Wie, wann und was

Jetzt möchte ich euch erklären, wie alles läuft, vom Anfang bis zum Ende. Was haben die Leute geleistet, um mich auf die Welt zu bringen. Es war eine tolle und spannende Arbeit.

Wenn ihr mehr wissen wollt, seht ihr hier das offizielle Dokument des Systemtechnikprojekt'18:

Meilenstein 1

Lösungsfindung und Konzeptentscheid

Hier hat alles angefangen. Unser Team hat sich zuerst kennengelernt und die ersten Ideen liessen nicht lange auf sich warten. Es kamen sehr viele verschiedene Ideen zusammen, unteranderem komplexe, einfache aber auch sehr exotische Vorschläge.

Dieser Meilenstein ist in drei Teile aufgeteilt:

Meilenstein 1a

Sich kennenlernen 

In diesem Meilenstein gibt es drei definierte Ziele:

  • Systembeschreibung
  • Anforderungsliste
  • Arbeitsplan

Die Gruppe war sehr motiviert und die erste Idee sind schon gekommen.

  • Systembeschreibung
  • Anforderungsliste
  • Arbeitsplan
Was braucht man, um einen Roboter zu bauen?

Hier wurden alle externen und internen Faktoren definiert, die in der Entwicklung des Roboters eine Rolle spielen. Der Bauplatz, die Fläche des Bodens (extern), die Kommunikation und das Userinterface (intern) sind einige davon.

Sieht Dokument:

Was unser Kunde wollen wird

In diesem Teil des Meilensteines wurden nicht nur alle Faktoren analysiert, sondern auch die Anforderungen des Kunden. Wir sollten die Perspektive des Kunden und des Entwicklers zusammenstellen. Dabei kann jede Kleinigkeit eine große Rolle spielen.

Hier haben alle Teams zusammengearbeitet, um eine komplette und gründliche Anforderungsliste zu verfassen.

Letzte Version der Anforderungsliste:

Jede Gruppe braucht eine Ordnung

Es ist sehr wichtig, dass jeder Teilnehmer des Teams seine Rolle kennt. Es ist auch sehr wichtig, dass alle über alles informiert sind.

Das sind die ersten Strukturen von einem Plan. Die Zeit vergeht - und das sehr schnell.

Hier sind die Team-Struktur und der Zeitplan:

Meilenstein 1b

Brainstorming

Ideen, Skizzen,... Wie können wir das machen?... Das Ziel war klar. Wir werden einen super Roboter bauen! Aber wie? Verschiedene Ideen sind auf den Tisch gekommen, aber wir merkten schnell, dass auch der Prozess eine wichtige Rolle spielen wird. Da kamen folgende Fragen auf: Werden beide Roboter dieselben Funktionen besitzen oder werden sie in verschiedene Rollen schlüpfen?... Was wäre besser?... Fragen über Fragen...

  • Skizzen
  • Morphologischer Kasten
  • Strategien
Die Ideen auf dem Papier

Hier kann man ein paar Beispiele der ersten Skizzen sehen. Alles wurde skizziert; das Antriebssystem, verschiedene Ideen, um die Klötzchen zu heben, wie die Klötzchen-Übergabe sein muss und auch wie die Roboter auf dem Spielplatz arbeiten müssen. Nicht alle Teilnehmer haben Erfahrung mit technischem Zeichnen, trozdem haben alle etwas gezeichnet.

Die Ideen zusammenfassen (Lösungsfindung)

Vor der ersten Sitzung war der Auftrag an alle Teammitglieder, sich über mögliche Konzepte Gedanken zu machen. Diese Ideen wurden in einem Mindmap zusammengetragen und in drei Untergruppen aufgeteilt. In einer späteren Sitzung haben wir Gruppen gebildet, welche aus den gefundenen Ideen sinnvolle Konzepte für die jeweiligen Untergruppen erarbeiteten. Eine Gruppe analysierte den Roboter, der sowohl die Legoklötze holt und auch den Turm aufzubauen hilft. Die anderen beiden Gruppen hatten den Auftrag, Roboter mit Teilaufgaben zu analysieren. Einmal ein Roboter, der nur die Legoklötze holt und dem zweiten Roboter liefert und ein anderer Roboter, der nur mit dem Bau des Turmes beschäftigt ist.

