2016/04/17


本篇的主角是萊恩大兵的兩個兒子 Willie 和 Kenny. 萊恩大兵為他們兩個安排了 LEGO NXT 機器人的家教. 

2016/2/27, 第三十二課, 投籃機器人

前一堂課 (線控車) 大受兩兄弟的好評. 接下來數週的課題, 都會是在線控車的基礎上玩花樣.




投籃球是機器人比賽的題目之一, 勝負的判定是在規定的時間內誰能投入最多的球就贏得比賽. 聽老師講起比賽的狀況才知道... 這類比賽的規則還蠻細的, 包括機器人的投球機制 / 一次出手投幾顆球 / 籃框的高低尺寸 / 機器人的尺寸重量使用的控制盒等等, 都是有規範的.
   
兩兄弟在課後也要進行一場機器人投籃大賽. 比賽規則就簡單一點, 訂定為:

  • 這台車要能線控, 並用機器手臂做投射動作.
  • 一邊進攻(擲球), 另一邊防守. 進攻方要閃過防守方的阻擋, 把球投進盒子裡.
  • 每回合只有一次進攻機會, 無論結果是成功或失敗, 均要攻防交換.


第一段, 投籃機器人怎麼做?

先來分析投籃機器人會有哪些功能需求:

(1) 它是一台線控遙控車
(2) 它有機械手臂, 能做投射動作

一項一項來思考該怎麼做:



(1) 一台線控遙控車

上一堂課才做過線控遙控車, 這對兩兄弟已是一碟小菜了.


(2) 它有機械手臂, 能做投射動作

和以前做過的投石器類似, 只是把動力源改成馬達, 並用超音波感應器做為驅動開關.






第二段, 機構與程式

老師不做示範, 兩兄弟直接動手實作. 車體機構部份, 老師特別叮嚀幾個地方:

(1) 機器手臂要安裝在哪?

需考慮的是~ 機器手臂在投籃時, 會產生很大的震動. 因此, 機器手臂最好是安裝在車體重心處, 而且, 結構與插銷要夠穩固才行.

(2) 如何能把球投的又高又遠? 

這得控制機械手臂投射的角度. 可以設計個擋桿來控制機械手臂的行程, 把球在最佳角度被投射出去.


兩兄弟的程式大同小異. 都是三條程式列, 其中兩條用觸踫感應器控制左右輪胎. 另一條用超音波感應器觸發機器手臂投球.


Willie 的程式碼

Kenny 的程式碼


第三段, 測試, 修改與調整

兩兄弟的實作進展還算順利, 有遇到一些小問題.

Kenny 原本設計的機械手臂, 揮臂的行程太短, 而置球框又把球夾太緊, 以致於球丟不出去. 乾脆把機械手臂改超長.. 

Willie 則是要靠老師出手來幫忙修改置球框, 機械手臂才能 hold 住球.

另外, 兩兄弟都沒考慮車輪前進方向與手臂揮動的方向, 都在實測時才發現方向根本反了.


Willie 的作品








Kenny 的作品






兩兄弟的作品合照






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