![[PukiWiki]](image/robotics-logo-small.jpg "[PukiWiki]"){kind=logo}
青と赤のボールを運搬して、空き缶の上に載せる。
フィールドの説明
このロボットのコンセプトとしてはカラクリをイメージしました。
画像のようにロボットの機体の中にボールを通すことで缶にボールを置く仕組みになっています。この形はロボットを製作する際、できたら面白いということでこの形になりました。
このロボットは一機で二つのEV3を使い、三つのボールを取り、溜めて、三つ缶に置くというのを目的にしました。
このアームはボールを取るために作りました。このアームは人間の腕の肘、手首、掴む手を模しています。
このアームはモータを3つ使用してますが、モータを関節部分につけてしまうと前重心になりすぎるのでモータを2つ中心に寄せ、ギアによって力を伝える機構にしました。これにより前重心になりすぎるのを軽減しました。ギアを使用する際、組み合わせ方が難しく苦戦しました。
このアームは重量が重たいので前重心になっているので後ろを重くする必要がありました。
ボールの認識は超音波センサではなくカラーセンサを使用しました超音波センサだとどうしてもサイズが大きくなってしまい邪魔になるのでカラーセンサになりました。
この送り出し部分ではモータを一つ使用しています。ここでは溜めておいたボールを一つずつ送り出すために設計されています。120度ごとに区切っておりボールを一つ送るのに120度回します。
転がってきたボールが缶から出ないようアーム部分にカコイを付けました。これが壁になり、勢いを殺し、缶にしっかりボールが乗ります。
#!/usr/bin/env python3
from ev3dev2.motor import OUTPUT_B,OUTPUT_C,MoveTank,LargeMotor,Motor,OUTPUT_A,OUTPUT_D
from ev3dev2.sensor.lego import ColorSensor,TouchSensor,UltrasonicSensor
import paho.mqtt.client as mqtt
from time import sleep
m_e = LargeMotor(OUTPUT_B)
m_w = LargeMotor(OUTPUT_A)
m_set_e = MoveTank(OUTPUT_B,OUTPUT_A)
m_h = Motor(OUTPUT_C)
v_e = 10
v_w = 10
v_h = 5
m_h.on(0)
m_w.on(0)
m_e.on(0)
t_wait = 0.5
class joint:
def __init__(self,part,deg_up,deg_set,deg_down,v): #part=モーター(m_eまたはm_wまたはm_h),deg_up=up()実行時にpartで指定したモーターの角度を何度にするか,deg_down=down()実行時にpartで指定したモーターの角度を何度にするか,deg_set=set()実行時にpartで指定したモーターの角度を何度にするか
self.deg_up = deg_up
self.deg_set = deg_set
self.deg_down = deg_down
self.part = part
self.v = v
def up(self): #partで指定したモーターの角度を、アームがボールを持ち上げたときの角度にする
self.part.on_to_position(self.v,self.deg_up,block=True)
def set(self): #partで指定したモーターの角度を、ボールを置くときの角度にする
self.part.on_to_position(self.v,self.deg_set,block=True)
def down(self): #partで指定したモーターの角度を、ボールを探すときの角度にする
self.part.on_to_position(self.v,self.deg_down,block=True)
elbow = joint(m_e,0,-165,-200,v_e)
wrist = joint(m_w,140,-150,-130,v_w)
hand = joint(m_h,0,100,10,v_w)
#-----------------------------------------------------
t_reset=1
v_e_reset = 10
v_w_reset = 20
v_h_reset = 10
def on_until_stalled(m,v): #モーターが止まるまで回す関数,m=モーター(m_eまたはm_wまたはm_h),v=モーターを回す速度
m.on(v)
sleep(t_reset)
while m.speed>0:
m.on(v)
def arm_reset(): #アームがある程度どんな形でも特定の形にしてアームのモーターの角度を全てリセットする関数
m_set_e.on_for_degrees(v_e_reset,v_e_reset,90)
#hand
print("hand")
on_until_stalled(m_h,-v_h_reset)
m_h.on(0)
#wrist
print("wrist")
m_e.stop(stop_action="hold")
on_until_stalled(m_w,v_w_reset)
m_w.on(0)
m_w.stop(stop_action='hold')
#elbow
print("elbow")
on_until_stalled(m_e,v_e_reset)
m_w.stop(stop_action='coast')
m_set_e.on_for_degrees(-v_e_reset,-v_e_reset,45)
m_e.stop(stop_action='hold')
on_until_stalled(m_w,-v_w_reset)
m_w.on(0)
m_w.stop(stop_action='hold')
m_e.on_for_degrees(v_e_reset,45)
m_w.stop(stop_action='coast')
on_until_stalled(m_e,v_e_reset)
#reset
m_h.on(0)
m_w.on(0)
m_e.on(0)
sleep(t_reset)
m_h.reset()
m_w.reset()
m_e.reset()
#------------------------------
def fetch_ball(): #ボールをつかむ関数
hand.up()
sleep(t_wait)
wrist.up()
sleep(t_wait)
elbow.up()
sleep(t_wait)
hand.set()
reset()
def set_arm(): #アームをボールを探すときのアームの形にする関数
hand.set()
sleep(t_wait)
wrist.set()
sleep(t_wait)
elbow.set()
def down_arm(): #アームをボールを置くときのアームの形にする関数
hand.down()
sleep(t_wait)
elbow.down()
sleep(t_wait)
wrist.down()
#-----------------------------
def on_connect(client,userdata,flags,rc):
print("Connected with result code:" +str(rc))
client.subscribe("arm")
def on_message(client,userdata,message):
mes_str = message.payload.decode()
print("message topic:" + message.topic)
print("message:" + mes_str)
if mes_str=="fetch_ball":
fetch_ball()
elif mes_str=="set_arm":
set_arm()
elif mes_str=="reset_arm":
reset_arm()
elif mes_str=="down_arm":
down_arm()
def main():
address = input("address:")
client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message
client.connect(address,1883,60)
client.loop_start()
main_bool = True
while main_bool:
a=input()
main_bool = a!="stop"
print("end")
client.loop_stop()
client.disconnect()
if __name__ == "__main__":
main()
#!/usr/bin/env python3
from ev3dev2.motor import OUTPUT_B,OUTPUT_C,MoveTank,LargeMotor,Motor,OUTPUT_A
from ev3dev2.sensor.lego import ColorSensor,TouchSensor,UltrasonicSensor
from ev3dev2.sensor import INPUT_1,INPUT_4
import paho.mqtt.client as mqtt
from time import sleep
address = input("address:")
m_r = LargeMotor(OUTPUT_C)
m_l = LargeMotor(OUTPUT_B)
tank = MoveTank(OUTPUT_B,OUTPUT_C)
cs = ColorSensor(INPUT_4)
cs2 = ColorSensor(INPUT_1)
ts = TouchSensor()
us = UltrasonicSensor()
m_stocker = Motor(OUTPUT_A)
v_stocker = 5
threshold = 45
v_s = 12.5
v_w = 5.0
v_b = 10
k_s = 0.25
k_w = 1.5
k_b = 0.75
cs_val_black = 10
cs_th_d_max = 20
csd_s_max = 3
v_is = 5
cs.mode ="COL-REFLECT"
cs2.mode ="RGB-RAW"
us.mode ="US-DIST-CM"
a1_is=-0.15
a2_is=1.2
v_s_fb = 12.5
v_w_fb = 5
v_b_fb = 10
k_s_fb = 0.25
k_w_fb = 1.75
k_b_fb = 0.75
v_s_pb = 12.5
v_w_pb = 5.0
v_b_pb = 10
k_s_pb = 0.25
k_w_pb = 2.25
k_b_pb = 0.75
#1-------------------------------------------------------------------------------------
def read_list(file_name): #file_nameで指定されたファイルを読み込み、listにまとめる関数,file_name=ファイルの名前
main_break_bool = False
list=[]
try:
with open(file_name, "r") as f:
list_raw = f.readlines()
for i in list_raw:
if i.strip() != '':
list.append(i.split(","))
for i in range(len(list)):
for j in range(len(list[i])):
list[i][j] = list[i][j].strip()
list.append("end")
print("raw list:",list_raw)
print("list:",list)
print("")
#if not (check_list_bool(list)):
# print("file content error")
# raise Exception
except:
print("file read error")
main_break_bool=True
return (list,main_break_bool) #list=交差点または急なカーブに差し掛かったときに何をするかを表すリスト,main_break_bool=ファイル読み込みでエラーがあればTrue、なければFalseをとる変数
#2---intersection----------------------------------------------------------------------------------
def intersection(sign,list): #交差点や急なカーブに差し掛かった時listとsignによって指定された道の指定された境界に行く関数,sign=整数(-1または1)=intersection()実行までにとっていた境界が右か左かを表す数字(右なら1左なら-1をとる),list=["i",整数,"r"または"l"]=[intersection()を実行することをあらわす文字,選ぶ道が何番目にあるかを表す数字(分岐を中心として、右の境界をとっていたとき時計回りに、左の境界をとっていたとき反時計回りに数える),選ぶ道の右と左の境界のうちどちらをとるか]
print("list:",list)
n_w = int(list[1]) # number
if list[2]=="r": # sign
sign_is = 1
elif list[2]=="l":
sign_is = -1
tank.on((a1_is+sign)*v_is,(a1_is-sign)*v_is)
while True:
if cs.value()>threshold:
break
tank.on((a2_is-sign)*v_is,(a2_is+sign)*v_is)
for i in range(n_w):
while True:
if cs.value()<=cs_val_black:
break
while True:
if cs.value()>threshold:
break
if sign_is*sign==1:
tank.on(sign_is*v_is,-sign_is*v_is)
while True:
if cs.value()<=cs_val_black:
break
while True:
if cs.value()>threshold:
break
tank.on(0,0)
return sign_is
#--fb--------------------
def fb(): #３つの缶の上のボールを全てとる動作をまとめた関数
fb1()
fb2()
follow_line(-1)
intersection(-1,["i","2","r"])
fb3()
def fb1(): #Cにあるボールをとる関数
sign=-1
reset_arm()
follow_line_pb(sign,65)
tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,150)
turn180(sign)
set_arm()
follow_line_fb((-1)*sign,20,0.7)
fetch_ball()
tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,110)
turn180((-1)*sign)
turn180(sign)
def fb2(): #Fにあるボールをとる関数
sign=-1
reset_arm()
follow_line_pb(sign,100)
tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,200)
turn180(sign)
set_arm()
follow_line_fb((-1)*sign,20,0.7)
fetch_ball()
tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,0)
turn90((-1)*sign)
def fb3(): #Eにあるボールをとる関数
sign=1
reset_arm()
turn180((-1)*sign)
set_arm()
follow_line_fb((-1)*sign,20,0.7) #cs sum,ratio
fetch_ball()
tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,0)
turn90((-1)*sign)
#--pb--------------------
def pb(): #３つの缶の上全てにボールを置く動作をまとめた関数
pb1()
pb2()
follow_line(-1)
intersection(-1,["i","2","r"])
pb3()
def pb1(): #Cにある缶にボールをおく関数
sign=-1
reset_arm()
follow_line_pb(sign,100)
down_arm()
put_ball()
put_ball()
reset_arm()
tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,150)
turn180(sign)
def pb2(): #Fにある缶にボールをおく関数
sign=1
reset_arm()
follow_line_pb(sign,100)
down_arm()
put_ball()
put_ball()
reset_arm()
tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,200)
turn90(sign)
def pb3(): #Eにある缶にボールをおく関数
sign=-1
tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,60)
tank.on_for_degrees(-v_s,v_s,60)
reset_arm()
turn180(sign)
follow_line_pb(sign,100)
tank.on_for_degrees(-v_s,-v_s,150)
turn90((-1)*sign)
#3----follow_line---------------------------------------------------------------------------------
def follow_line(sign_fl): #交差点までライントレースする関数
while True:
#v_r,v_l
cs_d = max(min(cs.value(),threshold+cs_th_d_max),threshold-cs_th_d_max)-threshold
if cs_d <= -csd_s_max:
v_fl=v_b
k_fl=v_fl*k_b/cs_th_d_max
elif -csd_s_max < cs_d < csd_s_max:
v_fl=v_s
k_fl=v_fl*k_s/cs_th_d_max
else:
v_fl=v_w
k_fl=v_fl*k_w/cs_th_d_max
v_r_fl = v_fl+sign_fl*k_fl*cs_d
v_l_fl = v_fl-sign_fl*k_fl*cs_d
#after_fl
if cs.value()<cs_val_black:
after_fl_fl = "list"
break
if ts.is_pressed:
after_fl_fl = "ts_break"
break
#move
tank.on(v_l_fl,v_r_fl)
tank.off()
return after_fl_fl
def follow_line_fb(sign,val_break1,val_break2): #缶の上のボールをアームがとれる位置までライントレースする関数
while cs2.value(0)+cs2.value(1)+cs2.value(2)<val_break1 or max(cs2.value(0),cs2.value(1),cs2.value(2))/(cs2.value(0)+cs2.value(1)+cs2.value(2)+1)<val_break2: #kann hanntei
cs_d = max(min(cs.value(),threshold+cs_th_d_max),threshold-cs_th_d_max)-threshold
if cs_d <= -csd_s_max:
v_fb=v_b_fb
k_fb=v_fb*k_b_fb/cs_th_d_max
elif -csd_s_max < cs_d < csd_s_max:
v_fb=v_s_fb
k_fb=v_fb*k_s_fb/cs_th_d_max
else:
v_fb=v_w_fb
k_fb=v_fb*k_w_fb/cs_th_d_max
v_r_fb = v_fb+sign*k_fb*cs_d
v_l_fb = v_fb-sign*k_fb*cs_d
tank.on(v_l_fb,v_r_fb)
tank.off()
def follow_line_pb(sign,val_break): #缶の上にボールをのせることができる位置までライントレースする関数
while us.value()>val_break:
cs_d = max(min(cs.value(),threshold+cs_th_d_max),threshold-cs_th_d_max)-threshold
if cs_d <= -csd_s_max:
v_pb=v_b_pb
k_pb=v_pb*k_b_pb/cs_th_d_max
elif -csd_s_max < cs_d < csd_s_max:
v_pb=v_s_pb
k_pb=v_pb*k_s_pb/cs_th_d_max
else:
v_pb=v_w_pb
k_pb=v_pb*k_w_pb/cs_th_d_max
v_r_pb = v_pb+sign*k_pb*cs_d
v_l_pb = v_pb-sign*k_pb*cs_d
tank.on(v_l_pb,v_r_pb)
tank.off()
#4---u_turn,fb,pb----------------------------------------------------------------------------------
def reset_arm(): #通信を行いarm_reset()を実行させる
client = mqtt.Client()
client.connect(address,1883,60)
client.publish("arm","reset_arm")
client.disconnect()
sleep(3)
def set_arm(): #通信を行いこの関数とは別のset_arm()を実行させる
client = mqtt.Client()
client.connect(address,1883,60)
client.publish("arm","set_arm")
client.disconnect()
sleep(3)
def fetch_ball(): #通信を行いこの関数とは別のfetch_ball()を実行させる
client = mqtt.Client()
client.connect(address,1883,60)
client.publish("arm","fetch_ball")
client.disconnect()
sleep(3)
def down_arm(): #通信を行いこの関数とは別のdown_arm()を実行させる
client = mqtt.Client()
client.connect(address,1883,60)
client.publish("arm","down_arm")
client.disconnect()
sleep(3)
def put_ball(): #ストックしているボールを一つ送り出す
sleep(2)
m_stocker.on_for_degrees(v_stocker,60)
sleep(2)
#5-------------------------------------------------------------------------------------
def main():
main_break_bool=False
index_list = 0
after_fl="after_fl"
#read file
#list
print("start:read list")
(list,main_break_bool)=read_list("list1")
#initialize
if list[0][1] == "r":
sign = 1
elif list[0][1] == "l":
sign = -1
index_list += 1
#move
if not main_break_bool:
while cs.value()>cs_val_black:
tank.on(10,10)
tank.on(0,0)
while True: #main
after_fl = follow_line(sign) #follow_line
if after_fl == "list":
if list[index_list]=="end": #end
tank.on_for_degrees(v_fc,v_fc,270)
print("list:end")
break
else: #list
if list[index_list][0] == "i":
print("intersection")
sign = intersection(sign,list[index_list])
if list[index_list][0] == "f":
print("fetch_ball")
sign = intersection(sign,list[index_list])
fb()
if list[index_list][0] == "p":
print("put_ball")
sign = intersection(sign,list[index_list])
pb()
index_list += 1
print("index:",index_list)
elif after_fl == "ts_break": #break
print("touch sensor break")
break
else:
print("after_fl==after_fl")
after_fl="after_fl"
print("")
else:
print("main break")
print("end")
tank.on(0,0)
if __name__ == "__main__":
main()
課題2で使ったプログラムを使っているところもあるので参考にしてください。
製作していく上での計画が上手くいかなかったと感じる。
後期のテストとの被りがありなかなか上手く時間が使えなかった。
面白いロボットを作ろうとしていたが、その割にかけた労力と時間が足りなかった。
時間も製作するうえでとても大切だと感じた。
今回の課題では本番で上手くいかなかったですが、このゼミを通しては、グループで開発することはとても楽しかった。今後もロボットを作ってみたいという気持ちが強くなりました。
14634_2.jpg 104件
[詳細]
14625_2.jpg 120件
[詳細]
2019b-mission2.png 127件
[詳細]
14648_2.jpg 125件
[詳細]
14624_2.jpg 111件
[詳細]
