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Passiamo ora alla parte concreta del progetto, ovvero la progettazione fisica del robot.
Passiamo ora alla parte concreta del progetto, ovvero la progettazione fisica del robot.
Fin dall'inizio del corso siamo stati orientati per la scelta di una forma circolare, infatti siamo stati i primi a presentarla; questa forma ci garantisce un’uniforme distribuzione del peso e soprattutto ci consente di effettuare delle rotazioni mantenendo il baricentro fisso e quindi stando sempre sullo stesso posto.
Inoltre si è rivelata necessaria la suddivisione del robot in due piani per la corretta disposizione di tutta la componentistica hardware.
Inizialmente abbiamo fatto un modello in cartoncino disegnando la circonferenza con un semplice piatto di plastica, il quale ha un diametro di circa 22cm e che infine è stata l’effettiva dimensione del robot.
Il materiale con cui è stato costruito lo chassis del robot è di semplice compensato spesso 0.6 cm, facilmente reperibile a poco prezzo da LoroyMerlin. Un esperto falegname ci ha aiutati a ritagliare la forma circolare e successivamente il disco è stato da noi bucato per consentire il corretto fissaggio di ruote, rialzi ecc.
Abbiamo deciso di posizionare le ruote motrici al centro che, come accennato prima, garantiscono movimenti rotazionali sul posto, ma il robot necessitava di ulteriori due appoggi, uno frontale ed uno posteriore; come appoggi abbiamo optato per ruote sferiche che garantiscono movimenti fluidi e quasi completamente privi di attrito.
Altri pezzi di compensato sono stati ritagliati e modellati ad hoc per costruire: torretta per la bussola (in quanto questa deve essere situata lontano da possibili influssi magnetici), supporto per la camera, asta frontale per la corretta presa dell’oggetto ed altri supporti vari.
Sono stati usati 4 bulloni lunghi 9cm e spessi 0.6cm come pilastri per distanziare i due piani del robot. In ogni bullone sono avvitati due dadi, uno sotto e uno sopra il secondo piano, questi ci hanno permesso di regolare l’altezza del robot e trovare il giusto compromesso tra sensori e camera.
Abbiamo fatto anche un massiccio uso di bulloni più piccoli per fissare tutto il resto della componentistica.
Avendo scelto una forma diversa da quella classica in commercio abbiamo dovuto costruire dei supporti per fissare correttamente le due ruote motrici. I supporti sono quindi stati creati con lamierino spesso appena 2 mm piegato adeguatamente per consentire l’incastro del motore in esso e successivamente, grazie all’ausilio di un semplice bullone, il fissaggio al piano in compensato.
Oltre ai due motori anche il driver, di cui parleremo più avanti, è stato fissato mediante l’uso di 4 bulloni nella parte inferiore del primo piano del robot, esso è situato esattamente nel mezzo ai due motori e questo ci ha semplificato i collegamenti.
Infine, sempre nella parte inferiore del robot sono stati fissati, un semplice bottone per l’accensione e lo spegnimento dell’alimentazione dei motori ed un sensore infrarossi.
La parte superiore del primo piano è stata quasi interamente occupata dalla PowerBank, tenuta ferma da un velcro che ne consente anche la facile rimozione. Nella parte frontale sono stati posizionati i due servomotori per la presa, mentre nella parte posteriore è stato fissato un semplice led verde per la segnalazione visiva dell’accensione dei motori.
Passando al secondo piano, nella parte inferiore abbiamo fissato 4 sensori infrarossi disposti ad angoli diversi.
Per evitare possibili disturbi luminosi abbiamo fissato delle coperture di plastica ricoperte di nastro isolante nero. Queste coperture sono state ricavate tagliando opportunamente un tubo per la raccolta fili, usato anche per la presa di cui parleremo dopo.
Sul piano superiore è situato il vero cervello del robot ovvero la Raspberry Pi 3, rialzata dal piano mediante 8 distanziatori da 4mm per consentire il corretto fissaggio del dissipatore inferiore che si va a sommare ad altri 2 dissipatori superiori. Nella parte superiore è anche presente una breadboard in cui sono fissati tutti i cavetti per i collegamenti con il resto della componentistica. Camera, sonar, bussola e giroscopio sono situati sempre sul piano superiore con l’ausilio di appositi supporti.
Agganciata a due servo motori situati al primo piano, come accennato prima, si trova il nostro sistema di presa.
Inizialmente si era optato per una presa ricavata tagliando il filo di metallo che solitamente viene utilizzato come freno per le biciclette, ma questo nonostante fosse molto leggero ci dava problemi con la palla e la pillola, così abbiamo optato per qualcosa di più spesso. Esso è stato costruito modificando opportunamente un semplice tubo in plastica che solitamente funge da raccoglitore di cavi. La sua forma garantisce allo stesso tempo una particolare malleabilità e resistenza. Al suo interno abbiamo fissato, mediante colla a caldo, altri 2 sensori infrarossi molto utili quando il robot si muove con la presa abbassata.
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