Im nächsten Schritt haben wir Konzepte in einem morphologischen Kasten zusammengefasst. Jede Gruppe präsentierte ihre Favoriten, welche dann im Plenum besprochen wurden. Pro Untergruppe einigten wir uns mit Hilfe eines morphologischen Kastens auf ein Gesamtkonzept, welches die besten Ideen vereint.

Konzeptbeschreibungen
Konzept 1: Bau- und Holroboter

Bei diesem Konzept haben beide Roboter die gleichen Teilfunktionen zu erledigen. Das bedeutet, dass beide Roboter die Legoklötze holen und gemeinsam den Turm aufbauen. Der Roboter kann mehrere Klötze auf einem kreisförmigen Förderband lagern, welche während der Drehbewegung über einen Anschlag um 90° geschwenkt werden. Mit einem Greifer-System, welches um 180° drehbar und in der vertikalen Achse beweglich ist, können die gelagerten Klötze gegriffen und für den Bau des Turmes positioniert werden.

Konzept 2: Holroboter

Dieses Konzept ist auf das Holen und Übergeben der Klötze ausgerichtet. Um dies so effizient wie möglich zu gestalten, haben wir uns für eine ähnliche Lösung der Lagerung der Klötze entschieden wie im ersten Konzept. Die Klötze können mit mehreren mechanischen Greifern auf einer Drehscheibe gelagert werden. Durch die Drehbewegung der Scheibe werden die Klötze automatisch in die korrekte Position gebracht. Nachdem alle Klötze aufgeladen wurden, kann dieser Roboter die Klötze einzeln dem Bauroboter übergeben.

Konzept 3: Bauroboter

Dieses Konzept ist auf das Übernehmen der Klötze und das Bauen des Turmes ausgelegt. Zu Beginn der Aufgabe holt der Roboter das Leuchtturmmodul und fährt zum Bauplatz. An dieser Stelle wird vom Holroboter bei der Übergabe jeder Klotz auf eine Bauplattform unter dem Leuchtturmmodul platziert. Durch eine Hubbewegung mit dem Greifer-System wird das Leuchtturmmodul auf den Klotz gedrückt. Danach wird mit dem Greifer der unterste Klotz des Turmes gegriffen und angehoben. Diese Schritte werden solange wiederholt, bis die gewünschte Höhe erreicht ist. Wenn der Leuchtturm fertiggebaut ist, kann der Bauroboter die Bauplattform wegschwenken und den Turm auf dem Boden abstellen.

Meilenstein 1c

Eine Entscheidung treffen

Viele Ideen wurden eingebracht und ich war mitten unter ihnen. Nun galt es, die beste Idee auszuwählen. Die Gruppe dachte, dass ich ein guter Kandidat für das Projekt wäre und zu meinem Glück waren die Dozenten auch dieser Meinung. Ich werde ein Leuchtturm-Bauroboter sein!

Ich werde als Holroboter die Klötzchen abholen und sie dem Roboter des Partnerteams (Team 8) bringen.

Ich wurde ausgesucht!

  • Mein Körper
  • Mein Nervensystem
  • Mein Gehirn
Kurze Beschreibung meiner Struktur

So bin ich. Der rote Teil ist mein Antriebssystem, mit ihm kann ich mich bewegen. In orange sind die Motoren (für Antrieb und Seilbahn) gefärbt. Die Seilbahn sieht man in gelb. Mit ihr werden alle Klötzchen mit Hilfe von Magneten mitgenommen und gelagert. Die Rutschbahn ist in blau dargestellt, sie nimmt man für die Übergabe der Klötzchen an den Roboter Team 8.

Antriebssystem

Das Antriebssystem fährt in Richtung X und Y. Die Zahnräder greifen in den Lego-Boden. So lässt sich einfach meine Position erkennen.

Seilbahn

Die Seilbahn ist die Hauptkomponente meiner Struktur. Hier werden Magnete (Teile in Türkis) platziert, mit denen die Lego-Klötzchen aufgenommen und transportiert werden. Jedes Klötzchen hat einen metallischen Ball, um durch das Magnet angezogen zu werden.

Rutschbahn

Wenn alle Klötzchen eingesammelt sind und ich in der richtigen Position für den Roboter des Teams 8 bin, wird die Rutschbahn mit Hilfe eines Elektromagneten losgelassen. Sie wird am Roboter des Teams 8 fixiert und die Klötzchen werden übergegeben.

