Роботы (конструкторская задачка)
Думаю, будет интересно пофантазировать.
Давайте подумаем каким должен маленький (настольный) робот для складывания фигур и игрушечных строений из кубиков (прямоугольной формы) или из элементов Лего (для усложнения задачи).
Робот должен быть мобильным, а не стационарным, уметь подбирать элементы (кубики) и складывать их по некоторому алгоритму. Алгоритм пока не важен. Вообще, пока вся часть ПО не важна. Допустим, робот управляется компьютером, стоящим рядом на этом же столе.
Пока думаем в основном над конструкцией робота.
Основные функции: подбирает и складывает.
Подбирать может на ощупь (механический или оптический) или с помощью простой системы распознавания образов. Стол плоский, других предметов, кроме кубиков в зоне действия робота нет.
Потом усложним: добавим второго робота и они будут строить на время... с элементами варварства и воровства :)
Просто написать "у робота должен быть захват" не канает, нужно подумать над формой захвата, чтоб кубики (прямоугольной, а не квадратной формы) брались не только надежно и без критичных перекосов, но и так чтоб робот "понимал" как он держит этот параллелепипед.
Кстати, сразу интересная идейка: может отказаться от захватов, а приспособить грейдер с транспортировочной лентой (эскалатором) ?
Важное условие: робот должен быть выполнен из недорогих доступных элементов, поэтому самообучающиеся чипы, роботы из жидкого металла, самонаводящиеся системы, системы глобальной навигации и спутникового слежения не применимы. Сложные многочасовые в обсчете алгоритмы так же не применимы, все считается обычным PC в реальном режиме времени.
Короче, делаем настольного робота из подручных элементов. В ход идут старые мышки, детские машинки, вебкамеры, серводвигатели от сломанных винчестеров и т.п.
Давайте подумаем каким должен маленький (настольный) робот для складывания фигур и игрушечных строений из кубиков (прямоугольной формы) или из элементов Лего (для усложнения задачи).
Робот должен быть мобильным, а не стационарным, уметь подбирать элементы (кубики) и складывать их по некоторому алгоритму. Алгоритм пока не важен. Вообще, пока вся часть ПО не важна. Допустим, робот управляется компьютером, стоящим рядом на этом же столе.
Пока думаем в основном над конструкцией робота.
Основные функции: подбирает и складывает.
Подбирать может на ощупь (механический или оптический) или с помощью простой системы распознавания образов. Стол плоский, других предметов, кроме кубиков в зоне действия робота нет.
Потом усложним: добавим второго робота и они будут строить на время... с элементами варварства и воровства :)
Просто написать "у робота должен быть захват" не канает, нужно подумать над формой захвата, чтоб кубики (прямоугольной, а не квадратной формы) брались не только надежно и без критичных перекосов, но и так чтоб робот "понимал" как он держит этот параллелепипед.
Кстати, сразу интересная идейка: может отказаться от захватов, а приспособить грейдер с транспортировочной лентой (эскалатором) ?
Важное условие: робот должен быть выполнен из недорогих доступных элементов, поэтому самообучающиеся чипы, роботы из жидкого металла, самонаводящиеся системы, системы глобальной навигации и спутникового слежения не применимы. Сложные многочасовые в обсчете алгоритмы так же не применимы, все считается обычным PC в реальном режиме времени.
Короче, делаем настольного робота из подручных элементов. В ход идут старые мышки, детские машинки, вебкамеры, серводвигатели от сломанных винчестеров и т.п.
Советую зайти на
http://robo.com.ua/
Ребята там дельные. Они пророботали основные принципы конструирования робота. Начиная от ЦП разводки платы. Выбора моторов(серво моторов). Платформа для установки робота. Выбор шасси. Матерьял из которых можно выполнить робота. И изготовили тестовые ноборы. Даже поднимался вопрос рассчета конструкции робота.
1. Производство робото дорогостоющее удовольствии. Поэтому робот строиться на некоторой платформе.
Так что для начала согласен с тем что надо взять настольный компьютер. Но желательно иметь уже готовую руку манипулятор. К примеру настольная лампа. Осталось присобачить два мотора. =D
2. Нужна механическая рука.Минимум надо три мотора. Чтобы поднять деталь и один чтобы повернуть и один переместить вдоль радиальной ноправляющей. И один элемент для зажатия двух пальцев. Тут надо выбрать устройство. Можно электро магнит и пружину. Можно поставить мотор. Или найти что-то готовое.
