Robot inseguitori di linea: controllo, principio di funzionamento e applicazioni

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Una breve introduzione a un robot:

Un Robot è una qualsiasi macchina completamente automatica, cioè parte da sola, decide il proprio modo di lavorare e si ferma da sola. In realtà è una replica dell'essere umano, che è stata progettata per alleviare il carico umano. Può essere controllato pneumaticamente o tramite vie idrauliche o utilizzando le semplici vie di controllo elettronico. Il primo robot industriale è stato Unimates costruito da George Devol e Joe Engelberger tra la fine degli anni '50 e l'inizio degli anni '60.
Ogni robot si basa su 3 leggi fondamentali definite dall'autore russo di fantascienza Isaac Asimov:

  • Un robot non dovrebbe danneggiare l'essere umano direttamente o indirettamente.
  • Un robot dovrebbe obbedire agli ordini umani a meno che e fino a quando non viola la prima legge.
  • Un robot dovrebbe proteggere la propria esistenza a condizione che le prime due leggi non vengano violate.
Un robot fisso

Un robot fisso



I robot possono essere robot fissi o robot mobili. I Mobile Robot sono robot con una base mobile che permette al robot di muoversi liberamente nell'ambiente. Uno dei robot mobili avanzati è il Line Follower Robot. È fondamentalmente un robot che segue un particolare percorso o traiettoria e decide la propria linea d'azione che interagisce con l'ostacolo. Il percorso può essere una linea nera sul pavimento bianco (visibile) o un campo magnetico (invisibile). Le sue applicazioni partono dagli usi domestici di base agli usi industriali, ecc. La condizione attuale nell'industria è che trasportano i pacchi o i materiali da un luogo all'altro utilizzando il sistema di gru. Alcune volte il sollevamento di grossi pesi in quel momento può causare la rottura dei materiali di sollevamento e arrecare danni anche ai pacchi. La linea che segue i robot è comunemente usata per trasportare i bambini attraverso centri commerciali, case, luoghi di intrattenimento, industrie. L'uso del line following veicolo robotico è trasportare i materiali da un luogo a un altro nelle industrie. Questo movimento del robot dipende completamente dalla pista. Il robot può fare qualsiasi cosa tu gli imposti di fare. Come nelle fabbriche, tutto ciò che hanno a che fare con la realizzazione dei loro prodotti è creare il robot.


Un robot mobile

Un robot mobile



Robot inseguitore di linea

Un robot inseguitore di linea è un robot che segue un certo percorso controllato da un meccanismo di feed back.

Costruire un robot inseguitore di linea di base:

La creazione di un robot Line Follower di base prevede i seguenti passaggi.

  • Progettare la parte meccanica o il corpo del robot
  • Definizione della cinematica dei robot
  • Progettare il controllo del robot
Un robot inseguitore di linea

Un robot inseguitore di linea

La parte meccanica o il corpo del robot può essere progettata utilizzando AutoCAD o Workspace. Un robot Line follower di base può essere costituito da una base alle due estremità della quale sono montate le ruote. Come base può essere utilizzato un foglio rettangolare di plastica dura. Inoltre un corpo rigido come un cilindro può essere aggiunto insieme ad altri corpi sagomati interconnessi tra loro da giunti, e ciascuno con il suo movimento definito in una particolare direzione. Il robot Line follower può essere un robot mobile su ruote con una base fissa, un robot mobile con gambe con più corpi rigidi collegati tra loro da giunti.

Il passaggio successivo prevede la definizione della cinematica del robot. L'analisi cinematica del robot implica la descrizione del suo movimento rispetto a un sistema di coordinate fisse. Si occupa principalmente del movimento del robot e del movimento di ciascun corpo nel caso di un robot con le gambe. Generalmente coinvolge la dinamica del movimento del robot. L'intera traiettoria del robot viene impostata utilizzando l'analisi cinematica. Questo può essere fatto utilizzando il software Workspace.


