रूबिक क्यूब सॉल्वर बॉट: 5 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

एक स्वायत्त रोबोट बनाना जो भौतिक रूबिक के घन को हल करता है। यह रोबोटिक्स क्लब, IIT गुवाहाटी के तहत एक परियोजना है।

यह सरल सामग्री का उपयोग करके बनाया गया है जिसे आसानी से पाया जा सकता है। मुख्य रूप से हमने उन्हें नियंत्रित करने के लिए सर्वो मोटर्स और एक अरुडिनो का उपयोग किया, ऐक्रेलिक शीट, एक टूटा हुआ मिनी ड्राफ्टर, एल-क्लैंप और डुअल टेप!

क्यूब को हल करने का एल्गोरिदम प्राप्त करने के लिए हमने जीथब से क्यूबज लाइब्रेरी का इस्तेमाल किया।

चरण 1: प्रयुक्त सामग्री

1. 6 सर्वो मोटर्स
2. Arduino Uno
3. 3-सेल लीपो बैटरी
4. एक्रिलिक शीट (8 मिमी और 5 मिमी मोटाई)
5. हीट गन(
6. छेदन यंत्र
7. लोहा काटने की आरी
8. एल क्लैंप
9. एल्यूमिनियम स्ट्रिप्स
10. मिनी ड्राफ्टर / धातु की छड़ें
11. दोहरी टेप
12. फेवी क्विक
13. नट बोल्ट
14. जम्पर तार

चरण 2: यांत्रिक संरचना तैयार करना

मूल फ्रेम

• लगभग ५० सेमी * ५० सेमी की एक ८ मिमी मोटी ऐक्रेलिक शीट लें और सभी पक्षों के केंद्र को चिह्नित करें (यह आपके रोबोट का आधार होगा)।
• एक टूटा हुआ ड्राफ्ट लें और उसमें से 4 स्टील की छड़ें हटा दें.. (ये छड़ें आपके स्लाइडर के लिए पथ के रूप में काम करेंगी)।
• ऐक्रेलिक (किसी भी आकार के) के दो आयताकार टुकड़ों पर एक दूसरे के समानांतर दो छड़ें लगाएं और इस असेंबली के दो जोड़े बनाएं।
• अगला, एक स्लाइडर बनाने के लिए, ऐक्रेलिक के दो छोटे टुकड़ों को एक के ऊपर एक चार कोनों पर उनके बीच स्पेसर के साथ ढेर करें और उन्हें स्पेसर में बोल्ट के साथ जकड़ें। आपको ऐसे 4 स्लाइडर की आवश्यकता होगी।
• स्लाइडर के दो टुकड़ों को बन्धन करने से पहले, उनके बीच पहले से जुड़ी समानांतर छड़ें इस तरह से गुजारें कि स्पेसर सिर्फ छड़ की बाहरी सतह को स्पर्श करें।
• समानांतर छड़ की प्रत्येक जोड़ी के लिए उन पर दो स्लाइडर्स पास करें।
• एक बार यह तैयार हो जाने के बाद, छड़ की जोड़ी को 90 डिग्री क्रॉस के रूप में व्यवस्थित करें। सुनिश्चित करें कि क्रॉस के प्रत्येक छोर पर एक स्लाइडर है।

• अब आपको बस इतना करना है कि इस पार किए गए पथ को अपने रोबोट के आधार से कुछ ऊंचाई पर जोड़ दें। (सुनिश्चित करें कि ऊंचाई एक सर्वो मोटर की ऊंचाई से अधिक है)

  इसके लिए आप एल-क्लैंप के साथ ऐक्रेलिक माउंटिंग का उपयोग कर सकते हैं जैसे हमने किया या कोई अन्य तरीका पर्याप्त होगा।

इसके बाद आपका स्ट्रक्चर इमेज जैसा कुछ दिखना चाहिए।

आधार सर्वोस संलग्न करना

• दो बेस सर्वो को इस तरह से जोड़ा जाना चाहिए कि सर्वो क्रॉस की बांह के नीचे हो और केंद्र से ऑफसेट हो।
• सर्वो क्षैतिज स्थिति में लंबे बोल्ट का उपयोग करके एक छिद्रित सिलिकॉन वेफर से जुड़े होते हैं, जो बदले में एल-क्लैंप और दो-तरफा टेप के साथ आधार से जुड़ा होता है।

