FLL机器人设计思路简介——来自FLL City Shaper 680分团队

今天我们来讨论一下FLL机器人设计,这个视频分两部分,首先我们来介绍我们的高分机器人是如何设计的,然后我们来讨论如何利用这些方法来完成你自己的机器人设计。

转载,来自麻省Waring学校brickwolves FLL队


首先要说明,我们并不建议你来直接抄袭我们的机器人设计,因为设计自己的机器人结构是参与FLL非常重要的部分。

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展示的这个机器人,我们把它叫做Stormageddon Mk. 10. 或者Storm 10. 这是我们团队过去三年持续优化的机器人主体设计,其实是第16代型号。  

1,对机器人设计来说,最核心的问题就是它的外形形状。
机器人应该是个方盒子,它有平整的表面,方便贴到边墙或别的定位装置。方盒子形状也非常方便设计各种功能附件。

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然后你的机器人越小越好,这样方便它穿过比赛场地的一些狭窄区域。不过也不要为了做的太小而牺牲结构完整性。特别是对于2019-2020的City Shaper主题,一个不太大的机器人非常重要,这个赛季有很多小细节操作。

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2,然后我们来讨论轮子。
对FLL比赛来说,轮子的尺寸也很重要。你需要在速度和精度之间找到平衡点。乐高的机器人用大轮子的时候,走长距离的控制精度总是不太好。但如果你用小轮子,机器人行走又太慢了。

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经过我们的多次测试,我们认为这个尺寸的轮子和轮胎是最好用的。

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3, 然后我们讨论传感器位置。
我们的机器人在前面两个角的位置放置了颜色传感器。这样可以给机器人巡线做出更灵活的操作空间。

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然后我们在机器人的主轴位置装了陀螺仪,来减小陀螺仪的数据漂移。

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最后,我们在上方安置了一个颜色传感器,来识别不同的功能附件。这样机器人可以读取特定的颜色,从而选择对应适用的程序。这样我们在比赛过程中就不需要通过EV3的按钮来搜索查找对应程序,避免忙中出错。视频中可以看到,我们的队员只需要放置不同的功能附件,然后按中间按钮就好。

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4,最后一个重要的设计思路,是上方的搭建平台,方便功能附件的牢固安装,也可以很方便的拆下来。

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这里的一个思路是使用十字轴上下方向插入来固定功能附件,而不是销子。

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搭建平台还有很重要的一点是动力传输必须可靠,从底下的中号电机传到搭建平台上面的齿轮。
这是我们所采用的结构。大号电机作为行走动力,中号电机放在底下,通过十字轴和齿轮把动力传输到机器人顶部。

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顶部齿轮再连接到功能附件的齿轮,这样动力传输非常可靠。

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那么,如何设计你自己的机器人呢?

1,首先你要学会使用乐高的3D设计软件, 它可以极大地缩短你的搭建时间,也更方便让你对设计做出修改。我们建议直接下载STUDIO 2.0

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比如说,你要把中间这根梁替换成别的积木,用软件很方便,实际机器人要换的话就挺麻烦的。

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而且,你可以在软件上快速迭代修改你的模型,比如我们的storm机器人的mk5,mk7,mk9其实并没有真正搭建,而只是在软件上就可以完成优化设计。 (越来越小)

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2,第二点是进行多次迭代
比如我们从这个机器人开始,他有无数凌乱的线缆。

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不过不要放弃,我们持续改进就好。这里是我们之前的各种模型尝试。

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设计机器人很重要的事情是反复试错,所以不要因为你的机器人还不够好而灰心沮丧,持续改进他,一点点让它变得更好。
到最后,你会发现其实这是个全新的机器人。

3,设计多一些的内部连接。软件设计好框架后,我们并不知道他是不是足够结实。所以多设计一些内部结构加强,这没有坏处。

FLL机器人设计思路简介——来自FLL City Shaper 680分团队


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为了确保结构坚固,我们建议先设计牢靠的内部结构,然后再设计外围框架部分。

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4,设计时,要确保你有足够的空间给线缆们,和EV3主机的端口、数据接口、充电口这些。
有时你没法预测设计和搭建后期会不会挡住这些端口,所以最好先连接好线缆。

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之前我们团队曾经在训练过程中不得不完全拆掉机器人三次,因为他们没有考虑这些线缆接口。这可不是什么愉快体验。

好了,就这样,大家有什么关于FLL机器人设计的问题,大家随时交流


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2022-09   阅读(184)   评论(0)
 标签: robot FLL EV3

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