3. Переворот кубика. возможно потребуется переворот кубика. Вообще в какойто разработки это было решино путем ввидения штирей. Используя который робот мог поворачивать деталь.
Это легче чем разрабатывать вторую руку.
Помойму лена не лучший способ передачи кубиков.
4. Датчики. Камера эта хорошо. Но эта целая индустрия распознования оброзов. Конечно можно решить проблему поиска кубиков. Это не трудно. Но камера эта вещь дорогая.
В том смысле что можно обойтись более дешовыми методами. Для того чтобы робот действовал на ощупь нужен датчик. Лучши без контактный.
Таким датчиком может служить инфрокрасный излучатиль с приемником.
Добавив два липестка из метала мы можем ловить отраженный сигнал одним датчиком. А сконфигурируемый определенным оброзом сигнал позволяет определить ростояние до объекта. Правда с точностью надо будет повозиться.
PS. Научити меня поять.
http://robo.com.ua/
Ребята там дельные. Они пророботали основные принципы конструирования робота. Начиная от ЦП разводки платы. Выбора моторов(серво моторов). Платформа для установки робота. Выбор шасси. Матерьял из которых можно выполнить робота. И изготовили тестовые ноборы. Даже поднимался вопрос рассчета конструкции робота.
1. Производство робото дорогостоющее удовольствии. Поэтому робот строиться на некоторой платформе.
Так что для начала согласен с тем что надо взять настольный компьютер. Но желательно иметь уже готовую руку манипулятор. К примеру настольная лампа. Осталось присобачить два мотора. =D
2. Нужна механическая рука.Минимум надо три мотора. Чтобы поднять деталь и один чтобы повернуть и один переместить вдоль радиальной ноправляющей. И один элемент для зажатия двух пальцев. Тут надо выбрать устройство. Можно электро магнит и пружину. Можно поставить мотор. Или найти что-то готовое.
3. Переворот кубика. возможно потребуется переворот кубика. Вообще в какойто разработки это было решино путем ввидения штирей. Используя который робот мог поворачивать деталь.
Это легче чем разрабатывать вторую руку.
Помойму лена не лучший способ передачи кубиков.
4. Датчики. Камера эта хорошо. Но эта целая индустрия распознования оброзов. Конечно можно решить проблему поиска кубиков. Это не трудно. Но камера эта вещь дорогая.
В том смысле что можно обойтись более дешовыми методами. Для того чтобы робот действовал на ощупь нужен датчик. Лучши без контактный.
Таким датчиком может служить инфрокрасный излучатиль с приемником.
Добавив два липестка из метала мы можем ловить отраженный сигнал одним датчиком. А сконфигурируемый определенным оброзом сигнал позволяет определить ростояние до объекта. Правда с точностью надо будет повозиться.
PS. Научити меня поять.
Первое что пришло в голову по поводу захвата - присоска.
Тут правда кубики должны быть додстаточно легкими и гладкими. Зато поворачивать помоему будет достаточно просто.
И еще мне кажется что не обойтись без противовеса и достаточно широких колес чтоб робот не переворачивался.
В качестве сенсора для меня самое прийнятное - камера. Если поставить на столе освещение с одной стороны, а еще лутще с разных сторон светить лампами разного цвета то должно быть довольно просто написать ПЗ для обработки таких изображений с камеры. Кроме того не придется двигать механической щупальцой чтоб найти краи кубиков.
ЗЫ. По скольку всеравно домик строить и поднимать блоки высоко придется - камеру поставить с самого верху.
Если кубики всетаки не оч тяжолые то вместо множества моторов можно попробовать заделать один более менее мощный который будет вращать одну длинную ось а к ней валики с резиновымы краями и дальше передача по резиновых тросиках как в бабинных магнитофонах. Там ведь мотор то один.
Ну или воздухом пробовать и шланлами - как в автобусах. Ето подойдет для присоски но вообще ета идея мне не очень нравится.
И еще бы пригодились електрические магниты. И сила есть и не сложно и не дорого.
А вообще может ето все и плохо. Я ручками мало что делал. Они у меня левоватые оби :). Так что просьба не смеятся.
Тут правда кубики должны быть додстаточно легкими и гладкими. Зато поворачивать помоему будет достаточно просто.
И еще мне кажется что не обойтись без противовеса и достаточно широких колес чтоб робот не переворачивался.
В качестве сенсора для меня самое прийнятное - камера. Если поставить на столе освещение с одной стороны, а еще лутще с разных сторон светить лампами разного цвета то должно быть довольно просто написать ПЗ для обработки таких изображений с камеры. Кроме того не придется двигать механической щупальцой чтоб найти краи кубиков.
ЗЫ. По скольку всеравно домик строить и поднимать блоки высоко придется - камеру поставить с самого верху.
Если кубики всетаки не оч тяжолые то вместо множества моторов можно попробовать заделать один более менее мощный который будет вращать одну длинную ось а к ней валики с резиновымы краями и дальше передача по резиновых тросиках как в бабинных магнитофонах. Там ведь мотор то один.
Ну или воздухом пробовать и шланлами - как в автобусах. Ето подойдет для присоски но вообще ета идея мне не очень нравится.
И еще бы пригодились електрические магниты. И сила есть и не сложно и не дорого.
А вообще может ето все и плохо. Я ручками мало что делал. Они у меня левоватые оби :). Так что просьба не смеятся.
Все таки наверно стоит подоробнее описать начальное и конечное положение "кубиков". В каком пространстве собираются кубики - в двухмерном/трехмерном ? Какой критерий собираемых кубиков - последователность или количество или что-то еще ? Какой критерий складываемых кубиков - в горку, один на другой, определенное слово (есть ли на кубах буквы)? Правильно поставленная задача - 50% решения =)
Самый простой способ, при минимальном "качестве" сборки, - загребающая рука - этакий одинойчный крюк переносящий кубы с одного места в другое.
При точечной сборке можно использовать, например, подтягивающую лопатку на двух стержнях (примерно по размеру куба), опускающуюся сверху на куб, и тянущей лопаткой его к себе.
Вообще, ИМХО, лучше природы ни кто ничего не выдумает, можно взять прототипом какое нибудь животное - муравьеда (как пример) и использовать для сборки старенький пылесос, присасывающий кубики (если кубы довольно легкие).
Самый простой способ, при минимальном "качестве" сборки, - загребающая рука - этакий одинойчный крюк переносящий кубы с одного места в другое.
При точечной сборке можно использовать, например, подтягивающую лопатку на двух стержнях (примерно по размеру куба), опускающуюся сверху на куб, и тянущей лопаткой его к себе.
Вообще, ИМХО, лучше природы ни кто ничего не выдумает, можно взять прототипом какое нибудь животное - муравьеда (как пример) и использовать для сборки старенький пылесос, присасывающий кубики (если кубы довольно легкие).
в качестве зацепа, можно использовать подобие "разводного ключа". 2 пальца, раздвигающиеся (кисть). Ксить поворачивается вокруг оси. Кисть закреплена на руке, которая установлена на плече, которое двигается вверхз и вниз....
только я не представляю из чего это сделать =) нарисовать схематично могу :)
только я не представляю из чего это сделать =) нарисовать схематично могу :)
Pavia, спасибо за ссылку. Прикольно.
Archie, посмотрел твою ссылку и нашел в референсах на этой же странице такой интересный вариант сборщика кубика рубика:
http://www.youtube.com/watch?v=3QOvEG27Gt4&feature=related
Меня порадовала простота конструкции в отличие от других экземпляров.
Собственно моя задачка изначально была направлена на простоту. Расскажу предысторию.
На ДР моему коллеге подарили набор из 2х маленьких (настольных) радиоуправляемых танков. Стреляют они светодиодами и регистрируют попадания несколькими фотодатчиками. Собственно игрушка - это танковый бой. Среди хлама на столе ездят два радиоуправляемых танка и стреляют вспышками фотодиодов. При попадании в танк, он делает оборот вокруг своей вертикальной оси, и так до трех попаданий. Потом танк нужно приподнять, и перезапустить игру (сбросить счетчик) кнопкой на днище танка.
Ну естественно начали обсуждать как бы эту игру автоматизировать... в результате решили, что стрелять это не интересно, а вот построить что-то значительно прикольнее. Началось обсуждение сложности строительства, подбора кубиков и т.п.
Вспомнили историю про японскую туалетную кабинку.
Русский парень работал в японии. А там у них есть такая практика, обсуждать социальные проблемы на специальных собраниях. Заявку о проблеме может подать каждый, бросив записку в соотв. ящик (странно, почему бы не отправлять по электронке?). Так вот наш разгильдяй опоздал на одно из таких собраний, а там обсуждался вопрос об офисных туалетах, точнее о ручке на кабинке и как бы сделать так, чтоб дверь открывалась сама. Дело уже дошло до установки видео-системы отслеживания движений, но тут выяснилось, что кабинка небольшая и при любом движении посетителя дверь будет открываться, что не желательно. :) Увеличивать размеры кабинки при японских ценах на недвижимость просто невозможно. Короче, мозговой штурм зашел в тупик. И тут наш парень извиняется, что опоздал и, наверное, уже прослушал предложенное решение о механической ножной педали. Типа наступил на педаль ногой, дверь рычагом и открылась. Японцы молчат. Ну не хотите мезаническую педаль, давайте поставим кнопку на пол: ногой наступаешь, дверь электроприподом открывается. Японцы молчат. Ну не хотите просто кнопку, давайте коврик положим и экран поставим, типа наступаешь на коврик, тебе показывают твой вес и дверь открывается. Короче, ничего в туалете делать не стали...
Так вот, думается, что задачу с роботом можно решить значительно проще, если отойти от сложившихся стереотипов о рукообразных манипуляторах...
Хм... например, вмонтировать в кубик магнит и применить электромагнит...
Хотя с манипулятором зрелещнее, но и его можно сделать спростым.
Точного условия нет. Просто должно быть просто и интересно. Пылесос и магнит - просто, но не очень интересно. Манипулятор интересно, но не так уж просто... :)
Archie, посмотрел твою ссылку и нашел в референсах на этой же странице такой интересный вариант сборщика кубика рубика:
http://www.youtube.com/watch?v=3QOvEG27Gt4&feature=related
Меня порадовала простота конструкции в отличие от других экземпляров.
Собственно моя задачка изначально была направлена на простоту. Расскажу предысторию.
На ДР моему коллеге подарили набор из 2х маленьких (настольных) радиоуправляемых танков. Стреляют они светодиодами и регистрируют попадания несколькими фотодатчиками. Собственно игрушка - это танковый бой. Среди хлама на столе ездят два радиоуправляемых танка и стреляют вспышками фотодиодов. При попадании в танк, он делает оборот вокруг своей вертикальной оси, и так до трех попаданий. Потом танк нужно приподнять, и перезапустить игру (сбросить счетчик) кнопкой на днище танка.
Ну естественно начали обсуждать как бы эту игру автоматизировать... в результате решили, что стрелять это не интересно, а вот построить что-то значительно прикольнее. Началось обсуждение сложности строительства, подбора кубиков и т.п.
Вспомнили историю про японскую туалетную кабинку.
Русский парень работал в японии. А там у них есть такая практика, обсуждать социальные проблемы на специальных собраниях. Заявку о проблеме может подать каждый, бросив записку в соотв. ящик (странно, почему бы не отправлять по электронке?). Так вот наш разгильдяй опоздал на одно из таких собраний, а там обсуждался вопрос об офисных туалетах, точнее о ручке на кабинке и как бы сделать так, чтоб дверь открывалась сама. Дело уже дошло до установки видео-системы отслеживания движений, но тут выяснилось, что кабинка небольшая и при любом движении посетителя дверь будет открываться, что не желательно. :) Увеличивать размеры кабинки при японских ценах на недвижимость просто невозможно. Короче, мозговой штурм зашел в тупик. И тут наш парень извиняется, что опоздал и, наверное, уже прослушал предложенное решение о механической ножной педали. Типа наступил на педаль ногой, дверь рычагом и открылась. Японцы молчат. Ну не хотите мезаническую педаль, давайте поставим кнопку на пол: ногой наступаешь, дверь электроприподом открывается. Японцы молчат. Ну не хотите просто кнопку, давайте коврик положим и экран поставим, типа наступаешь на коврик, тебе показывают твой вес и дверь открывается. Короче, ничего в туалете делать не стали...
Так вот, думается, что задачу с роботом можно решить значительно проще, если отойти от сложившихся стереотипов о рукообразных манипуляторах...
Хм... например, вмонтировать в кубик магнит и применить электромагнит...
Хотя с манипулятором зрелещнее, но и его можно сделать спростым.
