Ennek az írónak van egy vallomása: Valószínűleg az ujjaimon és a lábujjaimon meg tudom számolni, hány sikeres kosárlabdadobásom volt életem során. Az a néhány alkalom azonban mindig arra gondolok, hogy "bárcsak újra meg tudnám csinálni ugyanígy".
A szervovezérlésű kosárlabda dobókar.
A Penn State Altoona egyetemi hallgatói egy csoportja olyan eszközt hozott létre, amely azt teszi, amit én nem tudok: minden alkalommal tökéletes képet készít. Végzős projektjükhöz, Luke Eckenrode, Brad Long, & Anthony Sisak (professzor úr vezetésével). Jeffrey Moore) arra vállalkozott, hogy olyan robotkosárlabda dobó kart építsen, amely képes 15 láb magasan dobni. A kar kiinduló magassága egy 1,80 méter magas emberre, azaz egy NBA-játékos átlagos magasságára épül, a karika pedig a szabályos 10 láb magasra.
Korai tervezés
Kezdetben a csapat egy koncepciómodellt épített, amelynek mozgását kizárólag egy pneumatikus dugattyú biztosította. Bár a csapat némi sikert ért el ezzel a konstrukcióval, nem biztosította a géphez kívánt pontosságot.
A DPEANIU-040A400 szervohajtómű és a készülékre szerelt egyéb elektronika.
Emellett a projekt célja az volt, hogy az edzők számára oktatási segédeszközként is használható legyen a helyes kosárlabdadobáshoz. A pneumatikus kialakítás nem tette lehetővé az alkar és a felkar kétszintű mozgását. A diákoknak csuklós könyökre volt szükségük, hogy pontosabban tudják reprodukálni az emberi dobómozgást. Ehhez egy motoros hajtású könyökre volt szükségük.
Belépés AMC
Anthony 2019 őszén kereste meg az ADVANCED Motion Controls-t. Nagyjából ugyanebben az időben a Penn State Altoona egy másik csoportja, amely egy vízsugaras vágógépet épít a záróprojektjükhöz, szintén megkereste az AMC-t. Az ADVANCED Motion Controls csapata mindkét csoportnak válaszolt, és a projektek megvitatása után némi oda-vissza beszélgetés után beleegyeztünk, hogy több szervohajtást szállítunk a két csoportnak ingyenesen. Emellett néhány motort és kábelezést is rendelkezésre bocsátottunk, amelyek az egyetemi raktárkészletünkben rendelkezésre álltak.
A robotkaros csapat végül egy DPEANIU-040A400 digitális szervohajtóművet, és távolról együttműködött az AMC műszaki támogató csapataival, hogy a szervohajtómű és a motor kombinációja működőképes legyen a LabView vezérlőjükkel.
Javítások elvégzése
A dobókarra és a fogaskerékre vonatkozó nyomatékszámítások.
A csapat gondosan kiszámította a lövéshez szükséges nyomatékot. A motor még egy olyan erős meghajtóval, mint a DPEANIU-040A400, sem tudott elegendő nyomatékot biztosítani ahhoz, hogy az alkar forgását elég gyorsan felgyorsítsa. Nyilvánvalóvá vált, hogy fogaskerékre lesz szükség.
A megmunkált fogaskerék
Az AMC támogató csapatának tanácsaival a diákok egy lenyűgöző sebességváltó megtervezésén és gyártásán dolgoztak, hogy biztosítsák a szükséges nyomatékot. A sebességváltót közvetlenül a kar többi részébe építették be. A karnak ez a része egy lineáris meghajtót használt a felfelé irányuló lendület biztosításához.
A labda fogásához a csapat egy egyszerű kanál alakú konstrukció helyett egy emberi kéz modelljét nyomtatta ki 3D-ben, szintén azért, hogy pontosabban tükrözze a tényleges emberi dobást.
Kosárlabda dobó ív
Míg a robotkar optimalizálva és hangolva van egy 1,80 méteres játékos 15 méteres szabaddobására, a diákok által generált LabView program különböző magasságokat és távolságokat tett lehetővé. A LabView program egy lézer visszajelzését is felhasználja a gyűrűtől való távolság pontosabb méréséhez, hogy figyelembe vegye a távolságnak a bemeneti paraméterektől való kis eltéréseit.
Következtetések
Még akkor is, amikor a COVID-19 világjárvány 2020 márciusában megzavarta a rendszeres iskolai oktatást, a robotizált kosárlabdakar csapatának sikerült befejeznie a projektjét, és május 1-jén a Zoomon keresztül bemutatni.st.
A tesztjeik 90% feletti lövési sikerességi arányt mutattak, ami sokkal jobb, mint amiről én még csak álmodni is tudtam.
