Unser Roboter

Harry Bot-ter und der Gefangene von OST

Mechanischer Aufbau

Fahrwerksbaugruppe

Durch zwei angetriebene Räder wird die Teilfunktion des Fahrens gewährleistet. Die Räder sind mit einem O-Ring überspannt und werden mit zwei Elektro-Getriebemotoren der Marke Faulhaber angetrieben. Die Motoren werden mit dem Getriebe axial an der Halterung befestigt, welche mit der Bodenplatte verschraubt ist. Das Kippen nach vorne und hinten wird durch zwei Gleiter aus Teflon verhindert.

Schrauberbaugruppe

Der Roboter braucht eine Baugruppe, um die Schraube/Mutter aus der Halterung zu ziehen und anschliessend mit dem Gegenstück des Partnerteams zu Verschrauben. Zur Aufnahme dient eine 3D-gedruckte «Nuss», welche zusätzlich zwei Magnete, stirnseitig zur Fixierung hat. Des Weiteren ist an dieser Baugruppe ein Reflexionslichttaster montiert, welcher zur Orientierung auf dem Spielfeld benötigt wird. Angetrieben wird die Baugruppe mittels Elektro-Getriebemotor der Marke Faulhaber.

Chassis und Hülle

Das Chassis besteht aus einer Grundplatte aus Aluminium und vier Distanzhülsen mit jeweils montierter Gewindestange. Im hinteren Bereich befinden sich drei Bolzen, auf denen sich die Sensorenplatte befindet. Auf der Aluminiumplatte werden auf der Unterseite die Infrarotsensoren und Gleiter, auf der Oberseite die Antriebsbaugruppen befestigt. Auf die Hülsen wird ein Stahlblech mit Muttern angebracht. Darauf wird die Schrauberbaugruppe montiert sowie mit einem Winkel die Antenne. Als dritte Etage trägt das Chassis die Adapterplatte mit W-Lan Modul und Microcontroller, welche wiederum mit Muttern befestigt wird. Somit ist der ganze Aufbau sehr schnell montier- als auch demontierbar.

 

Die Aussenhülle ist 3D gedruckt und mit Plexiglasfenstern versehen. Diese gewähren einen Blick in s Innere. Die Hülle besteht aus drei Teilen. Die beiden unteren Teile werden mit Magneten zusammengehalten, damit man einen einfachen und schnellen Zugang zu dem Akku hat. Der obere Teil wird wiederum mit Muttern angeschraubt und fixiert die unteren beiden Hälften. Die gesamte Hülle kann einfach demontiert werden und das USB-Interface kann ohne weiteres auf dem Microcontroller aufgesetzt werden.

Elektronik

Die Elektronik des Roboters ist auf zwei Leiterplatten aufgebaut. Die Mutterplatine umfasst den Microcontroller, Spannungsregelung, Motorentreiber, Wi-Fi Modul, Anschlüsse für Motoren und den Lichtschrankensensor, sowie Knöpfe und LEDs. Auf der kleinere Nebenplatine, die mit der Hauptleiterplatte verbunden ist, befindet sich die Schaltung für die Infrarotsensoren, welche steckbar mit der Platine verbunden sind.
Die Spannungsversorgung erfolgt mit einem Lithium-Ionen Akku, mit einer Spannung von 12 V, welche zusätzlich auf 5V und 3.3 V umgewandelt wird. Des Weiteren besitzt der Roboter einen 12V DC Power Jack, was eine Energieversorgung über die Steckdose ermöglicht.

Die Steuerung, Überwachung und Verarbeitung der Signale erfolgt über den MPC555 Mikrocontroller, der von der NTB zur Verfügung gestellt wird. Mittels PWM Signalen, die der Mikrokontroller an die beiden Motorentreiber sendet, werden die zwei Motoren des Antriebs und der Motor des Schraubsystems gesteuert.
Der Roboter besitzt acht Optoreflektorsensoren für die Positronserkennung, sowie einen fotoelektrischer Näherungssensor der Firma SICK, der für die Erkennung der Schraube und Mutter zuständig ist.
Die Mutterplatine besitzt zur Anzeige von Zuständen und Fehlern, sechs LEDs und zwei Knöpfe, welche individuell programmiert werden können.