Управление манипулятором с помощью цвета

Система управления манипулятором роботом ev3 с помощью цветовых команд

Цветовые датчики EV3 могут различать 6  цветов.  Это способность позволяет существенно расширить возможности по ручному  управлению роботами, построенными  на базе EV3.  Рассмотрим пример  робот манипулятор.  Данные роботы должны выполнять много операций  Если на одном блоке EV3  есть 4 порта для моторов, то на нем можно собрать робота манипулятор с 4 степенями свободы. Для каждой степени свободы необходимо определить  3 управляющих сигнала: двигаться вперед(влево), назад(вправо), остановиться. Чтобы управлять  вручную таким манипулятором, нужен пульт с 12 кнопками. На блоке есть только 4 порта для датчиков, например касания , которые можно использовать в качестве кнопок управления Поэтому необходим пульт для управления манипулятором  12 действиями. Это и стало целью проекта.Чтобы создать  пульт для управления роботом ev3, было решено использовать цветовой датчик ev3 и два датчика касания, и цветовую шкалу. Каждому мотору  мы ставим в соответствие свой цвет Если мы подведем датчик  цвета по шкале к указанному цвету, то сможем  управлять нужным нам мотором с помощью двух датчиков касания.

Цель проекта Разработать пульт управления для робота ev3 с цветовым датчиком
1 Разработать и собрать пульт для управления роботом ev3 с датчиками касания и цветовым датчиком
2 Собрать манипулятор ev3
3 Написать и протестировать программу для ev3 для управления манипулятором с помощью пульта

Описание проекта пульт для управления манипулятором ev3

Мы собрали пульт , у которого есть передвигаемый датчик цвета, датчик цвета перемещается над цветовой  палитрой. Каждой степени свободы манипулятора, соответствует свой цвет. При перемещении цветового датчика на нужный цвет, мы даем знать роботу какой каким мотором  мы хотим управлять.  К пульту присоединятся датчики касания кнопки, которые и отвечают за управление выбранным мотором  двигаться вперед или назад, влево или вправо.

С помощью нашего пульта мы можем управлять манипулятором  рукой ev3 .
Для управления мы выбрал Манипулятор Рука. Схема робота стандартная инструкция для сборки прилагается в лицензионном программном обеспечении. 
Данный пример только иллюстрирует  способ управления. На пульте датчик цвета должен свободно перемещается на осях над палитрой цветов, датчики касания зафиксированы рядом . Такой пульт компактен и достаточно удобен в использовании.
Приведем пример программы для данного пульта ev3 Подробно о программировании ev3 Основа программы  внесена в постоянный цикл, для каждого цвета свой код . На рисунке два приведен фрагмент программы для красного цвета.

Рисунок 2. Часть программы для обработки нахождения цветового датчика над красной полосой.

Подробней опишем,  как  работает программа для ev3. Вначале идет проверка датчика цвета. Если цвет красный, то  мы выбрали мотор B  и будем управлять им  до тех пор, пока не поменяется цвет. Для этого в условие вставлен цикл, он завершается после изменения цвета.

 Условие выхода из цикла проиллюстрировано на рисунке 3.

Рисунок 3.  Цветовой датчик ушел с красного цвета.
Внутри цикла идет обработка нажатий датчиков касаний(кнопок), для управления движением мотора.  Рисунок 4.
Если нажата кнопка , подключенная к порту 1 , то мотор , подключенный к порту B начинает двигаться вперед. Если нажата кнопка , подключенная к порту 2 , то мотор , подключенный к порту B начинает двигаться назад.
Условие выхода из цикла проиллюстрировано на рисунке 3.

Аналогичные фрагменты вставляются для каждого цвета, меняется только номер цвета и порт мотора.Данную методику управления можно использовать и для управления  роботизированными системами. В данном случае выбор цвета датчиком цвета может инициализировать определённую подпрограмму , согласно которой робот выполняет определённые действия , а мы с помощью датчиков касания управляем работой робота в рамках подпрограммы.(к примеру увеличиваем или уменьшаем скорость работы робота в рамках данной подпрограммы).

Выводы:
1 Собран манипулятор по типу “рука” на ev3.
2 Собран пульт  управления с цветовыми и датчиками и датчиками касания робота ev3
3 Запрограммирован робот манипулятор ev3 для управления с помощью  пульта.  С помощью цветового пульта можно легко управлять манипулятором. Управлять поворотами  в горизонтальной плоскости на любой угол, вертикальной плоскости   на угол  в  от нуля до 180 градусов, захватом предмета. 
Если увеличить число цветов в пульте, то можно управлять большим числом моторов.  Робот манипулятор сможет выполнять более сложные действия.
Планируется разработать более сложный манипулятор ev3 , который мог бы вращать кистью  и который размещался бы на подвижной платформе . Для данного робота будет сделан более сложный  пульт с  большим количеством цветов. Такой робот позволит брать и перемещать объекты в пространстве.
Литература:
1. Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3 в среде EV3 : основные подходы, практические примеры, секреты мастерства  / Л. Ю. Овсяницкая, Д. Н. Овсяницкий, А. Д. Овсяницкий. - Челябинск: Мякотин И.В.. - 2014. - 203 с.
2.Робототехника для детей и родителей. / Филиппов С. А. — СПб.: Наука, 2013. 319 с.
3. Lego Mindstorms: Создавайте и программируйте роботов по вашему желанию. Руководство пользователя.

Познакомиться с другими проектами  по робототехнике и компьютерному моделированию

Поделиться: