Prügi kogumise robotite prototüüpimine: 10 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Elamutes elavate üliõpilastena oleme avastanud, et meie ühiselamutes elavad sageli korratu tudengid, kes elavad esimest korda iseseisvalt. Need õpilased on üldiselt liiga laisad või vastutustundetud, et oma jamasid üles korjata või koristada. See üldise ebapuhtuse probleem oli eriti levinud meie ühiselamute vannitubades. Seda silmas pidades pakkusime sellele probleemile lahenduse käepärase abistaja prügikoristusroboti näol, mis on võimeline skaneerima ruumis mitmesuguseid prügi ja kõrvaldama need jäätmed. Meie projekti põhieesmärkide hulka kuulus automatiseeritud roboti loomine, mis kogub prügi, võimaldades kasutajatel selle roboti jaoks konkreetseid parameetreid seada ning muutes selle nii kulutõhusaks kui ka lihtsaks ehitada.

Samm: meie projekti mõned konkreetsed eesmärgid:

• Looge automaatne laetav robot, mis suudab tõhusalt pühkida ruumi teatud ala ja koguda selle korruse prügi.
• Tehke prügi kõrvaldamine robotist ligipääsetavaks ja kasutajasõbralikuks
• Looge robot, kasutades odavaid materjale
• Tehke robot piisavalt väikeseks, et see ei tekitaks oma ruumis suuri häireid

2. samm: video meie projektist tegevuses

Palun laadige alla, et näha meie projekti lühikest videot.

Samm: ostke ehitamiseks vajalikud materjalid

Ehituse kordamiseks oleme lisanud materjalide arve. Kui soovite teada meie ideid oma protsessi täiustamise kohta ja mõningaid meie ehitise osi, muudame tagantjärele, palun vaadake viimast jaotist Mõned ideed parandamiseks, kust leiate mõned võimalikud muudatused materjalide nimekirjas.

4. samm: robotite šassii lõikamine

Enne roboti komponentide kokkupanekut on vaja šassii. Šassii printimiseks kasutasime ¼”akrüüli ja joonistasime Adobe Illustratoris kaks„ 10 x 5”ristkülikut. Need ristkülikud vajavad teie elektrikomponentide, rataste ja mootorite jaoks mitmeid väljalõikeid. Vaadake ülaltoodud pilte, et näha, kuidas me modelleerisime šassii

Seejärel lõigatakse illustraatori joonised akrüülil laseriga ja kaks šassiiplaati ühendatakse 4 1 tolli 2,5 mm kruvide ja 12 2,5 mm poldi abil. Šassii kaks plaati on kruvide ja poltidega ühendatud šassiiplaatide nelja nurga külge

Samm: roboti kokkupanek

Kui olete oma robotraami saanud, võite hakata komponente lisama. Kinnitage 2 mootorit šassii tagumise otsa külge. Mootorite kinnitamiseks kasutatakse šassiiraami auke ja mitut ülaosa suurusega kruvi ja mutrit

Nodemcu (mikrokontroller) on ühendatud teie mootori draiveriga. See komponent on kinnitatud teie šassii keskele. Selle kõrval on teie aku ühendatud. Seejärel ühendatakse m/m hüppajajuhtmetega juhi ja toiteallika vahele pinge ja maandus

Mootori juhi kinnitamiseks oma kahe mootori külge jootke igale mootorile kaks m/m juhtmest, viige juhtmed läbi alumise šassii ja kinnitage iga traat nodemcu väljundtihvti külge

Seejärel libistage lihtsalt kaks ratast igale alalisvoolumootorile ja kinnitage kolmas, väiksem pöörlev ratas alumise šassii esiosa poole, kasutades nelja 2,5M kruvi, ja kinnitage need läbi nelja augu

Robotikoost peaks nüüd olema valmis, et funktsionaalsust testida, laadige oma nodemcu üles lihtne edasisuunamise käsk (crimsonbot.forward (100))

6. samm: vaakumsüsteemi muutmine

Võtke ostetud kaasaskantav tolmuimeja lahti ning eemaldage ventilaator ja mootoriosa

Vaadake vaakumkorpuse korpust, näete, et vaakum töötab sisuliselt komponentide, ventilaatori ja mootori ning kesta korpuse abil, mis võimaldab õhku välja lasta ja vaakum imeda

