robootika kokkupressitult

Ehita oma Bristlebot

Bristlebot, otsetõlkes harjasrobot, on hambaharja peast, patareist ja mootorist koosnev pisike vibreeriv robot (vaata tema tegutsemist allolevast videost). Toome siinkohal ära Evil Mad Scientist blogis ilmunud õpetuse, kuidas omale sarnane minirobot ehitada.

Alustuseks on tarvis loomulikult hambaharja, eelistatavalt sellist, mille harjased on ühes suunas kaldu. Kui harjased on eri pikkusega, võiks nad kääridega tasaseks lõigata. Seejärel lõika hambaharja pea tangidega otsast.

Bristle1.jpgBristle2.jpg
Nüüd on meil vaja vibreerivat piipari mootorit või mõnda muud pisikest mootorit, millel on tasakaalustamata väljundvõll. Võid selle tellida näiteks siit.

Bristle3.jpgBristle4.jpg
Mootori pinge võiks olla vahemikus 1-9V, jõuallikana tasub kasutada aga leelis- või liitiumakut või kellapatareid pingega 1,5V või 3V. Mootori ühendamiseks patareiga jooda kaks juppi vasktraati mootori terminalide külge.

Bristle 55.jpgBristle6.jpg
Järgmine oluline komponent on vahtteip (pehme vahtkummist teip, mis kleepub mõlemalt poolt). Kinnita tükike hambaharja peale ja lisa sinna mootor. Vahtteibi eesmärk on hoida mootor paigal nii, et selle ringipöörlev osa (mille eesmärk on vibratsioone tekitada) ei puutu vastu hambaharja.

Bristle7.jpg
Painuta vasktraadid nii, et patarei mahuks kenasti nende vahele ja teip hoiaks seda paigas. Nüüd ongi robot valmis! Kui see liikudes paremale või vasakule kaldub, siis arvesta sellega, et patarei ja mootori paigutus, harjaste kuju ja mootori pöörlemine mõjutavad kõik roboti liikumist – proovi näiteks patarei ümbes pöörata ja vaata, kas suund muutus sirgemaks.

allikas: Evil Mad Scientist Laboratories

Advertisements

Tankrobot Mechatron

Isa-tütre meeskond Beatty Robotics ehitas omale hiljuti retro-futuristliku, tööstusliku, karmi välimusega roboti nimega Mechatron, mille koostisse kuulub hulgaliselt metalli, neete ja hammasrattaid. Mechatroni on tehtud täielikult alumiiniumist, vasest ja terasest, kuid tema sees on kõrgetasemeline elektroonika.

Mechatron2.png

Tank veereb omniratastel ja seda veavad käigukastid, neli võimsat mootorit ning tarkvara poolt kontrollitav ajamisüsteem, mis juhib iga ratast eraldi. Seetõttu saab 20-kilone Mechatron liikuda igal ajal igas suunas. Roboti kahur on võimeline pöörama 360 kraadi ja selle küljes on kaheksa sonarit märklaua leidmiseks, laser ja elektriline automaatrelv. Laskemoon tuleb kahurisse metalltoru kaudu, mis on ühendatud roboti põhjaga.

Mechatron töötab mitmes režiimis: raadio teel juhituna ja/või täiesti autonoomselt. Raadio abil juhtimiseks ehitati sellele pult, mille kaudu saab kontrollida ka relva pöörlemist, laskenurka ja tulistamist. Kõiki funktsioone saab kasutada üheaegselt.


allikas: Beatty Robots

Saksamaa robotiprojektid

DFKI Robootika Innovatsioonikeskus ja Bremeni Ülikool on ühendanud jõud mitmete põnevate robootikaprojektide loomiseks. Nende eesmärk on rakendada teadustöö käigus välja töötatud lahendusi praktiliste vajaduste rahuldamiseks, sealhulgas kosmose uurimiseks.

Projekte tutvustavas videos võib näha ämblikutaolist SpaceClimberit, kelle ülesanne on maavälistest kraatritest pinnaseproovide võtmine, ülakehale kinnitatavat eksoskeletti, veealuseks kaardistamiseks mõeldud ujukrobotit, peaaegu igal maastikul ja vees liikumiseks võimelist päästerobotit ja muudki huvitavat.

ARAMIES, kosmoseavastajast robotkoer, oli 2004. aastal alanud DFKI projekt, mis disainiti Kuu kraatritest või Marsi kanjonitest proovide võtmiseks. Roboti neli jäset ja küüned teevad ta väga stabiilseks ja mobiilseks, hoolimata maastikuoludest. ARAMIESe tarkvara ja disainielemente kasutati hiljem SpaceClimberi loomisel.

Joonejärgimisrobotid

2011 aastal toimub esmakordselt Robotexi ajaloos võistlus kahes kategoorias. Uutele robootikahuvilistele, põhikooli- ja gümnaasiumiõpilastele on jõukohasemaks osavõtuks kavas maha pidada robotite joonejärgimisvõistlus. Tegu on maailmas laialt levinud robotite võistlusalaga, kus robotid võistlevad valgele väljakule musta joonega märgitud raja kiiremini läbimise peale. Robotid, mis mööda joont sõita oskavad, on oma tööpõhimõttelt üpris lihtsad ja algajale väga heaks proovikiviks. Et esimest sammu kergem astuda oleks ja Robotexile osalema tulla julgeks, annab käesolev artikkel lühiülevaate joonejärgimisroboti ehitusest.

Väljak, millel joonejärgimisrobotid sõidavad on tavaliselt sile valge kattega linoleum, papp, puit või muu piisavalt tugev materjal. Väljakule on trükitud või värvitud 10 kuni 15 mm laiune must joon. Joone võib teha ka musta isoleerteipi väljakule kleepides. Rada, mille joon moodustab on tavaliselt mõne meetri pikkune ning seda on käänakute ja ristmikutega keerulisemaks, ehk põnevamaks tehtud. Käänakute puhul on tihti ka reeglites ära märgitud nende minimaalne pöörderaadius – sellest sõltub põhimõtteliselt see, kui kiireks robotit võimalik teha on. Robotite suurused aga võivad olenevalt reeglitest varieeruda tikutopsist kuni ämbrini välja.

Kuidas siis robot ikkagi mööda joont sõita oskab? Selleks on vaja kahte asja – mootoreid, mis võimaldavad robotil sõita ja pöörata, ning jooneandureid mis joont detekteerivad ehk “näevad”. Tavaliselt kasutatakse joonejärgimisrobotitel ja paljudel muudelgi robotitel kahte paralleelset mootorit millest üks veab ringi vasakut ja teine paremat ratast. Sarnane diferentsiaalne pööramislahendus on kasutusel ka tankil. Kui mõlemad mootorid töötavad sama kiirusega, liigub robot sirgelt, kui erineva kiirusega, siis robot pöörab sõites. Kui mootorid töötavad vastassuundades, saab robot ka kohapeal pöörata. Kuna joonejärgimisülesandes robotil tavaliselt kohapeal pöörata pole vaja saab kasutada ka Ackermani, ehk tavalist sõiduauto moodi, pööramist. Viimasel juhul saab joonejärgimisroboti teha suvalisest mänguautost.

Jooneandurid on optilised andurid mis mõõdavad valguse intensiivsust. Teadupärast valge pind peegeldab rohkem valgust ja must vähem. Kui jooneandurid on väljaku pinnale piisavalt lähedal, on nende abil võimalik kindlaks teha, kas nende alla jääb väljaku valge pind või must joon, ehk põhimõtteliselt jooneandur “näeb” joont. Jooneandurid on reeglina nööpnõelapea suurused elektroonikakomponendid ja roboti põhja all jäävad nad väljakust umbes 3 mm kõrgusele. Et päevavalgus andureid ei segaks kasutatakse jooneanduritena enamasti hoopis infrapuna spektripiirkonnas töötavaid andureid ning, et väljakult oleks midagi peegelduda, siis ka infrapunavalgust kiirgavaid dioode. Tihti ongi infrapuna valgusdiood ja andurina kasutatav infrapuna fototransistor integreeritud ühte kompaktsesse elektroonikakomponenti.

Joonejärgimisrobotite algoritm võib olla väga lihtne. Selleks, et edukalt rada läbida piisab robotile kahest jooneandurist. Need kinnitatakse roboti esiosa alla, üks vasakule nurka, teine paremale. Sedasi ehitatud robot suudab võistelda programmikoodiga, mis annab robotile algul otsesuunalise liikumiskiiruse ja vastavalt jooneanduritelt saadud tagasisidele pöörab robotit nii, et joon jääks alati roboti alla, kahe anduri vahele. Kui vasak jooneandur näeb joont, peab robot kiirendama paremat või pidurdama vasakut mootorit – selle tulemusena pöördub robot ka vasakule, joone kohale. Kui joont näeb parempoolne andur, peab robot kiirendama vasakut või pidurdama paremat mootorit, mille tulemusena pöördub robot paremale. Niisugune lihtne algoritm on võimeline üpris kiiresti ja töökindlalt läbida enamiku joonejärgijate radadest. Tavaliselt kipub lihtsa algoritmiga ja väheste anduritega robot siiski raja peal pendeldama – et seda vältida kasutatakse keerulisemaid algoritme, näiteks PID regulaatorit, mis pöörab robotit täpselt niipalju kui vaja. Paremad algoritmid vajavad ka rohkem jooneandureid, 3 kuni 5 või isegi rohkem, et täpsemalt ja sujuvamalt robotit juhtida.

Joonejärgijad robotid ongi nii populaarsed oma lihtsuse tõttu, aga huvitavad seetõttu, et erinevaid võimalusi seda lihtsate reeglitega ülesannet lahendada on väga palju.

Mikk Leini ja Tiit Rätsep, TTÜ Robotiklubi MTÜ

Sildipilv