Roboter

Unser Roboter übernimmt die Aufgabe von R1 (siehe Aufgabenstellung). Um die Aufgabe zu erfüllen, haben wir unser Roboter in 3 Teilfunktionen aufgeteilt. Fahrwerk/Gehäuse, Arm, Greifer.

Die ganze Steuerung des Roboters erfolgt über die Printplatte und den Mikrocontroller.

Fahrwerk / Gehäuse

Der Roboter muss nur vor und zurück fahren können. Eine Lenkung ist nicht erforderlich. Eine Bedinung dafür ist, dass der Roboter zu Beginn sauber ausgerichtet wird. Dafür wird eine Schablone zur Ausrichtung genutzt

Das Fahrwerk besteht aus Blech und gefrästen Komponente. Die Räder sind aus 3D-Druck Teile, welche mit einem O-Ring aus Reifen ausgestattet wurden.  Angetrieben wird eine Achse mit einem DC-Motor. 

Am Boden des Fahrwerk befindet ein IR-Sensor, welche die schwarzen Wegweisser am Boden des Spielfelds erkennt. Zusätzlich ist ein IR-Distanz Sensor, welcher beim überqueren des "Fluss" ein Loch im Blech erkennt und so weiss, wann er sich in der Mitte des "Flusses" befindet.

Am Fahrwerk ist auch das Gehäuse montiert, welches die einzelne Komponente mit einander Verbidnet. Das Gehäuse ermöglicht auch die Verbindung mit dem Partnerroboter mittels drei Magneten

Um das Rohr greifen zu können, oder sich beim evakuieren auf die Schiene runterlassen zu können, muss der Roboter seinen Greifer vor und zurück fahren können und um 90° schwenken können. Diese Funktionen übernimmt der Arm.

Das vor und zurück Fahren des Armes wird mit einer Zahnstange und einem DC-Motor mit Encoder durchgeführt. Das Schwenken des Armes um 90° wird ebenfalls mit einem DC-Motor mit Encoder ermöglicht. Die Herausvorderung beim Schwenken war die Geschwindigkeit und Kraft des Motors justieren zu können. Dafür wurde ein Getriebe eingebaut.

Die Funktion des Greifers ist das Rohr Greifen zu können und gleichzeitig, das Rohr vor und zurück fahren

Das Greifen selbst wird mit einer beweglichen und festen Backe durchgeführt, wobei beide Backen 2 Rollen haben. Damit das Rohr nicht aus den Rohr gleitet, drückt ein Gummirad an das Rohr. Das Gummirad ist an ein DC-Motor mit Encoder gekoppelt welcher das Rohr im Greifer vor und zurückfahren kann.

Im Greifer befindet sich auch der Microcode-Leser, welche den Mikrocode auf dem Rohr liest um die Länge des Rohres zu ermitteln.

Die Printplatte beinhaltet alle elektrishe Komponente, welche für die Nutzung aller Sensoren und Motoren benötigt werden. Die grobe Einteilung des Prints lautet: im oberen Bereich befinden sich die Leistungsteil (Motoren) und im unteren Bereich die Steuerelektronik (Sensoren). Für die 5 Motoren mit Encoder benutzen wir 3 Motorentreiber. Das W-LAN Modul befindet sich gut zugänglich auf der vorderen Seite der Printplatte. Der Akku wird hinter der Printplatte am Boden montiert, welcher über ein Kabel aufgeladen werden kann.

 

Einzelner Code im AutoCad Programm
Fertige Microcodes

Das Design der Mikrocodes wurde mit Hilfe der Software AutoCAD realisiert. Die Herstellung der Codes erfolgte anschliessend im Reinraum durch Lithographie. Jeder der Mikrocodes mit einer Fläche von ungefähr vier mal vier Millimetern und rund einem Millimeter Dicke, besteht aus 100 einzelnen Symbolen, wobei jeweils drei verschiedene Symbole verwendet wurden. Die gerade einmal 270 Mikrometer grossen Symbole müssen für die Aufgabe von der Kamera des Roboters ausgelesen werden.