פרויקט "גיזמו" הצגת חלק א '

1. פרויקט "גיזמו" הצגת חלק א' • מנחה: • מר קובי כוחיי • מבצעים: • עמית יוספזון • יובל ורד

2. מבנה המצגת • מטרת הפרויקט • סקירת הבעיה - אומנות הטופיארי • עבודות קודמות בתחום • "גיזמו" - ארכיטקטורת המערכת • "גיזמו" - מכניקה • "גיזמו" - ארכיטקטורת התוכנה וממשק המשתמש • תוצאות - הדגמת המערכת • מסקנות • משימות להמשך - פרויקט ב'

3. מטרת פרויקט "גיזמו" • המשתמש מניח עציץ (צמח) לא מעוצב על המעמד. • "גיזמו" מנתח את מבנה העציץ, ומציע למשתמש צורות אפשריות לעיצוב העציץ, כגון פירמידה, ספירה או לב. • המשתמש בוחר צורה, ו"גיזמו" גוזם את העציץ ע"פ הצורה שנבחרה. Choose a shape for your plant:

4. מטרת פרויקט א' • תכנון ומימוש מלא של פלאטפורמת חומרה, מכאניקה וממשקי חומרה-תוכנה ל"גיזמו" - רובוט גיזום אוטומטי. • תכנון ארכיטקטורת מערכת. • חקר ובחירת רכיבי המערכת. • הפעלת הרכיבים ובניית ממשקי תוכנה. • אינטגרציית מערכת.

5. סקירת הבעיה – אומנות הטופיארי • טופיארי – topiarius - אומנות עיצוב צמחייה בצורות דקורטיביות ע"י גיזום של עצים ושיחים. • הצמחים שבשימוש ירוקי-עד, עציים ובעלי עלווה צפופה. • טופיארי הוא תהליך ארוך ורציף • גידול ואימון הצמח להגעה לצורה הרצויה. • שימור הצורה הרצויה. • מיקוד הפרויקט הוא בגיזום ישיר לצורה הרצויה של צמח במימדים מתאימים, ובשימור הצורה הרצויה.

6. הצמח הנבחר לפרויקט – הדס ננסי • שם מדעי - Myrtus communis . • ממשפחת ההדסיים (Myrtaceae). • צמח עצי ירוק עד. • עלווה צפופה ועמוקה. • גובה ממוצע - 30 ס"מ. • גודל עלה ממוצע – 75 מ"מ X 50 מ"מ. • נפוץ בארץ, עלותו זולה. • פופולארי כצמח טופיארי. • אחד מארבעת המינים...

7. עבודות קודמות בתחום • מדפסת תלת מימדית. • רובוט קטיף. • רובוט השקיית צמחייה. • רובוט לכיסוח דשא.

8. ארכיטקטורת המערכת

9. הזרוע הרובוטית – RV-E3J • בדיקת התאמת הזרוע לפרויקט • חישוב טווח התנועה האפקטיבי של הזרוע. • בדיקת הדיוק האבסולוטי - 1 מ"מ. • לימוד מבנה המערכת והבקר. • לימוד פרוטוקול התקשורת עם הבקר (RS-232). • כתיבת ממשק מלא ל-Matlab. • השמשת הזרוע וטיפול בתקלות שוטפות (סוללות גיבוי, ENCODER, EEPROM).

10. מערכת הסרוו – PTU-46-17 • בדיקת ההתאמה לדרישות המערכת: • טווח תזוזה של 78 מעלות בהגבהה ו-318 מעלות בצידוד. • יכולת נשיאה של 1.81 ק"ג ללא השפעה על רמת הדיוק. • שגיאה מקסימלית במיקום הצמח לאחר תזוזת הסרוו: • לימוד מבנה המערכת והבקר. • לימוד פרוטוקול התקשורת עם הבקר (RS-232). • כתיבת ממשק מלא ל-Matlab. • טיפול בתקלות שוטפות (חיווט, כיול).

11. הסנסורים –PrimeSensor “Kinect” • הסנסור יוצר תמונת RGB בה לכל פיקסל "מוצמד" ערך המרחק של הנקודה ממוקד הסנסור (באמצעות חיישן IR). • מערכת של שני סנסורים המאונכים זה לזה מאפשרת יצירת פרופיל תלת-מימדי מדויק של גזרת הצמח בזמן אמת. • דיוק הסנסור - 1ס"מ X 3 מ"מ X 3 מ"מ. • חקירת יכולות הסנסור והתאמתו לפרויקט. • עריכת ממשק למטלב ע"ב דרייבר קיים.

12. מכניקה – אמצעי החיתוך • מערכת משולבת של שני אמצעי חיתוך - • מאפשרת חיתוך גס וחיתוך עדין. • חיבור אורתוגונאלי של האמצעים מאפשר עבודה במקביל. • המזמרה - • מותאמת על ה-Gripper של הזרוע הרובוטית. • חדה ומדויקת, בשימוש אומני טופיארי. • המסור - • Dremel-300, עד 35,000 סיבובים לדקה. • בקצהו חוט ניילון דק, בדומה לחרמש.

13. מכניקה – פלטפורמת המערכת • קיבוע הזרוע הרובוטית ע"ג שולחן כבד • המערכת יציבה למרות המומנטים של הזרוע. • בשולחן מדף תחתון לחומרה ההיקפית. • חסימת שטח העבודה ע"י קירות לבנים • מפשט את ניתוח התמונה התלת מימדית. • על הקירות ימוקם לוח קליברציה לסנסורים. • זרועות נשיאה לסנסורי "קינקט" • מאפשרות כיול וקיבוע של המרחק ושל זווית ההסתכלות האופטימליים. • מעמד לעציץ המורכב על מערכת הסרוו • מערכת ברגים המאפשרת קיבוע פשוט ויציב של עציצים בכל הגדלים.

14. ארכיטקטורת התוכנה

15. הממשק למשתמש • ממשק ידידותי המאפשר שליטה מלאה על כל רכיבי המערכת. • מומש באמצעות כלי ה-GUIDE ב-MATLAB (לימוד עצמי). • סגירת מעגל הבקרה - ניתן "לדקור" נקודה על התמונה שמפיק הקינקט והזרוע הרובוטית תנוע אליה. • ישמש בחלק השני של הפרויקט ככלי לבדיקה וקליבראציה של החומרה. • מהווה פלטפורמה שלמה לפרויקטיםעתידיים ע"ב רכיבי החומרה של "גיזמו".

16. תוצאות - הדגמה

17. מסקנות • חלקו הראשון של הפרויקט השיג את מטרתו – הוקמה פלטפורמה יציבה ומדויקת שתאפשר תכנות אבטיפוס פועל ל"גיזמו" - רובוט הגיזום האוטומטי. • עלויות מערכת "גיזמו" מצדיקות את רכישתו עבור משתלות המוכרות סדר גודל של אלפי צמחים מעוצבים.(תמחור מלא יינתן בסוף הפרויקט).

18. משימות להמשך • תכנות אבטיפוס פועל של רובוט הגיזום האוטומטי "גיזמו" עבור צורות גיאומטריות בסיסיות - • בניית מודל תלת מימדי של הצמח באמצעות שני הסנסורים. • בניית מודל תלת מימדי של צורה מבוקשת וחסימתה בתוך המודל המיוצר על ידי הקינקטים. • בניית מודל של איזורים הנדרשים לחיתוך ושל איזורים אסורים למעבר ע"י הזרוע. • תרגום האיזורים לפקודות תנועה וחיתוך מדוייקות לקבלת הצורה הרצויה.

19. תודה על ההקשבה