Šiukšlių surinkimo roboto prototipų kūrimas: 10 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Kaip universiteto studentai, gyvenantys gyvenamajame būste, pastebėjome, kad mūsų bendrabučiuose dažnai gyvena netvarkingi studentai, kurie pirmą kartą gyvena savarankiškai. Šie studentai paprastai yra per daug tingūs ar neatsakingi, kad galėtų pasiimti ar išvalyti savo netvarką. Ši bendro nešvarumo problema buvo ypač paplitusi mūsų bendrabučių vonios kambariuose. Turėdami tai omenyje, mes pasiūlėme šios problemos sprendimą - patogų pagalbinį šiukšlių valymo robotą, galintį nuskaityti patalpą, ar nėra įvairių šiukšlių, ir išmesti minėtas atliekas. Pagrindiniai mūsų projekto tikslai buvo sukurti automatizuotą robotą, kuris surinktų šiukšles, leidžiančius vartotojams nustatyti konkrečius šio roboto parametrus, taip pat būtų ekonomiškai efektyvu ir paprasta sukurti.

1 žingsnis: kai kurie konkretūs mūsų projekto tikslai:

• Sukurkite automatinį įkraunamą robotą, kuris gali efektyviai nuvalyti nustatytą kambario plotą ir surinkti bet kokias to aukšto šiukšles.
• Padarykite roboto viduje esančias šiukšles prieinamas ir patogias
• Sukurkite robotą naudodami pigias medžiagas
• Padarykite robotą pakankamai mažą, kad jo erdvėje nebūtų didelių trikdžių

2 veiksmas: mūsų projekto vaizdo įrašas

Atsisiųskite, kad pamatytumėte trumpą mūsų projekto vaizdo įrašą.

3 žingsnis: įsigykite medžiagas statybai

Norėdami pakartoti savo konstrukciją, įtraukėme medžiagų sąrašą. Jei norite sužinoti mūsų idėjas, kaip patobulinti mūsų procesą ir kai kurias mūsų kūrinio dalis, retrospektyviai pakeisime, žiūrėkite paskutinį skyrių „Keletas tobulinimo idėjų“, kuriame rasite galimų medžiagų sąrašo pakeitimų.

4 žingsnis: pjaukite robotų važiuoklę

Prieš surenkant roboto komponentus, reikia važiuoklės. Norėdami spausdinti savo važiuoklę, naudojome ¼ “akrilą ir„ Adobe Illustrator “nupiešėme du„ 10 x 5 “stačiakampius. Šiems stačiakampiams reikės kelių išpjovų jūsų elektros komponentams, ratams ir varikliams. Žiūrėkite aukščiau esančius vaizdus, kad pamatytumėte, kaip modeliavome važiuoklę

Tada iliustratoriaus brėžiniai pjaustomi lazeriu ant akrilo, o dvi važiuoklės plokštės sujungiamos naudojant 4 1 colio 2,5 mm varžtus ir 12 2,5 mm varžtų. Dvi važiuoklės plokštės varžtais ir varžtais yra sujungtos su kiekvienu iš keturių važiuoklės plokščių kampų

5 žingsnis: Roboto surinkimas

Kai turėsite savo roboto rėmą, galėsite pradėti pridėti komponentų. Pritvirtinkite 2 variklius prie galinio korpuso galo. Varikliams pritvirtinti naudojamos skylės važiuoklės rėme ir keli varžtai bei veržlės iš viršaus

„Nodemcu“(mikrovaldiklis) yra prijungtas prie jūsų variklio tvarkyklės. Šis komponentas yra pritvirtintas jūsų važiuoklės viduryje. Šalia to pridedamas jūsų akumuliatorius. Tada įtampa ir įžeminimas yra prijungti tarp jūsų vairuotojo ir maitinimo šaltinio naudojant m/m jungiamąjį laidą

Norėdami prijungti variklio tvarkyklę prie dviejų variklių, lituokite po du m/m laidus prie kiekvieno variklio, perveskite laidus per apatinę važiuoklę ir pritvirtinkite kiekvieną laidą prie išvesties kaiščio ant mazgo

Tada tiesiog stumkite du ratus ant kiekvieno nuolatinės srovės variklio ir pritvirtinkite trečiąjį, mažesnį sukamąjį ratą prie apatinės važiuoklės priekio, naudodami keturis 2,5 M varžtus ir pritvirtindami juos per keturias skyles

Roboto surinkimas dabar turėtų būti baigtas, kad būtų galima patikrinti jo funkcionalumą, į savo nodemcu įkelkite paprastą komandą į priekį (crimsonbot.forward (100))

6 žingsnis: pakeiskite vakuumo sistemą

Išardykite įsigytą nešiojamąjį dulkių siurblį ir nuimkite ventiliatorių bei variklio komponentą

Išnagrinėję vakuuminį apvalkalo korpusą pamatysite, kad vakuumas iš esmės veikia naudojant komponentus, ventiliatorių ir variklį bei korpuso korpusą, kuris leidžia išleisti orą ir siurbia vakuumą

Mūsų tikslas su pakeistu vakuumo surinkimu buvo sumažinti siurbimo komponento dydį ir svorį, o ne naudoti visą didelį nešiojamąjį vakuuminį apvalkalą

Pradėkite modeliuoti vakuuminį apvalkalą naudodami 3D modeliavimo programinę įrangą. Savo modeliui mes naudojome „Fusion 360“

Mūsų vakuuminio apvalkalo 3D modelį sudarė paprastas atviras cilindras iš dviejų dalių: viena pusė išleisdavo orą, o kita - tvirta. Būtinai palikite skylę cilindro apačioje, kad ji tilptų aplink jūsų variklį ir ventiliatorių. Gali būti sunku rasti tinkamus korpuso matmenis, ir jei turite porą apkabos, rekomenduojame juos naudoti

Norite, kad korpusas būtų tvirtai pritvirtintas prie variklio ir ventiliatoriaus, kad būtų geriau įsiurbta

7 žingsnis: Surinkite vakuuminę sistemą

Vakuuminės sistemos surinkimas yra gana paprastas. Viskas, ko reikia, yra pritvirtinti dvi spausdinto vakuuminio komponento puses aplink ventiliatorių ir variklį, kurį pašalinote iš nešiojamojo vakuumo. Surinkimui naudojome karštus klijus, tačiau stipresni klijai, tokie kaip epoksidas, gali labiau išsiurbti

Tada turėtumėte pridėti filtravimo komponentą savo komponento priekinėje dalyje, tai apsaugo ventiliatorių nuo didelių šiukšlių gabalų, tačiau vis tiek turi siurbimo galią. Pritvirtinkite šį maišelį (mes naudojome nešiojamojo vakuumo filtro maišelį) prie vakuuminio komponento priekio su to paties tipo klijais, naudojamais ankstesniame žingsnyje

Konteineriui, kuriame telpa surinktos šiukšlės, naudojome nešiojamojo vakuumo ranką. Tai gerai tinka filtrui ir 3D spausdintoms detalėms. Šis gabalas nėra klijuojamas ar sujungiamas jokiomis kitomis priemonėmis, išskyrus trintį. Tai leidžia išimti purkštuką ir išmesti šiukšles

8 žingsnis: pridėkite vakuumo sistemą prie roboto

Norėdami pridėti vakuumo komponentą prie roboto, pirmiausia reikia nuimti viršutinį važiuoklės lygį. Po to vakuuminis komponentas pritvirtinamas prie apatinio važiuoklės lygio viršaus. Svarbu įsitikinti, kad vakuuminio antgalio galas yra lygus grindims (tai daugiausia lemia maža vakuumo galia). Vakuuminis komponentas vėl pritvirtinamas prie apatinio važiuoklės lygio, naudojant karštus klijus, o jo kampas leidžia purkštukui liesti žemę

9 veiksmas: paleiskite robotą pagal jo kodą

Dabar atėjo laikas išbandyti šiukšlių šalinimo robotą. Raskite jums žinomus matmenis arba išmatuokite kambario, kurio nežinote, matmenis. Tada redaguokite python kodą, nurodydami savo kambariui tinkamus atstumus. Įkelkite kodą į savo „nodemcu“ir stebėkite, kaip veikia jūsų įrenginys. Kadangi vakuumas tęsiasi už važiuoklės, judesiai ne visada yra tikslūs, todėl norint, kad robotas veiktų nuosekliai, gali tekti atlikti keletą pakeitimų

Šiame žingsnyje pateikiamas kodas, kurį naudojome savo „nodemcu“ir robotui. Visas kodavimas buvo sukurtas naudojant „python“per „VisialStudioCode“

10 žingsnis: mūsų projekto apmąstymai - kai kurios tobulinimo idėjos:

Ką mes sužinojome iš savo konstrukcijos:

Mes, kaip grupė, didžiąją dalį savo kodo bandėme naudodami skirtingo dydžio robotą ir važiuoklę, tačiau, kai perėjome prie tikrosios važiuoklės su vakuuminiu komponentu, nustatėme, kad posūkio spindulys ir roboto judėjimo būdas buvo labai skirtingi ir reikalingas kodas būti pakeistas

Variklis ir ventiliatorius, kuriuos gavome iš nešiojamojo vakuumo, buvo palyginti mažos galios. Dėl to mes pritvirtinome vakuuminį antgalį labai arti žemės. Galbūt būtų buvę efektyviau rasti veiksmingą siurbimo metodą

Kartais, kai buvo sumontuotas mūsų robotas, matavimai ar jungtys tarp komponentų nebuvo tikslūs. Tai sukėlė tam tikrų problemų bandant mūsų kodą