«Когда долго создаёшь устройство и заставляешь его ожить, ощущаешь себя исследователем или изобретателем, а возможно даже безумным гением»

Наш педагог Велимир Миронов сейчас работает над новой моделью робота-футболиста. Мы отвлекли его от увлекательного процесса, чтобы задать несколько вопросов о преимуществах нового робота, этапах разработки и периоде тестирования.

В чем преимущество новой модели?

В новом футболисте было столько изменений, что было проще начать всё с нуля. Этот робот совсем не похож на старого.

Новая модель разрабатывалась с кинематикой на трёх omni колесах, что позволяет роботу совершать движения в трёх степенях свободы (движение вперёд-назад, влево-вправо, поворот вокруг своей оси).

Переработан концепт ковша и теперь робот захватывает и ведет мяч благодаря быстро вращающемуся прорезиненному ролику. Помимо этого, изменён привод "пиналки". Раньше она приводилась в движение небольшим моторчиком, поэтому робот не мог делать резкие атаки. У нового робота "пиналка" приводится в движение двумя электромагнитами, что позволяет увеличить начальную скорость шарика при атаке.

Приводы нового робота гораздо мощнее и быстрее, что делает его более подвижным и допускает агрессивную игру на поле.

Вместе с реализованным всенаправленным движением и переработанным ковшом даёт возможность навязывать противнику свою игру, не чувствуя нехватку подвижности.

Какие есть этапы создания робота? С чего все начинается?

Для начала нужно понять, что робот будет делать, для чего он нужен и какие к нему предъявляются требования. Чем точнее сформулировано техническое задание, тем будет проще работать и прийти к нужному результату.

Важно определиться с кинематикой робота, то есть по какому принципу он будет двигаться. Составить эскиз робота на бумаге, а потом перенести в специальную программу для проектирования, подобрав нужные компоненты. Далее думаем, как будут изготавливаться элементы корпуса и конструкции робота: можно ли купить готовые, какие технологии необходимы и какие доступны. Исходя из этого, проектируются детали и соединения, составляется общая 3D сборка робота, проводится анализ получившейся конструкции.

Параллельно с проектированием механики робота думаем об электрической схеме: какой нужен контроллер - "мозг" - робота и какая "нервная система". Под каждый тип двигателя используются свои драйвера для управления, которые подключаются к контроллеру, но помимо них есть ещё множество различной периферии (датчики, модули связи, силовые ключи и т.д.), и всё это тоже учитывается в общей сборке.

Из 3D моделей деталей получаем файлы для производства на цифровом оборудовании, например, на 3D принтере. Когда все детали закуплены и изготовлены, приступаем к сборке робота. Зачастую приходится делать это не раз, т.к. редко получается идеально с первого раза, приходится "допиливать" что-то на ходу. Однако, одной механики с электроникой недостаточно для запуска робота с цифровым мозгом.

Нужно написать управляющую программу. Её алгоритм стоит начать продумывать ещё на этапе проектирования робота, чтобы избежать возможность непредвиденных проблем. Например, контроллер при подключении использует модуль только в одном режиме, а по ходу написания программы выяснилось, что нужен другой режим, придётся переделывать электронику. Хороший программист обязан знать математику. Без формул никакой серьёзной программы не написать. Чтобы написать программу для движения робота футболиста, я использовал линейные функции, тригонометрию и закон сложения векторов. Помимо этого, программист должен уметь пользоваться технической документацией, чтобы узнавать, как работают те или иные модули, библиотеки или интерфейсы, а иногда программы.

Когда робот собран, программа написана, приходит время для, возможно, одного из самых приятных этапов: пора протестировать робота.

Как происходит тестирование?

Во время тестирования следует максимально приблизить условия к реальности, так мы получим объективный результат. Лучше тестировать даже в более сложных условиях. Помимо механики, тестируются и алгоритмы программ. Зачастую во время испытаний выявляются ошибки и недоработки, над которыми ещё приходится попотеть.

Когда я писал программу для футболиста, у меня выявилась проблема поворота робота вокруг своей оси при линейном движении на максимальной скорости. Дело было в переполнении переменной для скорости двигателя, нужно было немного модифицировать формулу. Тут главное не отчаиваться и не бросать всё в самом конце, потому что часто, сталкиваясь с трудностями, люди отступают, так и не доводят дело до конца.

Сложно описать те чувства и эмоции, когда долго создаёшь устройство и заставляешь его ожить. Ощущаешь себя исследователем или изобретателем, а возможно даже безумным гением.

Источник: vk.com

Комментарии: