Простой робот для соревнований в sumo своими руками

• «Тело» нашего сумо-робота готово и отдельные его компоненты «мозг» — микроконтроллерная плата, «глаза» — сенсоры расстояния и черного/белого, «сильные ноги» — двигатели и драйвер управления ими, «кровь и регулятор давления крови» — батарея и преобразователь напряжения DC-DC, «кровеносная система» — провода и макетные платы, скелет – база, отвал, бампер, крепежные элементы – нормально функционируют.
• Функционируют отдельно друг от друга.
• Что сделает робота «человеком»?
• Божественный Замысел.
• Безусловно, в человеческом понимании этого сложного философского понятия. J
• Этим Замыслом будет программа действий робота в «мире» робота – на ринге (дохё) для соревнований роботов-сумо.
• Что он должен будет сделать в краткий миг своего «просыпания» на поле боя перед новым «сном» после выключения кнопки питания – все зависит от Вас – вашей Идеи, воплощенной в программу действий робота.

Чем более точно Вы продумали поведение робота – тем более он будет успешен в своей «жизни». Какие «знания» вы ему дали, чему Вы его обучили – только это он постарается воплотить в жизнь.

1. От лирики перейдем к практике. J
2. Давайте начнем с простого замысла – Вашему роботу надо будет просто «в лоб» вытолкнуть соперника с ринга сразу после старта поединка.
3. Для того, чтобы трансформировать эту идею в программу надо разобраться с окружающими Вашего робота обстоятельствами и его поведением в этих обстоятельствах.

Начнем разбираться. По правилам проведения поединков RobotChallenge.org сумо роботы устанавливаются в пределах указанной при жеребьевке четверти ринга задней частью робота по направлению друг к другу.

Обратите внимание на правила боя – это фактически «законы физики» для робота. Их нельзя нарушать.

Итак, что должен наш сумо-робот сделать  при такой расстановке (предположим он стоит в левой нижней четверти ринга)?

1. Сразу после старта поединка повернуться направо примерно на 135 градусов
2. Увидеть соперника передним датчиком расстояния.
3. Если увидел, то начать движение на него и вытолкнуть с ринга.

Для простоты сейчас не рассматриваем случаи, когда расстановка роботов отличается от вышеприведенной (другие четверти ринга, роботы ближе или дальше друг от друга).

С пунктом номер один все примерно понятно. Крутим левый двигатель вперед, правый одновременно назад. Время работы двигателей экспериментально подбираем так, чтобы робот повернулся примерно на 135 градусов.

Второй пункт с задачей увидеть соперника давайте разбирать подробнее.

Первое – на каком расстоянии будем искать соперника? Помним, что ринг для минисумо имеет диаметр 77 сантиметров и выбранные нами датчики отлично измеряют расстояние от 10 до 50 сантиметров.

Третий пункт также непрост. Итак – нашли и выталкиваем соперника – с этим все понятно.

А если не увидели его на этом месте (он начал движение и ушел на другую позицию пока мы поворачивали робота предположим) – что будем делать? Давайте попробуем повернуться направо на небольшой угол и еще раз поискать соперника. Все эти действия будем делать если датчики черного/белого не выехали на белое поле.

• Создадим блок схему программы поведения робота:
• 
• Разберем блок-схему.
• Начало программы – момент, когда Вы включили питание робота.

Ожидание 5 секунд – для того, чтобы вы с соперником смогли отойти от ринга перед началом действий робота. В професссиональных соревнованиях роботы включаются по команде с пульта судьей с использованием специального стартового модуля.

Затем начинаем исполнять логику, которую с Вами разобрали чуть ранее. На блок схеме желтый ромб означает оператор условия (if(условияе){если условие выполнено}else{если условие не выполнено}), прямоугольник – оператор исполнения.

Обратите внимание – робот едет вперед при обнаружении противника 0.1 секунды, затем проверяет – не выкатился ли за пределы ринга и затем опять идет на оператор проверки – видит ли фронтальный датчик соперника.