Meie eesmärk muudetud vaakumkomplektiga oli vähendada meie tolmuimeja komponendi suurust ja kaalu, mitte kasutada kogu suurt kaasaskantavat vaakumkesta

Alustage vaakumkesta modelleerimist 3D -modelleerimistarkvaraga. Meie mudeli jaoks kasutasime Fusion 360

Meie vaakumkesta 3D -mudel koosnes lihtsast lahtisest ülemisest silindrist kahes osas, millest üks külg õhutas õhku ja teine tahke. Jätke kindlasti silindri põhja auk, et see mahuks teie mootori ja ventilaatori ümber. Korpuse jaoks sobivate mõõtude leidmine võib olla keeruline ja kui teil on paar pidurisadulat, soovitame neid kasutada

Soovite parema imemise saavutamiseks hoida korpuse kinnitust mootori ja ventilaatori ümber tihedalt

7. samm: vaakumsüsteemi kokkupanek

Teie vaakumsüsteemi kokkupanek on üsna lihtne. Kõik, mis on vajalik, on kinnitada prinditud vaakumkomponendi kaks külge ümber ventilaatori ja mootori, mille eemaldasite kaasaskantavast vaakumist. Kokkupanemisel kasutasime kuuma liimi, kuid tugevam liim, näiteks epoksü, võib rohkem imeda

Järgmisena peaksite lisama komponendi esiküljele filtreerimiskomponendi, mis kaitseb ventilaatorit suurte prügikastide eest, omades samal ajal imemisvõimsust. Kinnitage see kott (kasutasime kaasaskantava vaakumi filtrikotti) oma vaakumkomponendi esiküljele sama tüüpi liimiga, mida kasutati eelmises etapis

Kogutud prügi mahutava konteineri jaoks kasutasime kaasaskantava vaakumi kätt. See sobis hästi filtri ja 3D -trükitud tükkidega. See tükk ei ole liimitud ega ühendatud muul viisil kui hõõrdumine. See võimaldab düüsi eemaldada ja prügi ära visata

8. samm: vaakumsüsteemi lisamine robotile

Vaakumkomponendi lisamiseks robotile tuleb esmalt eemaldada šassii ülemine tasand. Seejärel kinnitatakse vaakumkomponent šassii alumise taseme ülaossa. Oluline on veenduda, et vaakumotsiku ots on põrandaga samal tasemel (seda peamiselt vaakumi väikese võimsuse tõttu). Vaakumkomponent kinnitatakse kuuma liimi abil uuesti alumisele šassii tasemele ja selle nurk võimaldab düüsil maapinda puudutada

Samm: roboti käitamine selle koodiga

Nüüd on aeg testida prügi kõrvaldamise robotit. Leidke ruum, mille mõõtmed on teile teada, või mõõtke ruumi mõõtmeid, mida te ei tea. Seejärel muutke püütoni koodi oma toa õigete vahemaadega. Laadige kood oma nodemcu ja vaadake, kuidas seade töötab. Kuna vaakum ulatub šassiist kaugemale, ei ole liigutused alati täpsed ja robot võib järjepidevaks töötamiseks teha mõningaid muudatusi

Selles etapis esitatakse kood, mida kasutasime oma nodemcu ja roboti jaoks. Kogu kodeerimine loodi pythoniga VisialStudioCode kaudu

10. samm: mõtisklemine meie projekti üle - mõned ideed parandamiseks:

Mida me oma ehitamisest õppisime:

Grupina tegime suurema osa testidest oma koodiga erineva suurusega robotil ja šassiil, kuid vaakumkomponendiga oma tegelikule šassiile üle minnes leidsime, et pöörderaadius ja roboti liikumisviis olid väga erinevad ning vajalik kood muuta

Mootor ja ventilaator, mille me kaasaskantavast vaakumist taastasime, olid suhteliselt väikese võimsusega. See viis selleni, et me paigaldasime vaakumotsiku maapinnale väga lähedale. Oleks võinud olla tõhusam leida võimas tolmuimeja meetod

Mõnikord juhtus meie roboti kokkupanekul, kus mõõtmised või ühendused komponentide vahel ei olnud täpsed. See tõi kaasa mõningaid probleeme meie koodi testimisel