Точного условия нет. Просто должно быть просто и интересно. Пылесос и магнит - просто, но не очень интересно. Манипулятор интересно, но не так уж просто... :)
Вот ещё класс! Зацените:
http://www.youtube.com/watch?v=5HsBl8fH0LI&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=f1j3gUkcsEo&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=hnpMrgDCXlc&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=gXiql8Fm64A&feature=related
Все это при помощи этой штуки:
http://www.mindstorms.su/what_is_nxt_1.html
http://www.youtube.com/watch?v=5HsBl8fH0LI&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=f1j3gUkcsEo&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=hnpMrgDCXlc&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=gXiql8Fm64A&feature=related
Все это при помощи этой штуки:
http://www.mindstorms.su/what_is_nxt_1.html
Цитата: Green
Вот ещё класс! Зацените:
http://www.youtube.com/watch?v=5HsBl8fH0LI&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=f1j3gUkcsEo&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=hnpMrgDCXlc&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=gXiql8Fm64A&feature=related
Все это при помощи этой штуки:
http://www.mindstorms.su/what_is_nxt_1.html
http://www.youtube.com/watch?v=5HsBl8fH0LI&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=f1j3gUkcsEo&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=hnpMrgDCXlc&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=gXiql8Fm64A&feature=related
Все это при помощи этой штуки:
http://www.mindstorms.su/what_is_nxt_1.html
Прикольно, но вобще под ЦП можно задействовать наладонник - для расчета большинства процессов его вполне достаточно.
Зацени Green, страница финальных проектов Cornell University ->
http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/ee476/
http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/ee476/
Задели за живое!
Всегда мечтал собрать своего робота... В школьные годы активно занимался паяльником, собирал радиожучки, небольшие - тссс! - взрывные устройства на таймере (успешно испытанные), всякие регуляторы мощности, фотодатчики... Эхх, молодость. Даже был в 10 классе проект на Z80, только щас осознал, какой этот проц сложный. А про микроконтроллеры я почти ничего не знал, да и в не было в моём городе возможности купить дорогие специализированные детали.
Время от времени возвращаюсь к этой теме, вспоминаю и т.п. Из прошлой поездки домой захватил цифровой мультиметр, хм... а это повод! Пора купить паяльник, лист текстолита, инструменты... :)
Спасибо за линк на http://robo.com.ua/ - очень близко мне и реально сделать самому такие вещи, расходов немного, а дело увлекательное!
Привлекла моделька, ходящая по линии. Вот только я хочу сделать сложнее - управление командами по USB-COM из Linux-консоли.
Самое сложно короче, это интегрировать в контроллер поддержку USB. Веб-камера ненужная у меня есть, мож ещё чего придумаю :)
Кстати, подскажите, где в Москве есть мегаацкие рынки/палатки с инструментами и материалами для изготовления плат и паяния.
Нужен маленький сверлильный станок (для дырок в плате), какой-нить резак для плат, раствор хлорного железа. Пока всё :)
Всегда мечтал собрать своего робота... В школьные годы активно занимался паяльником, собирал радиожучки, небольшие - тссс! - взрывные устройства на таймере (успешно испытанные), всякие регуляторы мощности, фотодатчики... Эхх, молодость. Даже был в 10 классе проект на Z80, только щас осознал, какой этот проц сложный. А про микроконтроллеры я почти ничего не знал, да и в не было в моём городе возможности купить дорогие специализированные детали.
Время от времени возвращаюсь к этой теме, вспоминаю и т.п. Из прошлой поездки домой захватил цифровой мультиметр, хм... а это повод! Пора купить паяльник, лист текстолита, инструменты... :)
Спасибо за линк на http://robo.com.ua/ - очень близко мне и реально сделать самому такие вещи, расходов немного, а дело увлекательное!
Привлекла моделька, ходящая по линии. Вот только я хочу сделать сложнее - управление командами по USB-COM из Linux-консоли.
Самое сложно короче, это интегрировать в контроллер поддержку USB. Веб-камера ненужная у меня есть, мож ещё чего придумаю :)
Кстати, подскажите, где в Москве есть мегаацкие рынки/палатки с инструментами и материалами для изготовления плат и паяния.
Нужен маленький сверлильный станок (для дырок в плате), какой-нить резак для плат, раствор хлорного железа. Пока всё :)
Вот ещё идейка по USB-COM: есть у меня радиомышка старая ненужная, можно приспособить этот модуль для радиосвязи с роботом! Только увеличить мощность передатчиков и 10м обеспечено!
Сверлильный станок и хлорное железо отпадают - есть же макетные платы и разъёмы не такие уж и дорогие!