1. Также обратим внимание, что робот будет искать соперников до момента его выключения кнопкой (переключателем) – из постоянного цикла нет программного выхода.
2. Итак, соберем программно нашего робота в единое целое – глаза, моторы и задуманное блок схемой поведение.
3. Скетч программы:
4. //Скетч для простого выталкивания соперника с ринга
5. //робот сразу после старта поворачивает на 135 градусов
6. //и если не находит соперника, то крутится направо
7. //подключаем «ноги»
8. //определяем соответствие контактов микроконтролера
9. //и контакам драйвера двигателей TB6612FNG
10. #define PWMA 3
11. #define AIN1 1
12. #define AIN2 0
13. #define BIN1 2
14. #define BIN2 7
15. #define PWMB 9
16. //включаем «глаза» для поиска соперника
17. //объявляем переменные, содержащие значения
18. //аналоговых портов микроконтроллера, подключаемых
19. //к ИК датчикам Sharp
20. int front_eye = A0;
21. int left_eye = A1;
22. int right_eye = A8;
23. //включем «глаза» для определения, на ринге мы находимся
24. //или выехали за него
25. //объявляем переменные, содержащие значения
26. //аналоговых портов, подключенных к датчикам
27. //QTR-1A
28. int left_bw = A6;
29. int right_bw = A11;
30. //процедура инициации портов
31. void setup()
32. {
33. //инициируем переменные моторов
34. pinMode(PWMA,OUTPUT);
35. pinMode(AIN1,OUTPUT);
36. pinMode(AIN2,OUTPUT);
37. pinMode(PWMB,OUTPUT);
38. pinMode(BIN1,OUTPUT);
39. pinMode(BIN2,OUTPUT);
40. //ждем 5 секунд
41. delay(5000);
42. // делаем повопрот на 135 градусов
43. //левый мотор по направлению движения робота
44. //(против часовой стрелки)
45. digitalWrite(AIN1, LOW);
46. digitalWrite(AIN2, HIGH);
47. analogWrite(PWMA, 255);
48. //Правый мотор против направления движения робота
49. //(против часовой стрелки)
50. digitalWrite(BIN1, LOW);
51. digitalWrite(BIN2, HIGH);
52. analogWrite(PWMB, 255);
53. delay(100); // длительность задержки определяет
54. //угол поворота робота
55. //и подбирается экспериментально в зависимости
56. //от веса робота, моторов и колес
57. //останавливаем моторы
58. digitalWrite(AIN1,HIGH);
59. digitalWrite(AIN2,HIGH);
60. digitalWrite(PWMA,LOW);
61. digitalWrite(BIN1,HIGH);
62. digitalWrite(BIN2,HIGH);
63. digitalWrite(PWMB,LOW);
64. delay(10);
65. }
66. void loop()
67. {
68. //проверяем наличие препятствия фронтальным датчиком
69. //на расстоянии ближе 40 см
70. //(значение analogRead() — 333 по таблице)
71. if(analogRead(front_eye) > 333){
72. //левый мотор по направлению движения робота
73. //(против часовой стрелки)
74. digitalWrite(AIN1, LOW);
75. digitalWrite(AIN2, HIGH);
76. analogWrite(PWMA, 255);
77. //Правый мотор по направления движения робота
78. //(по часовой стрелке)
79. digitalWrite(BIN1, HIGH);
80. digitalWrite(BIN2, LOW);
81. analogWrite(PWMB, 255);
82. delay(100); // длительность задержки 0.1 секунда
83. }
84. else if(analogRead(left_eye) > 333){// если соперник
85. //не найден спереди то проверяем слева
86. //если соперник слева найден поворачиваем налево
87. //на 90 градусов
88. //левый мотор против направлению движения
89. //робота (по часовой стрелки)
90. digitalWrite(AIN1, HIGH);
91. digitalWrite(AIN2, LOW);
92. analogWrite(PWMA, 255);
93. //Правый мотор по направлению движения
94. //робота (по часовой стрелки)
95. digitalWrite(BIN1, HIGH);
96. digitalWrite(BIN2, LOW);
97. analogWrite(PWMB, 255);
98. delay(60); // длительность задержки
99. //определяет угол поворота робота
100. //и подбирается экспериментально в
101. //зависимости от веса робота, моторов и колес
102. }
103. else if(analogRead(right_eye) > 333){// если
104. //соперник не найден спереди и слева то проверяем справа
105. //если соперник справа найден поворачиваем
106. //направо на 90 градусов
107. //левый мотор по направлению движения робота
108. //(против часовой стрелки)
109. digitalWrite(AIN1, LOW);
110. digitalWrite(AIN2, HIGH);
111. analogWrite(PWMA, 255);
112. //Правый мотор против направления движения робота
113. //(против часовой стрелки)
114. digitalWrite(BIN1, LOW);
115. digitalWrite(BIN2, HIGH);
116. analogWrite(PWMB, 255);
117. delay(30); // длительность задержки определяет
118. //угол поворота робота
119. //и подбирается экспериментально в зависимости
120. //от веса робота, моторов и колес
121. }
122. else
123. {// если не соперник не найден спереди и слева
124. //и справа то поворачиваем направо на 5 градусов
125. //левый мотор по направлению движения робота
126. //(против часовой стрелки)
127. digitalWrite(AIN1, LOW);
128. digitalWrite(AIN2, HIGH);
129. analogWrite(PWMA, 255);
130. //Правый мотор против направления движения
131. //робота (ппротив часовой стрелки)
132. digitalWrite(BIN1, LOW);
133. digitalWrite(BIN2, HIGH);
134. analogWrite(PWMB, 255);
135. delay(10); // длительность задержки определяет
136. //угол поворота робота
137. //и подбирается экспериментально в зависимости
138. //от веса робота, моторов и колес
139. //останавливаем моторы
140. digitalWrite(AIN1,HIGH);
141. digitalWrite(AIN2,HIGH);
142. digitalWrite(PWMA,LOW);
143. digitalWrite(BIN1,HIGH);
144. digitalWrite(BIN2,HIGH);
145. digitalWrite(PWMB,LOW);
146. delay(30);
147. }
148. //проверяем что робот не выскочил за пределы ринга
149. //оба датчика на черном поле
150. if((analogRead(left_bw) > 400)&&(analogRead(right_bw) > 400)){
151. //ничего не делаем
152. }
153. else // выехали на белое поле одним или обоими датчиками
154. {
155. //Отъезжаем на 5 сантиметров
156. //левый мотор против направления движения робота
157. //(по часовой стрелки)
158. digitalWrite(AIN1, HIGH);
159. digitalWrite(AIN2, LOW);
160. analogWrite(PWMA, 255);
161. //Правый мотор против направления движения робота
162. //(против часовой стрелки)
163. digitalWrite(BIN1, LOW);
164. digitalWrite(BIN2, HIGH);
165. analogWrite(PWMB, 255);
166. delay(100); // длительность задержки определяет
167. //расстояние отъезда назад
168. //и подбирается экспериментально в зависимости
169. //от веса робота, моторов и колес
170. // разворачиваемся на 180 градусов в правую сторону
171. //левый мотор по направлению движения робота
172. //(против часовой стрелки)
173. digitalWrite(AIN1, LOW);
174. digitalWrite(AIN2, HIGH);
175. analogWrite(PWMA, 255);
176. //Правый мотор против направления движения робота
177. //(против часовой стрелки)
178. digitalWrite(BIN1, LOW);
179. digitalWrite(BIN2, HIGH);
180. analogWrite(PWMB, 255);
181. delay(130); // длительность задержки определяет
182. //угол поворота робота
183. //и подбирается экспериментально в зависимости
184. //от веса робота, моторов и колес
185. }
186. //конец цикла loop — идем на начало цикла и проверяем расстояние спереди
187. }
188. Все операторы в данном скетче нами уже изучались, поэтому трудностей в его понимании, надеюсь, не возникнет.
189. Приведем фотографии, сделанные из видеозаписи поединка с неподвижным соперником, с использованием данной программы поведения робота.
190. Начальная позиция.
191. 
192. Робот начинаем поворачиваться на 135 градусов направо (красная черта – начало отсчета, белая черта – текущее положение).
193. 
194. Продолжение поворота
195. 
196. Окончание поворота.
197. 