Il controllo del robot è l'aspetto più importante del suo funzionamento. Qui il termine controllo si riferisce al controllo del movimento del robot, cioè al controllo del movimento delle ruote. Un robot inseguitore di linea di base segue un determinato percorso e il movimento del robot lungo questo percorso è controllato controllando la rotazione delle ruote, che sono posizionate sugli alberi dei due motori. Quindi, il controllo di base si ottiene controllando i motori. Il circuito di controllo prevede l'uso di sensori per rilevare il percorso e il microcontrollore o qualsiasi altro dispositivo per controllare il funzionamento del motore tramite i driver del motore, in base all'uscita del sensore.

2 modi per controllare un robot inseguitore di linea

  • Senza l'utilizzo di microcontrollori
Schema a blocchi del sistema di controllo

Schema a blocchi del sistema di controllo

Consiste in una disposizione IR-LED e fotodiodo per ciascun motore che è controllata dall'accensione e dallo spegnimento del transistor.

Il LED IR su come ottenere la corretta polarizzazione emette luce infrarossa. Questa luce IR viene riflessa nel caso di una superficie bianca e la luce IR riflessa è incidente sul fotodiodo. La resistenza del fotodiodo diminuisce, il che porta ad un aumento della corrente attraverso di esso e quindi alla caduta di tensione attraverso di esso. Il fotodiodo è collegato alla base del transistor e come risultato dell'aumento della tensione attraverso il fotodiodo, il transistor inizia a condurre e quindi il motore collegato al collettore del transistor riceve abbastanza alimentazione per iniziare a ruotare. In caso di colore nero sul percorso incontrato da uno dei sensori, la luce IR non viene riflessa e il fotodiodo offre una maggiore resistenza, provocando l'arresto della conduzione del transistor e alla fine il motore smette di ruotare.

Pertanto l'intero sistema può essere controllato utilizzando una semplice disposizione LED-Fotodiodo-Transistor.

  • Con l'utilizzo di microcontrollori

Principio di funzionamento:

Il robot di linea è uno dei robot autooperativi. Ciò rileva e segna una linea tracciata sull'area. La linea è indicata da una linea bianca su una superficie di blocco o da una linea di blocco su una superficie bianca. Questo sistema deve essere sensato dalla linea. Questa applicazione dipende dai sensori. Qui stiamo usando due sensori per il rilevamento del percorso. Questo è sensore di prossimità e sensore IR. Il sensore di prossimità utilizzato per il rilevamento del percorso e il sensore IR utilizzato per il rilevamento degli ostacoli. Questi sensori sono montati all'estremità anteriore del robot. Il microcontrollore è un dispositivo intelligente, l'intero circuito è controllato dal microcontrollore.

Schema a blocchi del veicolo robotico che segue la linea con microcontrollore

Schema a blocchi del veicolo robotico che segue la linea con microcontrollore

Diversi tipi di veicoli robotici controllati in linea:

Esistono due tipi di veicoli robotici controllati in linea

  • Veicolo robotico controllato da linea mobile
  • Veicolo robotico controllato in linea basato su RF

Applicazioni del robot inseguitore di linea:

  • Applicazioni industriali : Questi robot possono essere utilizzati come supporti per apparecchiature automatizzate nelle industrie che sostituiscono i tradizionali nastri trasportatori.
  • Applicazioni automobilistiche : Questi robot possono essere utilizzati anche come file auto automatiche correre su strade con magneti incorporati.
  • Applicazioni domestiche : Possono essere utilizzati anche nelle case per scopi domestici come la pulizia dei pavimenti, ecc.
  • Applicazioni di guida : Possono essere utilizzati in luoghi pubblici come centri commerciali, musei, ecc. Per fornire indicazioni sui percorsi.

Vantaggi:

  • Il movimento del robot è automatico
  • Viene utilizzato per applicazioni a lunga distanza
  • Semplicità di costruzione
  • Sistema adatto e dimentica
  • Utilizzato in casa, automazioni industriali ecc.