Я думаю, соревнование «Канат» — одно из самых сложных и интересных состязаний в турнире «Каникулы роботов». По регламенту робот должен самостоятельно подъехать к вертикально висящему канату и подняться по нему на высоту 1 метр за минимальное время.

Для решения поставленной задачи я решил использовать опыт спелеологов и альпинистов, которые поднимаются по веревкам с помощью жумаров.

Жумар — элемент снаряжения спелеологов, спасателей, альпинистов и скалолазов, применяемый для подъёма по веревкам, разновидность храпового механизма.

Подъем по веревке с помощью жумара

Конструкция

За основу робота я взял мобильную платформу от робота Пети, на которую надстроил подъемный механизм.

Подвижная собачка с острыми шипами

В подъемном механизме используется принцип храпового устройства по аналогии с жумаром. Он состоит из двух собачек, одна из которых подвижна, а другая — нет. Каждая собачка имеет острые шипы, направленные в одну сторону. Во время рабочего цикла механизм совершает два хода — прямой и обратный. Во время прямого хода собачка свободно скользит вверх по веревке, а во время обратного хода острые шипы вонзаются в веревку и не дают собачке свободно перемещаться относительно веревки.

Таким образом, один цикл подъема выглядит так:

• Прямой ход: робот удерживается на веревке с помощью неподвижной собачки, подвижная собачка скользит по веревке вверх.
• Обратный ход: неподвижная собачка скользит по веревке вверх, робот «подтягивается» на подвижной собачке.

Принцип работы подъемного механизма хорошо виден на следующем видео:

Алгоритм

Алгоритм я разбил на несколько последовательных шагов:

• Инициализация;
• Отслеживание черной линии;
• Разворот на 180º;
• Подход к канату;
• Фиксация каната;
• Подъем по канату.

Инициализация.

На этом шаге инициализируются переменные и включается световой барьер, который используется для обнаружения каната.

Отслеживание черной линии.

Запускается подпрограмма отслеживания черной линии. Робот движется по линии к канату. После того как канат прервёт луч светового барьера, подпрограмма завершается.

Робот-спелеолог во время подъема по канату

Разворот на 180º.

Робот отъезжает назад и выполняет разворот на 180º. Необходимость разворота связана с тем, что подъемный механизм пришлось расположить на «спине» робота, так как спереди у него находится световой барьер, а также для распределения центра тяжести.

Подход к канату.

После разворота робот немного проезжает вперед к канату. Специальные направляющие элементы в конструкции робота обеспечивают точный захват каната и укладку его в подъемный механизм.

Фиксация каната.

После того как канат уже находится в подъемном механизме, запускается пневмо-компрессор. Затем по команде контроллера открываются пневматические клапаны, и специальные рычаги с помощью пневматических цилиндров надежно фиксируют канат.

Подъем по канату.

После надежной фиксации каната начинает работать подъемный механизм. Принцип работы этого механизма я описал выше.

Результаты

Мой робот выступал вне конкурса, так как не прошел по габаритам (30×30×30 см). На соревнованиях он с первой попытки доехал по линии до каната, захватил его и за отведенное время (3 мин) поднялся на 30 см!

Стоит обратить внимание на робота КБ1542К1, которого собрали ребята из гимназии №1542. Оригинальная конструкция этого робота обеспечила ему первое место с результатом 38,75 с.

Участие в этом соревновании позволило мне опробовать на практике пневматический привод из набора Пневматика II и новый контроллер ROBO-TX. Ну и, конечно же, я получил море удовольствия и снова почувствовал себя большим ребенком :)

Изображения жумара и альпиниста взяты с сайта www.petzl.ru.