पुश-पुल रॉड्स बनाना

• सर्वो कोण को शून्य पर सेट करें और सर्वो के रॉकर आर्म को किसी उपयुक्त स्थिति में संलग्न करें।
• निकटतम स्थिति में स्लाइडर की दूरी का अनुमान लगाने के लिए क्यूब को क्रॉस के केंद्र में रखें और स्लाइडर को उस स्थिति में रखें।
• दोहरी टेप का उपयोग करके प्रत्येक स्लाइडर के नीचे एल आकार की एल्यूमीनियम स्ट्रिप्स संलग्न करें।
• अब सर्वो रॉकर के ऊपर या नीचे से प्रत्येक एल्यूमीनियम पट्टी की दूरी को मापने के लिए जो उसके विमान में स्थित है, यह आपके पुश-पुल रॉड की लंबाई होगी।
• एक बार लंबाई निर्धारित हो जाने के बाद पुश रॉड को एल्युमिनियम स्ट्रिप या कुछ और ड्रिल करके तय किया जा सकता है।

शीर्ष सर्वो को माउंट करना

• वह ऊंचाई तय करें जिस पर आपका घन हल किया जाएगा। सर्वो मोटर की धुरी इस ऊंचाई पर होनी चाहिए।
• ऊर्ध्वाधर स्थिति में बोल्ट का उपयोग करके चार सर्वो मोटर्स को एक छिद्रित सिलिकॉन वेफर से संलग्न करें।
• वेफर अब एल-आकार की एल्यूमीनियम पट्टी पर लगाया गया है जिसका आधार स्लाइडर के लिए उचित ऊंचाई पर तय किया गया है ताकि सर्वो अक्ष घन के केंद्र में स्थित हो।

सी-पंजे

• पंजे इस तरह के होने चाहिए कि वे घन के एक तरफ फिट हों और ऊपर और नीचे के हिस्से की लंबाई क्यूब की एक तरफ से अधिक न हो।
• इसके लिए पर्याप्त मोटाई की एक्रेलिक की पट्टी लें और उसे गर्म करें। एक बार जब यह पिघल जाता है तो यह एक सी-आकार का क्लैंप बनाता है जैसे कि यह घन के एक तरफ ठीक से फंस जाता है।
• सी-पंजा के केंद्र को चिह्नित करें और इस क्लैंप को इसके केंद्र में सर्वो के घुमाव पर ठीक करें।

आवश्यकतानुसार कुछ मामूली समायोजन करें ताकि प्रत्येक क्लैंप समान ऊंचाई पर हो।

यह आपके रोबोट की यांत्रिक संरचना को पूरा करता है, सर्किट कनेक्शन में जाने देता है ……..

चरण 3: सर्किट कनेक्शन

बॉट को नियंत्रित करने के लिए हमने एक Arduino, वोल्टेज रेगुलेटर और एक 3-सेल (12v) LiPo बैटरी का इस्तेमाल किया।

सर्वो मोटर्स के रूप में बहुत सारी शक्ति होती है, हमने प्रत्येक मोटर के लिए 6 वोल्टेज नियामक का उपयोग किया।

मोटर्स के सिग्नल इनपुट (तीनों का सबसे हल्का रंग तार) Arduino के डिजिटल PWM पिन 3, 5, 6, 9, 10, 11 से जुड़ा था।

वोल्टेज रेगुलेटर ब्रेडबोर्ड पर जुड़े हुए थे और 12 वोल्ट की बैटरी द्वारा संचालित थे। आउटपुट (5V) की आपूर्ति सीधे मोटर्स में की गई थी। मोटर्स का ग्राउंड भी ब्रेडबोर्ड से जुड़ा था। आम जमीन Arduino से भी जुड़ी हुई थी।

चरण 4:

चरण 5: कोड:

दी गई दो फाइलें Arduino का उपयोग करके विशेष चरणों के लिए मोटर्स को कमांड देने के लिए लिखे गए कोड को दिखाती हैं।

पहली फ़ाइल में मुख्य फ़ंक्शन और अन्य चर परिभाषाएँ होती हैं। दूसरी फ़ाइल में क्यूब को हल करने में उपयोग की जाने वाली प्रत्येक चाल के लिए फ़ंक्शन होते हैं (उदा। 'अप फेस क्लॉकवाइज रोटेशन' के लिए यू; 'राइट फेस काउंटर-क्लॉकवाइज मूवमेंट' के लिए R1 आदि)

क्यूब को हल करने का एल्गोरिदम प्राप्त करने के लिए हमने जीथब से क्यूबज लाइब्रेरी का इस्तेमाल किया।

एल्गोरिथ्म सीधे 'फेस मूव्स' में आउटपुट देता है जो कि Arduino कोड द्वारा पूरा किया जाता है।