3.1 Die Aufgabestellung
Der Roboter soll nun in der Lage sein, die gesamte Strecke mit Linienunterbrechungen im Ganzen abzufahren. Als Erweiterung kommt dabei nun hinzu, dass ein Anstieg sowohl bergauf als auch berab gefahren werden muss. Es stehen wiederum 4 Motoren, 4 Tastsensoren und 2 Lichtsensoren zur Verfügung.



3.2 Das überarbeitete Konzept (Prototyp IV) des Roboters
Die einzig neue Schwierigkeit ist die Fähigkeit des Roboters eine Steigung hoch und herunter zu fahren ohne dabei wegzurutschen. Das Problem beim Rutschen ist, dass dabei die Linie so verloren wird, dass sie nur mit schwierigen Strategie wieder gefunden werden kann. Um das also zu verhindern, ist der Roboter diesmal ähnlich wie ein Dreirad völlig neu mit einem Schneckenantrieb konzipiert worden. Vorn wurde an der Vorderachse ein Rad montiert, wobei hinten zwei Räder zum Einsatz kommen. Ebenfalls an der Vorderachse wurden die beiden Lichtsensoren angebracht, sodass sie immer mitschwenken, sobald das Vorderrad eingeschlagen wird. An der Hinterachse des Modells wurden zuerst sehr schmale Reifen verbaut, um einen möglichst hohen Druck der Reifen auf den Untergrund zu gewährleisten. Diese Idee musste jedoch sehr schnell verworfen werden, da sich beim Überwinden der Steigung die schmalen Reifen, aufgrund der großen Kräfte auf die Felge, mitdrehten, obwohl die Achse blockierte. Somit wurden nach dieser Erkenntnis breitere Reifen mit einer stabileren Verbindung verwendet. Des Weiteren spielte die richtige Gewichtsverteilung des Modells eine sehr wichtige Rolle, damit das Modell weder bergauf über das Vorderrad schiebt noch bergab zu wenig Haftung auf der Hinterachse hat. Der RCX macht einen großen Teil des Gesamtgewichtes aus. Daher wurde der RCX so angebracht, dass zum einen etwa 40 Prozent des Gewichts auf der Vorderachse und zum anderen die restlichen 60 Prozent auf den Hinterrädern liegen.



3.3 Funktionsweise des Schneckengetriebes und die Linienverfolgungsstrategie
Zur Verfolgung der Linie wurden wieder die zwei Lichtsensoren verwendet, um mit Sicherheit entscheiden zu können, auf welcher Seite der Roboter die Linie verlassen hat. Somit entfallen auch hier die hektischen Lenkbewegungen, um die Linie wiederzufinden. Das Vorderrad wird über einen separaten Motor mittels kurzer Übersetzung und einen Schneckenzahnrad angetrieben. Die Verwendung des Schneckenzahnrades hat sich bewährt, da mit dieser Konstruktion eine Drehbewegung sehr gut um 90 Grad versetzt werden kann und zudem noch sehr Platz sparend ist. Bei der Realisierung des Antriebes der beiden Hinterräder kommt auch eine Übersetzung und ein Schneckenzahnrad verbunden mit einem Differenzial an der Hinterachse, zum Einsatz. Jedoch ist hier die Kraft, die mit einem Schneckengetriebe realisiert werden kann, ausschlaggebend, um die Steigung sowie die Neigung problemlos zu überwinden. Denn mit einem Schneckengetriebe kann nicht nur eine hohe Kraft auf die Hinterachse gebracht werden, sondern es dient auch zur sicheren Bergabfahrt. Zudem bietet ein Schneckengetriebe die Eigenschaft, dass es blockiert, sobald sich die antreibende Achse nach dem Schneckengetriebe schneller drehen möchte wie vor dem Schneckengetriebe. Ein Differenzial wurde an der Hinterachse nur verwendet, um ein zu starkes Radieren der Hinderräder bei engen Kurvenfahrten zu vermeiden.



Java-Quellcode (Aufgabe 3)
Christian Wasserthal | Tino Brade | Gino Schmidt