Использование заводской пневматики и конструктора Lego NXT⁠⁠

Решил рассказать вам про один интересный наш проект по Робототехнике, где мы использовали реальную заводские механизмы и микроконтроллер NXT Lego.

Мы использовали элементы пневматических систем в проекте "Роботизированной платформа для минимизации последствий землетрясений", который занял 10 место на международных соревнованиях "WRO 2013" в Индонезии.

Конструкция использует систему поршней, которые находятся под давлением воздуха. Регулировка давления заставляет расширяться и сжиматься поршень, что компенсирует наклон почвы.

Конструкция системы поршней

Наклон почвы определяется датчиком акселерометр. Акселеро́метр — прибор, измеряющий проекцию кажущегося ускорения (разности между истинным ускорением объекта и гравитационным ускорением). Как правило, акселерометр представляет собой чувствительную массу, закреплённую в упругом подвесе. Отклонение массы от её первоначального положения при наличии кажущегося ускорения несёт информацию о величине этого ускорения.

Распределения давление построено на основе восьми соленойдов, контролирующих работу 4-х переключателей, распределяющих давление. Переключатель имеет 3 положения: блокировка, канал 1, канал 2. Каналы подключены к цилиндрам. У переключателей есть фильтры исходящего воздуха, с регулирующими болтами. Болты позволяют увеличить или уменьшить скорость движения цилиндра.

Пневматическая система в проекте

Система не замкнутая и теряет давления в системе после каждого переключения. Необходимо периодически подкачивать давления. Время работы установки зависит от объема рессивера, в нашем случае от шланга высокого давления.

Управления соленойдами осуществляется с драйверов Tetrix. Один распределитель имеет 2 соленойда,что занимает весь драйвер. за отсутствием драйверов Tetrix возможно применять плату hitechnic prototype board и реле на 12V.

Управление соленойдами осуществляемая драйвером Tetrix

Скорость реакции поршня и плавность достигается регулировкой выходящего воздуха, частотой и временем включения соленойдов. Для выравнивания платформы мы использовали идею, что положение в пространстве платформы создается четырмя точками опоры. При наклоне одной из грани мы включаем не один поршень а сразу все четыре. Движение является прерывистым с постоянным отслеживанием отклонения. В коде условиями отслеживаются четыре стороны отклонения по двум осям x и y. В зависимости от состояния платформы соленойды включаются в разных комбинациях: одни на сжатие поршня, другие на расширение. Метод обработки имеет вид:

void piston(tMotor V1, tMotor V2,tMotor V3, tMotor V4,int delay1)

{

motor[V1]=100;

motor[V2]=100;

motor[V3]=100;

motor[V4]=100;

wait1Msec(delay1);

motor[V1]=0;

motor[V2]=0;

motor[V3]=0;

motor[V4]=0;

}

Дополнение: Поршни и распределители очень надежные. В реальных пневматических системах необходимо подавать очищенный воздух. Наша система этим показателем на соответствовала )). Для нагнетания давления использовался обычный автомобильный компрессор (некакой очистки воздуха). Рессивир состоял из трех метрового шланга высокого давления. Модель эксплатировалась на улице и в зданиях. Смазку поршней дети стерли своими пальцами. Фитинги неоднократно выкручивались из поршней и распределителей и дети пытались дуть ртом в поршень. Поршни используются третий год и сбоев не было.

Посмотреть видео защиты проекта