So wird alles verbunden

Alle Teile meiner Struktur brauchen Energie und eine Verbindung zueinander, um zu funktionieren. Das Elektronik-Team hat die Herausforderung, alles zu verbinden. Ich kann erst richtig arbeiten, wenn die Verbindung zwischen Software und Hardware richtig und sauber funktioniert. Hier sieht man einen Teil meines Nervensystems, die Printplatten, die die Elektroniker entworfen haben.

"Cogito, ergo sum" ("Ich denke, also bin ich.")

 Dieser Satz des Philosophen René Descartes erklärt, dass es nicht möglich ist, sich ohne Intelligenz zu entwickeln. In meinem Fall ist die Intelligenz die Software.

Das Informatik-Team hat die Aufgabe, dem Roboter zu helfen, Entscheidungen zu treffen. Durch ihr Programm weiss der Roboter genau wo er ist, wo er die Klötzchen übernehmen muss und wieviele er nehmen muss. Um die Übergabe richtig durchführen zu können ist es sehr wichtig zu wissen, wo der Roboter des Partnerteams ist.

Es ist wichtig, die Arbeit des Roboters zu strukturieren. Die Aufgabe bestehet nicht nur darin, ein Programm zu schreiben, sondern es werden auch Testprogramme gebraucht, um die verschiedenen Teilfunktionen einzeln zu testen.

Meilenstein 2

Design Review

An diesem Punkt des Ablaufs des Projekts wurden alle Designs von den Dozenten überprüft. Sie schauten sich an, wie man das Antriebssystem verbessern, die Programme vereinfachen kann, etc.

Jede Abteilung hatte einzelne Revisionen. So konnte man die Designs verbessern.

Jetzt konnte man mit den nächsten Schritten beginnen: einen Roboter zu bauen.

Meilenstein 3

Vorführung der Teilfunktionen

In diesem Meilenstein wurden die Teilfunktionen in Betrieb genommen. Fast alle meine Strukturen wurden gebaut, die Printplatten wurden gefertigt und das Elektronik-Team konnte fast alle elektronischen Komponenten löten. Die Zeit ist gekommen, um alle Funktionen mit Hilfe der Testprogramme zu testen und die potenziellen Fehler zu finden.

Geprüfte Teilfunktionen

  • Mechanik
  • Sensoren
Antriebsystem, Seilbahn und Rutschbahn

Verschiedene Teile sind von unseren Lieferanten angekommen und fast mein ganzer Körper wurde gebaut. Jetzt konnte man in der Realität prüfen, ob die Teile ihre Funktion richtig erledigen. Im Fall des Antriebssystems spielen die Oberflächengüte der Wellen und der Kugellager eine wichtige Rolle. Die Funktionalität der Motoren wurde mit einem Testprogramm geprüft. Neue Probleme sind auch aufgetreten. Die Leute sollten Gas geben, um kreative und effektive Lösungen zu finden.

Funktionalität der Sensoren

Wo bin ich? Habe ich genügend Klötzchen? Kann ich wissen, wie lange ich gefahren bin? Ich kann all diese Informationen durch meine Sensoren sammeln. Auch mit Hilfe eines Testprogramms werden diese Informationen verarbeitet, um meine Aufgabe zu erfüllen. Die Proben sind positiv gewesen, aber es gibt noch viel zu tun.

Meilenstein 4

Schlussbericht

Dies ist einer der letzten Schritte des Projekts. Der Schlussbericht muss geschrieben werden. Es ist Zeit, alles zu dokumentieren und den Internetauftritt fertig zu machen. Die letzten Proben werden durchgeführt. Die Nervosität steigt. Wir sind bald am Ende angekommen. Ich habe eine riesen Lust, allen zu zeigen, was ich alles kann!!!! 

Meilenstein 5

Fachpräsentation

ab 26.06.2018

Meilenstein 6

Publikumspräsentation

ab 26.06.2018

Verknüpfungen

Team 4
Team 4
Vorstellungsvideo
Ich
- Ich
Mein Team
- Mein Team
Wie, wann und was

Kontakt
- Kontakt
Zum Seitenanfang
- Nach oben