन के समान गुलेल या पहिएदार शूटर का उपयोग करना। इस चुनौती का सबसे आम समाधान एक चरखा के खिलाफ गेंद को संपीड़ित करना है, जो इसे एक महत्वपूर्ण दूरी पर लॉन्च करने के लिए पर्याप्त गति प्रदान करता है। इस डिज़ाइन के दो मुख्य रूपांतर सिंगल और डबल व्हील शूटर हैं। सिंगल व्हील वाले निशानेबाज सरल होते हैं और गेंद पर बहुत सारे बैकस्पिन डालते हैं। गेंद का निकास वेग पहिए की सतह की गति के लगभग ½ के बराबर होता है। डबल व्हील वाले निशानेबाज यंत्रवत् रूप से अधिक जटिल होते हैं, लेकिन गेंद को आगे बढ़ा सकते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि गेंद का निकास वेग लगभग पहिए की सतह की गति के बराबर है। पहली दो तस्वीरें निशानेबाजों के कुछ उदाहरण दिखाती हैं। जैसा कि 2012 में कई टीमों ने सीखा, एक सटीक शूटर बनाने की कुंजी यथासंभव अधिक से अधिक चर को नियंत्रित करना है। इनमें पहिया की गति को नियंत्रित करना, लॉन्च कोण, शूटर में प्रवेश करने वाली गेंदों का वेग, शूटर का उसके फीडिंग सिस्टम के सापेक्ष अभिविन्यास, और पहिया और हुड की सतह के खिलाफ गेंद की फिसलन शामिल है। शूटिंग खेलों में कैटापोल्ट बहुत कम आम हैं क्योंकि वे बहुत जल्दी फायर करने में असमर्थ हैं। हालांकि, उनका मुख्य लाभ यह है कि वे पारंपरिक निशानेबाजों की तुलना में अधिक सटीक हो सकते हैं। Catapults आमतौर पर न्यूमेटिक्स या स्प्रिंग्स द्वारा संचालित होते हैं। अंतिम तस्वीर एक टीम की है जिसने पिछले साल एक गुलेल को बिजली देने के लिए न्यूमेटिक्स का इस्तेमाल किया था। फोटो क्रेडिट:https://www.chiefdelphi.com/media/photos/37418https://gallery.raiderrobotix.org/2012-Championships/2012ChampDSP/IMG_3448https://www.teamxbot.org/index.php?option=com_content&view =लेख और आईडी=47&आइटमिड=55

चरण 7: विनचेस

FRC में विंच के कई संभावित उपयोग हैं और इसलिए बड़े जोड़तोड़ के तत्वों के रूप में पाए जाते हैं। उनके दो सबसे आम उपयोग एक बड़े तंत्र के लिए और एक संपूर्ण रोबोट को उठाने के लिए ऊर्जा भंडारण में हैं। जब एक ऊर्जा भंडारण उपकरण को लोड करने के लिए उपयोग किया जाता है, तो वाइन्चेस को आमतौर पर केवल एक दिशा में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है, एक रिलीज के साथ जो इसे स्वतंत्र रूप से स्पिन करने की अनुमति देता है, इस प्रकार संग्रहीत ऊर्जा को मुक्त करता है। ऐसा करने के लिए डिज़ाइन की गई चरखी की तस्वीर पहली तस्वीर में दिखाई गई है। एक चरखी के लिए एक अन्य उपयोग रोबोट को उठाना है। इस मामले में, आमतौर पर कार्य के लिए समर्पित एक अलग गियरबॉक्स होना पर्याप्त नहीं होता है, जिससे टीमें पावर टेक-ऑफ गियरबॉक्स का निर्माण करती हैं, जो ड्राइवट्रेन से बिजली को एक अलग तंत्र में बदलने में सक्षम है। हालांकि यह केवल एक चरखी चलाने का एक तरीका है, मैंने दूसरी तस्वीर में एक का उदाहरण दिखाने का फैसला किया क्योंकि यह एक दिलचस्प तंत्र है। फोटो क्रेडिट:https://www.chiefdelphi.com/media/photos/31324https://www.chiefdelphi.com/media/photos/35997

चरण 8: निष्कर्ष

जैसा कि आपने देखना शुरू किया है, कई अलग-अलग संभावित जोड़तोड़ डिजाइन हैं जिनका उपयोग पहली रोबोटिक्स प्रतियोगिता में किया जा सकता है। चुनौतियों को हल करने के लिए काम करने वाली कई टीमों के साथ, प्रत्येक की अपनी पृष्ठभूमि के साथ, यह निश्चित रूप से होना तय है। पहले क्या किया गया है, इसके बारे में जागरूक होने से आपकी टीम के प्रोटोटाइप और अंतिम डिजाइन दोनों के लिए पिछले मैनिपुलेटर्स को आधार रेखा के रूप में उपयोग करके आपका बहुमूल्य समय बचाया जा सकता है। हालाँकि, यह भी सावधान रहें कि पिछले डिज़ाइनों को आपकी सोच को सीमित न करने दें। यदि चुनौती प्राप्त करने पर, आप तुरंत उपयोग करने के लिए एक पुराना डिज़ाइन चुनते हैं, तो आप एक बेहतर समाधान की अनदेखी कर सकते हैं। इसके अलावा, कभी-कभी सबसे रचनात्मक, बाहरी समाधान जो विशेष रूप से एक चुनौती के अनुरूप होते हैं, अंततः प्रबल होते हैं। उदाहरण के लिए, चित्रित किया गया जोड़तोड़ उस वर्ष की तुलना में बहुत अलग था, जिस वर्ष इसका उपयोग किया गया था, लेकिन यह अत्यधिक सफल रहा। यदि आपको यह याद है और सामान्य सुझाव जो मैंने शुरुआत में सुझाए थे, तो आप पहले से ही एक सफल जोड़तोड़ बनाने के अपने रास्ते पर होंगे। मैनिपुलेटर्स पर अपनी प्रस्तुति को सार्वजनिक रूप से उपलब्ध कराने के लिए एंडीमार्क के एंडी बेकर को धन्यवाद। इस ट्यूटोरियल की कई तस्वीरें उसी की हैं। फोटो क्रेडिट: