谁说复杂就一定高级?简单可靠的Botball机器人工程方案来啦

在Botball机器人活动现场,我们发现很多老师和同学在进行方案设计的时候都喜欢为机器人堆加很多很多的结构,用复杂的动作序列来完成得分任务。但这些复杂的方案往往由于没有足够的时间测试其可靠性和效率,所以在Botball机器人活动的现场我们甚至会看到一支队伍用特别复杂的机器人方案,他们的两个机器人几乎用上了所有能用的零件,设计了很复杂的动作序列。看上去非常非常的高级,但是却出现了各种状况,反而倒不如对方使用简单方案的机器人得分高。

其实吧,3c君在这里要敲一敲小黑板了。有时候老师和同学们设计的方案确实很好,但往往都是“想太多了”。对于Botball机器人工程挑战活动而言,那些看似简洁的机器人方案往往有时也是非常可靠和高效的,就像那个流传已久的电风扇吹鞋盒的小故事一样(虽然经3c君证实这真的只是一个谣言),简单但是很实用也很可靠。

  小故事一则  

一家大公司引进了一条肥皂生产线。这条生产线能将肥皂从原材料的加入直到包装装箱自动完成。 但是销售部门反映有的肥皂盒是空的,经理要求工程师们解决这个问题。于是成立一个以几名博士为核心、十几名研究生为骨干的团队。在耗费数十万后,工程师们在生产线上一套X光机和高分辨率监视器,当机器对X光图像进行识别后,一条机械臂会自动将空盒从生产线上拿走。 另外一家乡镇企业也遇到了同样的情况,管理生产线的小工找来一台电风扇,摆在生产线旁。装肥皂的盒子逐一在风扇前通过,只要有空盒子便会被吹离生产线,掉在箩筐里。

这一期和大家分享的就是一个简单、可靠并且设计非常巧妙的机器人方案。这个方案来自宁波童谢钱老师和他的学生们,他们的方案解决了Botball活动当中让人非常头疼的小球分类这个问题。

话不多说,我们先来看看这个方案的核心装置。

咦?这不是一个齿轮啮合齿条的装置吗,怎么就用在颜色分类上了呢?

3c君:“童老师,您可以简单介绍一下这个结构吗?”

童老师:“图左为最初设计的分类结构,通过齿轮带动上下两排的齿条来进行分类,但是齿条只有4个的数量限制,导致分类开口过小无法正常分类。

图右为优化后的分类结构,通过小轮胎利用摩擦力带动上下两排的凸点薄片,使分类开口变大提高分类稳定性。”

童老师:“最后将分类结构安装在设计好的车体上,由于没有使用金属底盘,减少了车身长度,便于转向。小车通过分类结构和左右两侧及上方的泡沫挡板的配合,在时间控制巡线的程序下实现快速分类的效果。”

让我们来看一看这个方案实际的工作效果:

通过视频我们可以看出这个装置使用了齿条结构配合上下两部分的纸板,巧妙的利用了红色和绿色小球的摆放规则进行设计。电机带动小轮胎正反转,利用轮胎的摩擦力带动乐高凸点薄片,模仿了齿轮啮合齿条传动的结构。再通过程序设计动作序列,调整好纸片的大小,很巧妙地实现了红色和绿色球进行分类。

怎么样,这个没有使用摄像头,没有复杂机械臂,没有繁琐动作序列的机器人方案是不是也很酷呢。

你有没有简单高效的Botball工程解决方案呢,欢迎投稿和大家分享你的创新思路!

下期预告:

下一期的Botball在线课堂我们将为大家分享一支在区域赛拿了将近2000分的队伍的机器人方案,先来看一小段动图过过瘾。