Prototypovanie robota na zber odpadu: 10 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Ako vysokoškoláci žijúci v obytných domoch sme zistili, že naše internáty sú často domovom rozcuchaných študentov, ktorí prvýkrát bývajú sami. Títo študenti sú spravidla príliš leniví alebo nezodpovední, aby zdvihli alebo upratali svoje vlastné neporiadky. Tento problém všeobecnej nečistoty bol obzvlášť rozšírený v kúpeľniach našich internátov. S ohľadom na to sme navrhli riešenie tohto problému vo forme šikovného pomocného robota na čistenie koša, ktorý je schopný skenovať v miestnosti rôzne odpadky a zneškodňovať uvedený odpad. Medzi hlavné ciele, ktoré sme si pre náš projekt stanovili, patrilo vytvorenie automatizovaného robota, ktorý by zbieral odpadky, umožňoval používateľom nastaviť konkrétne parametre tohto robota a zároveň by bol nákladovo efektívny a ľahko zostaviteľný.

Krok 1: Niektoré konkrétne ciele nášho projektu:

• Vytvorte automatizovaného dobíjateľného robota, ktorý dokáže efektívne zamiesť stanovenú plochu miestnosti a vyzdvihnúť všetky odpadky tejto podlahy.
• Zabezpečte, aby bola likvidácia odpadu zvnútra robota prístupná a užívateľsky prívetivá
• Vytvorte robota pomocou lacných materiálov
• Robota urobte dostatočne malým, aby v jeho priestore nepôsobil rušivo

Krok 2: Video z nášho projektu v akcii

Stiahnite si a pozrite si krátke video o našom projekte.

Krok 3: Nákup materiálov na stavbu

Aby sme replikovali našu stavbu, priložili sme zoznam materiálov. Ak by ste chceli poznať naše predstavy o zlepšení nášho postupu a niektorých častiach našej stavby, pri spätnom pohľade na zmenu nájdete v poslednej časti Niektoré nápady na vylepšenie, kde nájdete niektoré možné zmeny týkajúce sa kusovníka.

Krok 4: Rezanie podvozku robotov

Pred montážou komponentov pre robota je potrebný podvozok. Na vytlačenie podvozku sme použili rylic”akryl a v programe Adobe Illustrator sme nakreslili dva obdĺžniky„ 10 x 5 “. Tieto obdĺžniky budú potrebovať niekoľko výrezov pre vaše elektrické súčiastky, kolesá a motory. Na vyššie uvedených obrázkoch vidíte, ako sme modelovali podvozky

Kresby ilustrátora sa potom laserom vyrežú na akryl a dve platne šasi sa spoja pomocou 4 skrutiek s priemerom 2,5 mm a 12 skrutiek s priemerom 2,5 mm. Dve platne podvozku sú spojené skrutkami a skrutkami do každého zo štyroch rohov platní podvozku

Krok 5: Zostavenie robota

Keď máte rám robota, môžete začať pridávať komponenty. Pripojte 2 motory k zadnému koncu podvozku. Na zaistenie motorov slúžia otvory v ráme podvozku a niekoľko skrutiek a matíc zhora

Nodemcu (mikro-ovládač) je potom pripojený k vášmu ovládaču motora. Tento komponent je pripevnený v strede vášho podvozku. Okrem toho je pripojený váš akumulátor. Napätie a uzemnenie sú potom pripojené medzi váš vodič a váš zdroj energie pomocou prepojovacích káblov m/m

Ak chcete pripojiť ovládač motora k svojim dvom motorom, spájkujte dva drôty m/m s každým motorom, prevlečte vodiče cez spodný podvozok a každý vodič zapojte do výstupného kolíka na uzle

Potom jednoducho nasuňte obe kolesá na každý jednosmerný motor a pripevnite tretie, menšie otočné koleso k prednej časti dolného podvozku pomocou štyroch skrutiek 2,5 M a pripevnite ich cez štyri otvory

Zostava robota by teraz mala byť kompletná. Na otestovanie funkčnosti nahrajte jednoduchý príkaz dopredu (crimsonbot.forward (100)) do svojho uzla

Krok 6: Zmena vákuového systému

Demontujte zakúpený prenosný vysávač a odstráňte ventilátor a súčasti motora

Pozrite sa na vákuové plášťové puzdro a uvidíte, že vákuum v zásade funguje na komponentoch, ventilátore a motore a na plášťovom plášti, ktorý umožňuje odvetrávanie vzduchu a vákuové sanie

Našim cieľom so zmenenou vákuovou zostavou bolo zmenšiť veľkosť a hmotnosť našej vysávacej súčiastky, a nie použiť celú veľkú prenosnú vákuovú škrupinu

Začnite modelovať vákuovú škrupinu pomocou softvéru na 3D modelovanie. Pre náš model sme použili Fusion 360

3D model našej vákuovej škrupiny pozostával z jednoduchého otvoreného horného valca z dvoch častí, pričom jedna strana odvádzala vzduch a druhá bola pevná. Na spodnej strane valca nechajte otvor, aby sa zmestil okolo motora a ventilátora. Nájdenie správnych mier pre váš plášť môže byť náročné. Ak vlastníte strmene, odporúčame ich použiť

Aby ste dosiahli lepšie sanie, chcete udržať tesnosť plášťa okolo motora a ventilátora

Krok 7: Zostavenie vákuového systému

Zostavenie vákuového systému je veľmi jednoduché. Všetko, čo je potrebné, je pripevniť dve strany tlačeného vákuového komponentu okolo ventilátora a motora, ktoré ste vybrali z prenosného vysávača. Na montáž sme použili horúce lepidlo, silnejšie lepidlo, ako je epoxid, však môže poskytnúť viac sania

Ďalej by ste mali na predný koniec komponentu pridať filtračný komponent, ktorý ochráni ventilátor pred veľkými kusmi odpadu a zároveň bude mať vysávací výkon. Toto vrecko (použili sme filtračné vrecko z prenosného vysávača) pripevnite na prednú stranu vákuovej súčiastky rovnakým typom lepidla, aké ste použili v predchádzajúcom kroku

Na kontajner, ktorý pojme zozbieraný odpad, sme použili rameno prenosného vysávača. To sa dobre hodí k filtru a kúskom, ktoré sme nechali vytlačiť 3D. Tento kus nie je prilepený ani spojený iným spôsobom ako trením. To umožňuje odstránenie trysky a vyhodenie odpadu

Krok 8: Pridanie vákuového systému do robota

Ak chcete do robota pridať vákuový komponent, musíte najskôr odstrániť hornú úroveň podvozku. Potom je vákuový komponent pripevnený k hornej časti spodnej úrovne podvozku. Je dôležité uistiť sa, že koniec vákuovej dýzy je zarovnaný s podlahou (je to hlavne kvôli nízkemu výkonu vákua). Vákuový komponent je opäť pripevnený k spodnej úrovni podvozku pomocou horúceho lepidla a uhol, v ktorom spočíva, umožňuje tryske dotknúť sa zeme

Krok 9: Spustenie robota s jeho kódom

Teraz je čas otestovať robot na likvidáciu odpadu. Nájdite miestnosť s rozmermi, ktoré poznáte, alebo zmerajte rozmery miestnosti, ktoré nepoznáte. Ďalej upravte kód pythonu so správnymi vzdialenosťami pre vašu izbu. Nahrajte kód do svojho zariadenia nodemcu a sledujte chod zariadenia. Pretože sa vákuum rozprestiera za podvozkom, pohyby nie sú vždy presné a na zaistenie stabilného chodu robota môžu byť potrebné niektoré úpravy

V tomto kroku je poskytnutý kód, ktorý sme použili pre naše nodemcu a robota. Všetky kódovania boli vytvorené pomocou pythonu cez VisialStudioCode

Krok 10: Úvaha o našom projekte - niekoľko nápadov na zlepšenie:

Čo sme sa naučili z našej stavby:

Ako skupina sme väčšinu testovania s naším kódom vykonali na robote a podvozku rôznej veľkosti, keď sme však prešli na náš skutočný podvozok s vákuovou súčasťou, zistili sme, že polomer otáčania a spôsob pohybu robota sú veľmi odlišné a kód potrebný na byť zmenené

Motor a ventilátor, ktoré sme získali z prenosného vákua, mali relatívne nízky výkon. To viedlo k tomu, že sme vákuovú trysku namontovali veľmi blízko zeme. Mohlo by byť efektívnejšie nájsť účinnú metódu vysávania

Niekedy došlo k montáži nášho robota, kde merania alebo spojenia medzi komponentmi neboli presné. To viedlo k niektorým problémom pri testovaní nášho kódu

Niekoľko nápadov na zlepšenie: