Projektlabor Robotik MINTgrün

1. Einführung

Der Minedrucker soll ein Roboter werden der einen mit einem Greifarm in einem begrenzten Bereich Plastikwürfel aufstapeln kann. Auf diese Art soll der Roboter ein Modell das zuvor in dem Computerspiel Minecraft gebaut wurde nachbauen können. Der Roboter soll in einem Lager eine Palette aus mindestens 6 Blöcken zur Verfügung haben aus denen er das Modell bauen kann.

2. Ziele und Prioritäten

• Der Roboter soll auf jeden Fall einen Plastikblock an jeden Ort auf der Druckfläche bewegen können.
  
• Der Roboter soll auf jeden Fall Blöcke so aufeinanderstapeln können, dass sie nicht umfallen.
  
• Der Roboter soll auf jeden Fall Blöcke aus einem Lager selbstständig nehmen können.
  
• Der Roboter soll am besten aus mehreren Blöcken mit verschiedenen Designs auswählen können um bunte Modelle bauen zu können.
  
• Der Roboter soll am besten ein Lager haben das groß genug ist, dass der Roboter ein ganzes Modell bauen kann ohne das das Lager nachgefüllt werden muss.
  
• Nice to have wäre das der Roboter direkt per Programm ein Modell direkt aus dem Computerspiel Minecraft exportieren kann.
  
• Nice to have wäre das der Roboter komplett übersteuerte Minecraft Sounds abspielen kann.

3. Szenario-Skizze

4. Teilaufgaben und Arbeitspakete

Um was geht es

Der Roboter soll ein Modell was er über Inputdaten erhält bauen können.

Erfolgskriterium

Der Roboter hat seine Aufgabe erfüllt sobald das Modell fertig gebaut ist.

Skizze vom Roboter

Fortbewegung:

3 Stepper-Motoren können den Greifarm auf der x-y-z Achse an jeden Punkt im Raum mithilfe von Zahnrädern bewegen.

Orientierung:

Der Roboter soll dauerhaft wissen wo im Raum sich der Greifarm befindet.
Der Roboter soll automatisch einen neuen Plastikwürfel in den Greifarm schieben können.
Gegeben Falls wird ein Sensorik System eingebaut mit dem der Roboter exakt die Position des Greifarms ermitteln kann, falls nicht wird im Programm die Position dauerhaft zwischengespeichert, dabei wird davon ausgegangen, dass die Motoren die verlangten Bewegungen exakt ausführen.

Datenverarbeitung:

Der Roboter soll die Inputdaten so verarbeiten können, dass er eine sinnvolle Reihenfolge festlegen kann in der die Würfel platziert werden sollen.
Dazu soll er mit Koordinaten in einem Raum von 16 x 16 x 16 Würfeln jedem Ort eindeutige Koordinaten zuordnen können.
Diesen eindeutigen Koordinaten werden mithilfe eines 3-Dimensionalen Arrays bestimmte Würfel zugeordnet.
Der Roboter soll .nbt Dateien aus Minecraft so umformen können, dass er die Modelle nachbauen kann.

Sounds:

Der Roboter soll während er das Modell baut übersteuerte Sounds aus Minecraft abspielen können.

Arbeitspakete:

Damit unser Projekt erfolgreich abgeschlossen wird müssen wir mittels der Adurino IDE ein Programm schreiben, dass dafür sorgt, dass der Roboter das Modell erfolgreich bauen kann.
Damit wir unseren Roboter bauen können müssen wir eine vielzahl an Bauteilen mit einer CAD-Software modellieren und 3D-drucken.
Planen wie die Teile aussehen müssen, damit sie exakt zusammenpassen und ihren Zweck erfüllen.
Schaltkreise so planen, dass wir alle Aktoren und Sensoren mit dem Arduino Chip ansteuern können.

Schnittstellen zu anderen Teilaufgaben

• Falls die Stepper Motoren zu ungenau sind kann man über ein Sensorik System überprüfen ob sich der Greifarm am richtigen Ort befindet bevor er den Würfel ablegt.
• Falls unser Prinzip hinter dem Greifarm nicht funktioniert, können die Würfel auch mit Hilfe eines Pneumatik Systems bewegt werden.

Materialliste:

• Viel Filament für den 3D Drucker
• 1 Laser und 1 Phototransitor
• ggf. viele Photoransistoren und zwei Laser (Falls Steppermotoren zu ungenau sind um Aufgabe zu erfüllen)
• Holz fürs Gerüst
• Um zu ermitteln welche weiteren Materialien wir benötigen müssen wir in der Planung und dem Bau weiter voranschreiten.
• 3 präzise Stepper Motoren
• 7 Servo Motoren

Risiken

Falls die Stepper Motoren zu ungenau sind um die Würfel präzise zu platzieren werden wir es mit einem Sensorik System ergänzen das stets die Position des Greifarms ermitteln kann. Nach unserer Einschätzung ist es durchaus wahrscheinlich, dass die Stepper Motoren etwas zu ungenau sind, deshalb haben wir für das Sensorik System bereits genauere Pläne.

5. Gantt-Diagramm