Обнаружен соперник. Движение вперед.

• 
• Соперник утерян из вида при движении вперед.
• 
• Начало движения направо.
• 
• Продолжение движения направо.
• 
• При продолжении движения направо соперник найден левым ИК датчиком (желтая линия).
• 
• Разворот налево на 90 градусов.
• Соперник обнаружен передним ИК датчиком.
• Движемся вперед к сопернику.
• Врезаемся в него.
• Пытаемся вытолкнуть.
• Вопросы для проверки:

1. Программа действий робота. Почему важно продумать все ньюансы программы?
2. Правила боев роботов сумо. Какие важные детали Вы запомнили?
3. Блок схема программы. Какие элементы блок схем Вы знаете? Удобно ли Вам использовать блок схему для отработки программы действий робота?
4. Подумайте, как можно оптимизировать скетч? Какие одинаковые блоки операторов в программе Вы увидели?

Источник: http://dao.toborobot.ru/?p=146

Робот своими руками, или Сотвори себе друга

«Вставьте шплинт А в гнездо Б…»

Почитатели творчества Айзека Азимова, конечно же, узнали текст в кавычках в заголовке.

Один из самых коротких рассказов автора трех законов робототехники повествует о горемыках-астронавтах, которым для сборки оборудования на станции прислали специального робота-сборщика в разобранном виде.

И с невнятными инструкциями в виде пачки машинописных листов со смазанным текстом. Ирония Азимова вполне понятна. Сборка позитронного робота — процесс намного более сложный, чем, например, сборка шкафа или компьютера.

Ведь робот — самодостаточный, автономный механизм, который благодаря датчикам и сервоприводам способен ориентироваться и передвигаться в окружающем пространстве, а также принимать кое-какие самостоятельные решения.

Профессионалы в робототехнике, конечно же, создают удивительные экземпляры, но и стоят они соответственно.

Например, знаменитого хондовского Asimo купить нельзя — желающие завести себе дома подобного робота могут взять его в аренду за «символические» $14 000 в месяц.

Принято считать, что создание роботов сейчас под силу только крупным компаниям с многомиллионными бюджетами и дилетантам в этих вопросах и ловить нечего. Или это общественное мнение тоже устарело?

Разработчики робототехнических платформ сегодня не фанаты-одиночки.

У них есть собственные сообщества — такие, к примеру, как KISS Institute for Practical Robotics, некоммерческая организация с благородными целями вовлечения в изучение электроники и робототехники учащихся школ и студентов.

Под ее эгидой в рамках образовательной программы Botball Educational Robotics Program проводятся конференции по робототехнике и даже соревнования автономных роботов.

Соревнования, проводимые в рамках образовательной программы Botball, собирают десятки команд юных робототехников.Для любителей конструировать роботов существует свой DIY (Do It Yourself) журнал Make:, а для покупки комплектующих они могут обратиться к любой из множества компаний-производителей.

Имея в распоряжении столько доступной каждому информации и желание собрать собственного робота, остается ответить только на один вопрос: с чего же начать?

Робонаборы Solarbotics

Канадская компания Solarbotics, выросшая, как и большинство подобных стартапов, из увлечения ее создателей роботами, предлагает новичку-робототехнику целую россыпь готовых наборов, из которых можно создать и простенькую игрушку с зачатками роборазума, и сложный автономный механизм, который можно выставлять на соревнования роботов, наподобие Botball.

Наборы Solarbotics просты в освоении, но не думайте, что сборка робота с их помощью — спинномозговой процесс.

Работая над собственным творением, вам придется и «паять-починять», и даже освоить азы программирования, чтобы вдохнуть в своего робота программу-жизнь.

Впрочем, подробные пошаговые инструкции, прилагающиеся к каждому набору, позволят не оступиться на новой для вас робототехнической тропинке.

SolarSpeeder. Быстрее скорости света

Самым простым набором Solarbotics является SolarSpeeder — миниатюрный автомобиль, работающий от солнечных батарей. Тут бы логично возразить, что никаким роботом тут и не пахнет, но с чего-то же нужно начать.

А в SolarSpeeder есть практически все, что затем можно встретить и в более серьезном роботе. Сервоприводы для вращения колес, солнечная батарея для получения энергии и контроллер для управления сервоприводами и батареей.

На крыше SolarSpeeder расположена солнечная батарея, которая делает эту машинку полностью автономной.

Соберите SolarSpeeder — и вы увидите, какой он шустрый. Стоит попасть на его спину солнечным лучам, как он ринется вперед. Три метра за сорок секунд безо всяких батареек.

В наборе SolarSpeeder есть монтажная плата, являющаяся по совместительству и шасси, сервомотор для передачи мощности колесам, солнечная батарея, пара транзисторов, диодов и конденсаторов. Конечно, с непривычки придется попотеть, чтобы собрать воедино «сложную» схему SolarSpeeder. Зато после успешной сборки можно устраивать с друзьями настоящие гонки с этими шустрыми солнечными машинками.

PumLatern. Днем и ночью с фонарем

В совершенстве освоили паяльник и отвертку, собирая SolarSpeeder? Прекрасно. Если вам не чуждо чувство прекрасного, соберите PumLatern — робофонарь.

C виду PumLatern выглядит как обыкновенный ночник. На самом деле — это робот-фонарь.

Роботизированный ночник весь день будет заряжать себя от установленной на его макушке солнечной батареи, а ночью порадует вас диковинной игрой света четырех ярких светодиодов, которые, включаясь хаотически, создадут на стенах вашей комнаты невиданные узоры.

В комплекте PumLatern имеются разнообразные трафареты.

А еще можно выбрать один их многих вариантов декора боковин PumLatern или создать свой собственный вариант. Микросхема-контроллер внутри робота-ночника заведует работой блока зарядки аккумуляторов от солнечной батареи и управлением, включением светодиодов. Собирая PumLatern, придется поработать побольше, чем с машинкой SolarSpeeder, но результат стоит того.

Семейство MouseBot: Herbie и другие робогрызуны

Хотите сказать, что SolarSpeeder и PumLatern — не настоящие роботы? Так, роботизированные вещи. Возможно. Но зато их сборка позволит вам набить руку для действительно серьезного проекта.

Обвинить семейство MouseBot в том, что они — не роботы, сложно. Ведь эти шустрые «мыши» имеют в воем составе датчики, которые позволяют им двигаться за лучом света и не заезжать под препятствия, куда путеводный луч попасть не может.

«Мышиное» семейство MouseBot.

В дружную мышиную робосемью входит красный Herbie, черный Horatio, синий Hamlet и белая Harriet. Инфракрасные датчики на их мордочках способны отличить свет от тьмы и сигнализировать об этом сервомоторам с колесами. А датчик-хвост, почувствовав, что мышь заезжает под препятствие, тут же даст команду на задний ход.

Конечно, мыши MouseBot умеют многое. Но не столько, сколько робот-боец Sumovore. Судя по названию, этот малыш виртуозно владеет искусством японской борьбы сумо — пусть и сражается он только с себе подобными.

Несмотря на простые правила, сумо требует быстроты, ловкости и изворотливости.

Чтобы заполучить эти качества, в составе Sumovore имеются четыре оптических сенсора, позволяющих «видеть» обстановку вокруг, и два высокочастотных инфракрасных датчика, обеспечивающих мгновенную реакцию на приближающееся препятствие. Мощный мотор придает Sumovore не только скорость, но и силу, которая пригодится ему, чтобы вытолкать противника за пределы круга.

Робот Sumovore — один из вариантов обширного семейства SumoBot.

Микропроцессорный мозг робота-сумоиста имеет модульную конструкцию. В основной модуль вшиты базовые правила поведения Sumovore.

Их можно расширить с помощью дискретных модулей: Anti Sumo-dance, предотвращающего бесконечный «танец» двух столкнувшихся Sumovore; Anti edge-ram, останавливающего робота в случае победы; и модуля, позволяющего переключить Sumovore из режима борца в режим исследователя.

Собирая Sumovore, придется много паять. «Мозг» робосумоиста представляет собой непростой перепрограммируемый микроконтроллер и несколько сенсоров.

В собранном виде робот Sumovore выглядит весьма грозно.

Впрочем, это далеко не все. Мозг-микроконтроллер Amtel Mega8L Sumovore можно перепрограммировать с помощью массы программных систем, таких, например, как WinAVR, для решения самых разнообразных задач, где требуется находить и толкать предметы и обходить препятствия.

Платформа EZ-Board. Искусство роботостроения

Конечно, как ни крути, а наборы Robot Kits все-таки являются готовыми к употреблению конструкторами. Следуя инструкции, с их помощью можно получить механизм, действие которого запрограммировано разработчиками набора.

Ну а если хочется отправить творчество и фантазию в свободный полет? Что же, тогда милости просим в компанию EZ-Robot. Ее платформа-микроконтроллер EZ-Board — tabula rasa для роботостроителей.

Платформа EZ-Board — уникальная во всех отношениях робототехническая платформа.

Источник: https://neuronus.com/stat/78-robot-svoimi-rukami-ili-sotvori-sebe-druga.html

Модуль старта для соревнований по новым правилам мини-сумо описание | Технологии, Роботы, Искусственный интеллект

This page describes the remote start system in the same way as it should be described in the rules.

Remote start and kill switch
Every round is started by the referee sending a start signal with an IR transmitter.

As soon as the robot receives the signal the round will start. (This method makes the matches fairer since it eliminates false starts and is also time saving since less restarts is needed).

The contestant can choose to either implement all the hardware and software by them self or he/she can simply use a prebuilt module (recommended).

Kill switch
The kill switch is used to cut power to the motors of the robot, which is used as a security precaution and is only mandatory in the 3kg class.

When the referee sends the stop command the power to the motors has to be cut.

Robot Class	3kg	500g	100g	25g
Remote start	Mandatory	Mandatory	Mandatory	Not applicable
Kill Switch	Mandatory	Optional	Optional	Not applicable

Prebuilt module
The prebuilt module takes care of all communication and is very easy to implement. The robot only needs to wait for the start pin on the module to go high and then it should start. The module accepts supply voltage (VCC) 3.3-5V. The connectors have standard 2.54mm pitch.

Modes of operation
The figure below illustrates the modes of operation of the module. To be less sensitive to noise and disturbances the module will save its current state into a non-volatile memory and if it is resets it will return to the last known state. This means that each match will end with the referee sending the stop command.

Note:  If the LED on the module is on before the referee has sent the start command it means that the module is in the “Started” state. Then the stop command has to be sent and the robot needs to restart for the module to go back to the “Power ON” state.

 To be able to run multiple matches next to each other each dohyo will have its own unique identifier. The prebuilt module can be re-programmed to listen for a new identifier. This is done by the referee by sending a special programming command which updates this identifier.

Источник: http://xn--d1ahbulud.xn--b1ayhe.xn--p1ai/?p=808

Робот Тори-Кумо, как результат исследования различных подходов к построению лего-робота для соревнований Сумо

Вы уверены, что хотите удалить эту работу? После того, как вы измените работу, она попадет на повторную проверку. Подтверждаете это действие? Отмена Сергей Салмин 1 работа

• 25 января 2016 г.
• Сергей Салмин
• Новая работа

Робот Тори-Кумо, как результат исследования различных подходов

к построению лего-робота для соревнований Сумо.

Салмин С.В. (Студия Спортивной Робототехники школы 1101, г. Москва)

рук. Глухов М.М.

Одним из самых зрелищных видов соревнований по робототехнике является «Сумо роботов». Начинающие робототехники используют, как правило, роботов, построенных на базе Lego Mindstorms. Международными правилами определены максимальный вес робота 1000 г.

и размеры 15×15 см в стартовом положении при неограниченной высоте. Такие размеры являются почти минимально возможными для лего-сумоиста.

Естественными требованиями к сумо-роботу являются надежность, хорошее сцепление с поверхностью поля, высокая мощность, низко расположенный центр тяжести и быстрая реакция на изменение местоположения соперника.

Целью проведенного исследования являлось, в конечном итоге, создание робота, способного успешно соревноваться в сумо роботов. Большая популярность данного вида соревнований и многообразие роботов участников, сконструированных с использованием различных подходов, подтверждают актуальность данного исследования.

Рассмотрим различные подходы к конструкции лего-сумоиста с точки зрения удовлетворения описанным требованиям.

1. База робота. Возможна колесная или гусеничная. В любом случае используется танковая схема управления (два двигателя для независимого управления правой и левой стороной). Базы первого типа могут быть двух-, четырех-, или шестиколесными. Большее число широких колес малого диаметра увеличивает сцепление робота с поверхностью, но уменьшает скорость при маневрировании. Особенности гусениц конструктора Лего позволяют говорить о меньшей площади поверхности касания гусениц по сравнению с шестиколесной базой.

Мной была выбрана шестиколесная схема с колесами диаметром 43.2 и шириной 22 мм. С каждой стороны одно из колес находится на валу двигателя, а остальные два соединены с ним через шестеренки. Таким образом получается полно-приводная база.

И даже если соперник приподнимает одну сторону робота, большое число ведущих колес позволяет оказывать эффективное сопротивление сопернику. При максимальной скорости двигателей наш робот Тори-Кумо развивает скорость по прямой 0.

33 м/с и выполняет разворот на 360 градусов за 7.5 с.

1. Массогабаритные показатели. С целью понижения центра тяжести, робота следует конструировать как можно более низким и, значит, широким, чтобы разместить все компоненты. Микрокомпьютер – один из самых тяжелых блоков Лего, должен быть расположен как можно ниже.

Наш робот имеет размеры 15×14.5 см (высота 16 cм без учета «ковша») и верхнее расположение микрокомпьютера, форма робота напоминает куб. Масса робота 997 г. Центр тяжести расположен приблизительно в геометрическом центре конструкции.

1. Электронные компоненты. Робот находится под управлением микрокомпьютера Lego Mindstorms Ev3 (или NXT), который позволяет подключать до четырех (или до трех) двигателей и до четырех датчиков. С точки зрения решения задачи, достаточно двух двигателей и одного датчика света для определения края соревновательного поля. При этом программа должна быть написана так, чтобы робот стремился двигаться по заданной траектории от края до края ринга, не зависимо от действий соперника. Наличие двух датчиков света (в передней и задней части робота) позволяет двигаться по полю, не разворачиваясь при достижении края. Заметим, что такой разворот опасен не только потерей времени, но и тем, что под удар соперника на некоторое время подставляется боковая сторона робота, находящегося на самом краю поля. Обычно робота оснащают еще и ультразвуковым датчиком расстояния, с помощью которого определяют местоположения соперника.

Наш робот оснащен двумя датчиками света и двумя ультразвуковыми датчиками расстояния (направленными вперед и назад). Такая компоновка является достаточно оригинальной и позволяет не различать переднюю и заднюю часть робота и минимум в два раза сократить угол, а значит и время, поворота робота в поисках соперника, что увеличивает вероятность успешной атаки, хотя и усложняет алгоритм борьбы.

1. Другие особенности конструкции. Основным средством нападения, кроме корпуса, у роботов сумоистов обычно является «ковш», которым один робот отрывает от поля другого. Он может быть пассивным или активным (оснащенным двигателем, использующимся при атаке). Преимущество, как правило, имеют роботы, оснащенные активным «ковшом». Это наблюдение подтверждается многочисленными видеозаписями в интернете с различных соревнований. Некоторые конструкторы создают роботов с двумя ковшами.

Наш робот имеет один пассивный ковш, т.к. использование третьего двигателя привело бы к недопустимому весу, а значит к необходимости существенно изменять всю конструкцию. Ковш имеет очень узкий край, позволяющий подцепить край любого робота при удачном взаимном расположении роботов.

А сам робот по периметру защищен корпусом почти до основания. Такой корпус позволяет эффективно противостоять ковшу противника. В стартовом положении ковш робота поднят вверх, что позволяет роботу оставаться в пределах требуемых габаритов.

После первого резкого движения робота ковш опускается на поле, увеличивая длину робота до 28 см.

Атака не предполагает использования обманных маневров в силу медлительности шестиколесной полно-приводной базы в поворотах.

Основной сложностью при создании алгоритма управления нашим роботом является учет положения робота относительно края соревновательного поля и направления движения робота при поиске и атаке соперника, т.к. робот может атаковать как передней стороной, так и задней.

Также сложность представляет обработка ситуации, когда соперник уходит из-под атаки Данные проблемы решены с помощью непрерывной обработки информации от датчиков расстояния и света в процессе атаки и хранения в памяти робота направления атаки.

Первое место, занятое роботом Тори-Кумо на открытых Зимних соревнованиях клуба спортивной робототехники МФТИ 10 января 2016 года при всех выигранных поединках в своем классе, подтвердило правильность нашего подхода к решению поставленной задачи. Однако сами поединки, хотя и выигранные, выявили некоторые недостатки конструкции и показали пути совершенствования, связанные в первую очередь с увеличением мощности робота и применении активного «ковша».

Источник: https://abitu.net/conference/1277

Р о б о с п о р т. в. в. тарапата, а. в. красных конструируем роботов для соревнований робот- сумоист электронное издание — pdf

1

2 Р О Б О С П О Р Т В. В. Тарапата, А. В. Красных КОНСТРУИРУЕМ РОБОТОВ ДЛЯ СОРЕВНОВАНИЙ РОБОТ- СУМОИСТ ЭЛЕКТРОННОЕ ИЗДАНИЕ Лаборатория знаний Москва 2018

3 УДК ББК Т19 Т19 С е р и я о с н о в а н а в 2018 г. Ведущий редактор серии М. С. Стригунова Тарапата В. В. Конструируем роботов для соревнований. Робот-сумоист [Электронный ресурс] / В. В. Тарапата, А. В. Красных. Эл. изд. Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 67 с.). М. : Лаборатория знаний, (РО- БОСПОРТ). Систем.

требования: Adobe Reader XI ; экран 10″. ISBN Стать гениальным изобретателем легко! Серия книг «РОБО- СПОРТ» поможет вам создавать роботов и участвовать с ними в соревнованиях по робототехнике.

Для технического творчества в школе и дома, а также на занятиях в робототехнических кружках. УДК ББК Деривативное электронное издание на основе печатного аналога: Конструируем роботов для соревнований. Робот-сумоист / В. В. Тарапата, А. В. Красных. М. : Лаборатория знаний, с. : ил., [4] с. цв. вкл. (РОБОСПОРТ).

ISBN В соответствии со ст и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации ISBN c Лаборатория знаний, 2018

4 Здравствуйте! Мир спортивной робототехники Задумайся над этим! Соревнование «Робосумо» Описание номинации Усреднённый регламент Поле Требования к роботу Проведение соревнований Условия победы Какой должна быть конструкция? Какой должна быть программа? Сборка базовой модели робота-сумоиста Устройство модели Шаг 1. Сборка приводов и рамы робота Шаг 2. Подсоединение датчиков, сборка колёс и редукторов Шаг 3. Сборка обвеса Шаг 4. Подключение кабелей Основная программа Установка программного обеспечения на компьютере Запуск программного обеспечения EV Создание нового проекта в памяти EV Логика программы Общий вид программы Создание программы для робота-сумоиста Загрузка программы и её тестирование Шаг 1. Загрузка программы в программируемый модуль Шаг 2. Тестирование Разберём до винтика Плюсы и минусы нашей модели робота Минусы Плюсы Идеи для совершенствования Где поучаствовать?

5 Здравствуйте! Издание, которое вы держите в руках, это не просто описание одной из номинаций робототехнических состязаний и практическое руководство по подготовке к нему.

И то, что в результате вы самостоятельно сумеете собрать и запрограммировать настоящего робота для спортивных соревнований, несомненно, большой успех и первый шаг на пути к знаменательным победам! Но главное вы поймёте, что такие ценные качества характера, как терпение, аккуратность, настойчивость и творческое мышление, проявленные при работе над проектом, останутся с вами навсегда, помогут уверенно создавать своё будущее, стать успешным человеком, независимо от того, с какой профессией свяжете жизнь. Создавать будущее сложная и ответственная задача. Каждый день становится открытием, если он приносит новые знания, которые затем смогут стать основой новых проектов и новых побед. Особенно это важно для тех, кто выбрал дорогу инженера или технического специалиста. Знания это основа для свершений. Однако технический прогресс зависит не только от знаний, но и от смелости создавать новое и умения демонстрировать это обществу и миру, состязаться в креативности разработок и принимать как победы, так и поражения, делать соответствующие выводы. Всё, что нас окружает се годня, придумано инженерами. Их любопытство, желание узнавать неизведанное и конструировать то, чего никто до них не делал, и создают окружающий мир, обогащают и развивают основы любой цивилизации. Имен но от таких людей зависит, каким будет наш завтрашний день. Толь ко идеи, основанные на творческом подходе, прочных знаниях и постоянном стремлении к новаторству, заставляют мир двигаться вперёд. И сегодня, подготовившись к соревнованиям роботов, поучаствовав в них, обменявшись опытом с единомышленниками, вы сделаете очередной шаг по этому пути. Успехов вам и грандиозных побед! Команда Программы «Робототехника: Инженерно-технические кадры инновационной России» Фонда Олега Дерипаска «Вольное дело» 3

6 Мир спортивной робототехники Ты наверняка уже не новичок в мире робототехники и провёл много увлекательных часов с набором LEGO MINDSTORMS EV3, собирая и программируя различные механизмы и устройства.

Что же делать дальше? Как стать настоящим мастером робототехники? Мы тебе поможем! Соревнования самый эффективный способ совершенствования собственных навыков. И менно в соревновании ты можешь померяться изобретательностью в области конструирования и программирования роботов с другими ребятами.

7 Соревнование «Робосумо» ОПИСАНИЕ НОМИНАЦИИ Робосумо одно из самых зрелищных и по-спортивному азартных соревнований, в котором в бой вступают два робота. Главная задача каждого из них вытолкнуть соперника за пределы круглого ринга. Действуют роботы по заранее заданной программе, то есть автономно, без вмешательства оператора.

Система соревнований построена по следующему принципу: Кстати! Первые всемирные соревнования по регламенту робосумо прошли в 1991 году, и с тех пор это одна из самых популярных номинаций в робоспорте. Случайная жеребьёвка определяет для каждого робота несколько соперников (в зависимости от их общего количества).

Фактически все роботы разбиваются на группы, внутри каждой из которых сражаются «все со всеми» по круговой системе. Лучшие в своей группе выходят в плей-офф и сражаются по олимпийской системе, где проигравший участник выбывает из борьбы после первого же проигрыша.

Таким образом определяются абсолютный победитель и обычно ещё два лидера, то есть золото (победитель), серебро и бронза (призёры). 5

8 В каждом бою пара роботов сходится максимум в трёх раундах, пока один из них не одержит две победы. Обычно бой длится в течение минуты. Если по истечении этого времени победитель не определён (ничья), то либо судья может назначить дополнительное время, либо победа присваивается роботу, который находится ближе к центру ринга.

Все нюансы должны быть обязательно определены в регламенте соревнования, поэтому перед участием в любых соревнованиях тебе стоит внимательно изучить все пункты его регламента. Даже если ты участвуешь в соревновании не первый раз! Уже сегодня существует несколько разновидностей регламента робосумо. Стандартно в борьбе сходятся роботы размерами сантиметров и не более 1 килограмма весом.

Но, например, в категории «микро» размеры «борца» составляют уже сантиметров, а вес не должен превышать 100 граммов. Существуют также различия в способах расстановки роботов перед началом боя: «лоб в лоб», «маневрирование» и другие.

УСРЕДНЁННЫЙ РЕГЛАМЕНТ Составим примерный усреднённый регламент данной номинации, чтобы мы могли вместе разработать собственного робота-сумоиста! Ориентиром нам будет служить регламент, который применяется на международных состязаниях. Но помни, что в конкретных соревнованиях он может быть (и, скорее всего, будет) другим.

Поле для сумо Поле Поле (или ринг) представляет собой белый круг диаметром 1 метр. По контуру нанесена чёрная линия шириной 5 сантиметров. Внутри круга красными полосками отмечены стартовые линии для роботов. Ровно в середине круга красная точка, обозначающая центр ринга. Ринг может представлять собой подиум высотой сантиметров. 6

9 Требования к роботу Размеры робота не должны превышать сантиметров, а вес должен быть не более 1 килограмма (1000 г) на протяжении всего соревнования. Перед началом состязаний робот проходит проверку на соответствие габаритам и весу, а затем помещается в зону карантина.

После попадания робота в эту зону запрещается изменять его конструкцию и программы. Важно! В различных соревнованиях действуют различные запреты на используемые робототехнические наборы, материалы и комплектующие в конструкции роботов.

Мы будем создавать базовую модель для состязаний, пользуясь только конструктором LEGO MIND STORMS Education EV3. Робот должен быть автономным. Во время боя оператору запрещается касаться робота.

Запрещается использование элементов конструкции, благодаря которым робот намеренно пачкает или повреждает поверхность поля и/или других роботов. Проведение соревнований Согласно жеребьёвке в бой вступает пара роботов. Раунд длится до проигрыша одного из роботов, но не более 60 секунд.

Перед запуском роботов судья жеребьёвкой определяет их начальное положение на ринге. Возможные примеры расстановки У каждого робота один оператор от команды. После сигнала судьи оператор запускает программу на роботе и отходит от ринга более чем на 1 метр. 7

Обнаруженное судьёй нарушение в конструкции робота может быть устранено в течение 3 минут, в противном случае робот дисквалифицируется. Условия победы В каждом поединке побеждает робот, сумевший вытолкнуть соперника за пределы чёрной линии ринга (или робот, чей соперник сам коснулся любой своей частью поля вне подиума).

Если по истечении минуты оба робота остались внутри ринга, судья определяет, есть ли изменения в соревновательной ситуации (сдвигаются ли роботы или, например, сцепились и стоят на месте). Если изменения есть, то судья может назначить дополнительное время 30 секунд; если нет, назначается дополнительный раунд. Если в дополнительном раунде ситуация повторяется, засчитывается ничья.

КАКОЙ ДОЛЖНА БЫТЬ КОНСТРУКЦИЯ? Главное в роботе-сумоисте это вес, площадь соприкосновения с поверхностью ринга (сцепление) и мощность моторов. Начнём с веса. Его обеспечивают прежде всего программируемый модуль EV3 с аккумуляторной батареей, моторы и датчики. Остальной вес «добирается» за счёт использования элементов конструкции и запчастей.

Также, если регламент позволяет, можно использовать сторонние утяжелители (гирьки, батарейки и так далее). Робот должен быть устойчивым, а значит, иметь максимальную площадь соприкосновения с поверхностью 8

11 ринга. Таким образом, мы должны сделать робота как можно шире, в первую очередь за счет расстояния между двумя большими моторами. В качестве подвижной базы можно использовать либо колёса, либо гусеницы. Гусеницы дают большее сцепление, но они будут проскальзывать на поверхности ринга.

Для решения этой проблемы можно использовать канцелярские резинки на гусеничных звеньях. Также нужно не забыть, что центр тяжести должен располагаться как можно ниже, тогда робот будет более устойчив и перевернуть его будет очень сложно и даже почти невозможно. Так как робот должен быть тяжёлым, распределить вес тоже нужно грамотно, правильно расположив центр тяжести.

Если сместить центр тяжести к борту, то возрастёт нагрузка на один из двигателей, что сделает робота менее устойчивым, его будет легче опрокинуть. Оптимальное расположение центра тяжести посередине. Однако необходимо позаботиться о том, чтобы робот не «провисал» под своей собственной тяжестью. Для этого между моторами мы должны сделать поддерживающую крепкую раму.

Понижающая передача повысит тягу, то есть робот будет передвигаться медленнее, но толкать соперника сможет с большей силой. Мы сделаем ставку на ударную мощь робота, то есть реализуем повышающую передачу. Роботу-сумоисту понадобятся как минимум два датчика: ультразвуковой, чтобы «видеть» соперника, и датчик цвета для контроля выезда за линию ринга.

Ультразвуковой датчик следует расположить на небольшой высоте от поверхности ринга (примерно 5 10 сантиметров) и параллельно ей. Ультразвуковой датчик 9

12 Датчик цвета Датчик цвета расположим вертикально так, чтобы его «глазок» был направлен на поверхность ринга на высоте примерно 1 2 сантиметра от неё.

Если ты располагаешь бо'льшим количеством датчиков, попробуй добавить в конструкцию и их, чтобы сделать робота, который сможет атаковать соперника не одним бортом, а также сможет «видеть» линию ринга со всех своих сторон.

КАКОЙ ДОЛЖНА БЫТЬ ПРОГРАММА? Мы сделаем довольно простую, но при этом достаточно интеллектуальную программу. Робот будет поворачиваться вокруг своей оси до тех пор, пока не «увидит» соперника или чёрную линию ринга.

В случае обнаружения соперника он начнёт с максимальной мощностью моторов двигаться вперёд по направлению ультразвукового датчика. В случае обнаружения чёрной линии робот будет немного отъезжать от неё в противоположную сторону.

Если робот «потерял из виду» соперника или чёрную линию, то цикл его работы возобновится, начиная с поворота вокруг своей оси. Оборудование: Базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3. Ресурсный набор LEGO MINDSTORMS Education EV3.

13 […]

• 14 Модуль EV3, 1x Кабели Отмена Влево Вверх Кабель, 25 см, 4x Вниз ОК Большой мотор, 2x Вправо Зубчатые колёса Зубчатое колесо, 40 зубьев, серое, 2x Зубчатое колесо, 24 зуба, тёмно-серое, 4x Ультразвуковой датчик, 1x Шины Низкопрофильная шина, мм, чёрная, 4x Датчик цвета, 1x
• 15 Панели Левая криволинейная панель, 3 11-модульная, 1x Панели Левая криволинейная панель, 5 11-модульная, чёрная, 1x Правая криволинейная панель, 3 11-модульная, 1x Правая криволинейная панель, 5 11-модульная, чёрная, 1x Ступицы Ступица, 43,2 26 мм, серая, 4x Рамы Рама 5 7-модульная, серая, 1x Шариковый подшипник, тёмно-серый, 2x Трубы Труба, 2-модульная, серая, 2x
• 16 Балки угловые Угловая балка, 3 5-модульная, белая, 3x Балки прямые Балка с поперечным отверстием, 2-модульная, чёрная, 3x Балка, 3-модульная, красная, 2x Угловая балка, 3 7-модульная, серая, 4x Балка, 3-модульная, зелёная, 2x Угловая балка, 2 4-модульная, красная, 5x Балка, 5-модульная, серая, 3x Балка, 7-модульная, серая, 3x Поперечная балка, 2 1-модульная, красная, 2x Балка, 9-модульная, серая, 6x Угловая балка, 3 5-модульная, серая, 2x Балка, 13-модульная, серая, 2x Угловая балка, 4 4-модульная, белая, 2x Балка, 15-модульная, белая, 8x
• 17 Оси Ось, 6-модульная, чёрная, 2x Штифты Соединительный штифт с фрикционной муфтой, 2-модульный, чёрный, 52x Ось, 7-модульная, серая, 4x Соединительный штифт с фрикционной муфтой/осью, 2-модульный, синий, 14x Ось с головкой, 8-модульная, тёмно-серая, 2x Соединительный штифт с фрикционной муфтой, 3-модульный, синий, 30x Втулки Втулка, 1 / 2 -модульная, жёлтая, 2x Втулка, 1-модульная, серая, 8x Соединительный штифт со втулкой, 3-модульный, красный, 1x Угловой соединительный штифт, 3 3-модульный, серый, 2x

18 Минимальные системные требования определяются соответствующими требованиями программ Adobe Reader версии не ниже 11-й либо Adobe Digital Editions версии не ниже 4.5 для платформ Windows, Mac OS, Android и ios; экран 10″ Учебное электронное издание Серия: «РОБОСПОРТ» Тарапата Виктор Викторович Красных Андрей Владимирович КОНСТРУИРУЕМ РОБОТОВ ДЛЯ СОРЕВНОВАНИЙ.

РОБОТ-СУМОИСТ Для детей среднего и старшего школьного возраста Ведущий редактор М. С. Стригунова Ведущий методист В. В. Тарапата Художники В. А. Прокудин, Я. В. Соловцова Фотосъемка: И. А. Федянин Технический редактор Т. Ю. Федорова Корректор И. Н. Панкова Компьютерная верстка: Е. Г.

Ивлева Подписано к использованию Формат мм Издательство «Лаборатория знаний» , Москва, проезд Аэропорта, д. 3 Телефон: (499)

Источник: https://docplayer.ru/86394010-R-o-b-o-s-p-o-r-t-v-v-tarapata-a-v-krasnyh-konstruiruem-robotov-dlya-sorevnovaniy-robot-sumoist-elektronnoe-izdanie.html

В мфти пройдёт робототехнический хакатон по мини-сумо

18 и 19 апреля пройдёт Робототехнический хакатон МФТИ по мини-сумо. Заявки на участие принимаются до 14 апреля.

• Робохакатон по мини-сумо — это: — лекции по правилам мини-сумо, платформам, программированию;- cборка и программирование роботов;- cоревнования по мини-сумо для участников и всех желающих;
• — демонстрация разных типов роботов.

О мероприятии:Робототехнический хакатон представляет собой двухдневное мероприятие, в рамках которого участники сделают и запрограммируют роботов-сумаистов с нуля.  Робохакатон пройдёт на базе Московского физико-технического института. Опытные наставники будут готовы помочь и ответить на вопросы в течении всего мероприятия.

 

Участники робохакатона будут разделены на 2 лиги: программистов и мастеров.- В лигу мастеров могут подать заявки участники, которые представляют, как припаять к плате контроллера датчики, плату управления моторам, питание, как спроектировать и собрать вместе робота так, чтобы всё это работало. Участникам будут выдаваться одинаковые наборы для сборки роботов.

— В лигу программистов могут подать заявки участники, которым интересно больше сосредоточиться на алгоритме поведения робота во время боя и свести к минимуму работу руками. Программистам будет выдаваться практически готовый комплект Pololu Zumo, требующий минимальных навыков в паянии и механических работах.

 

Предполагается, что участники, уже имеющие опыт в сборке роботов, в том числе роботов-сумоистов, будут участвовать в лиге мастеров. Организаторы оставляют за собой право окончательной разбивки участников по лигам.

 

Анкета для регистрации на робохакатон Список компонент для обоих лиг Правила мини-суммо

Для хакатона планируется заранее подготовить комплекты баз (2-х и 4-х моторных) для того, чтобы команды (особенно начинающие) могли сэкономить время на проектирование и печать базы для размещения компонентов сумо- роботов.Образцы баз

Для продвинутых команд будет возможность распечатать свои базы или элементы на 3д принтере.Для желающих напечатать элементы сумо-роботов желательно заранее сообщить об этом для понимания сколько ресурсов необходимо выделять.Приветствуются предложения по моделям баз и элементов роботов и любым модификациям представленных баз сумо-роботов.

Также приглашаем всех желающих на соревнования по мини-сумо в свободной лиге и на демонстрации различных типов роботов на выставке. В свободной лиге могут принять участие все желающие, независимо от участия в хакатоне.

ru и укажите следующие данные:Тема письма: Участие в соревнованиях по мини-сумо 19 апреля в МФТИНазвание робота ФИОМесто учебы с указанием курса, факультета или место работы Email ТелефонФИО других участников команды (при наличии)

Если вам необходимо проживание на время проведения хакатона, пожалуйста, напишите до 14 апреля включительно на grigal.ip@mipt.ru.

Предварительная программа мероприятияГруппа мероприятия и обсуждение различных технических деталей:  http://vk.com/hacksumo_mipt2015apr

Источник: http://www.robogeek.ru/robo-sobytija/v-mfti-proidyot-robototehnicheskii-hakaton-po-mini-sumo