Atkritumu savākšanas robotu prototipēšana: 10 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Kā universitātes studenti, kas dzīvo dzīvojamos mājokļos, esam noskaidrojuši, ka mūsu kopmītnēs bieži dzīvo netīri studenti, kuri pirmo reizi dzīvo paši. Šie studenti parasti ir pārāk slinki vai bezatbildīgi, lai savāktu vai sakoptu savas nekārtības. Šī vispārējās netīrības problēma bija īpaši izplatīta mūsu kopmītņu vannas istabās. Paturot to prātā, mēs piedāvājām risinājumu šai problēmai, izmantojot ērtu palīgu miskastes tīrīšanas robotu, kas spēj skenēt telpā dažādus atkritumus un izmest šos atkritumus. Mūsu projekta galvenie mērķi bija automatizēta robota izveide, kas savāktu atkritumus, ļaujot lietotājiem iestatīt konkrētus šī robota parametrus, kā arī padarot to rentablu un vienkārši veidojamu.

1. darbība. Daži mūsu projekta mērķi:

• Izveidojiet automatizētu uzlādējamu robotu, kas var efektīvi slaucīt noteiktu telpas platību un savākt visus šīs grīdas atkritumus.
• Padariet robotā pieejamo atkritumu iznīcināšanu pieejamu un lietotājam draudzīgu
• Izveidojiet robotu, izmantojot lētus materiālus
• Padariet robotu pietiekami mazu, lai tas neradītu lielus traucējumus tā telpā

2. darbība. Video par mūsu projektu darbībā

Lūdzu, lejupielādējiet, lai redzētu īsu mūsu projekta video.

3. solis: iegādājieties būvniecības materiālus

Lai atkārtotu mūsu konstrukciju, esam iekļāvuši materiālu sarakstu. Ja vēlaties uzzināt mūsu idejas par mūsu procesa uzlabošanu un dažas mūsu būves daļas, mēs retrospektīvi mainīsim, lūdzu, skatiet pēdējo sadaļu Dažas idejas uzlabošanai, kur atradīsit dažas iespējamās izmaiņas materiālu sarakstā.

4. solis: robotu šasijas griešana

Pirms robota sastāvdaļu salikšanas ir nepieciešama šasija. Šasijas drukāšanai mēs izmantojām ¼”akrilu un programmā Adobe Illustrator uzzīmējām divus“10 x 5”taisnstūrus. Šiem taisnstūriem būs nepieciešami vairāki izgriezumi jūsu elektriskajām sastāvdaļām, riteņiem un motoriem. Skatiet iepriekš redzamos attēlus, lai redzētu, kā mēs modelējām šasijas

Pēc tam ilustratora zīmējumi tiek sagriezti ar lāzeru uz akrila, un abas šasijas plāksnes ir savienotas, izmantojot 4 1 collu 2,5 mm skrūves un 12 2,5 mm skrūves. Abas šasijas plāksnes ar skrūvēm un skrūvēm ir savienotas ar katru no četriem šasijas plākšņu stūriem

5. darbība: robota salikšana

Kad esat ieguvis robota rāmi, varat sākt komponentu pievienošanu. Pievienojiet 2 motorus šasijas aizmugurē. Motoru nostiprināšanai tiek izmantoti caurumi šasijas rāmī un vairākas izmēra skrūves un uzgriežņi no augšas

Nodemcu (mikrokontrolleris) ir pievienots jūsu motora draiverim. Šis komponents ir piestiprināts jūsu šasijas vidū. Blakus tam ir pievienots akumulators. Spriegums un zeme tiek pievienoti starp jūsu vadītāju un strāvas avotu ar m/m džemperu vadiem

Lai pievienotu motora draiveri abiem motoriem, pie katra motora pielodējiet divus m/m vadus, izvadiet vadus caur apakšējo šasiju un pievienojiet katru vadu mezgla izejas tapai

Pēc tam vienkārši pabīdiet abus riteņus uz katra līdzstrāvas motora un piestipriniet trešo, mazāko grozāmo riteni uz apakšējās šasijas priekšpuses, izmantojot četras 2,5 M skrūves, un piestipriniet tos caur četriem caurumiem

Robota montāžai tagad jābūt pabeigtai, lai pārbaudītu funkcionalitāti, augšupielādējiet vienkāršu pārsūtīšanas komandu (crimsonbot.forward (100)) savā nodemcu

6. darbība: vakuuma sistēmas maiņa

Izjauciet iegādāto portatīvo putekļsūcēju un noņemiet ventilatoru un motora sastāvdaļu

Pārbaudot vakuuma apvalka korpusu, jūs redzēsiet, ka vakuums būtībā darbojas, izmantojot detaļas, ventilatoru un motoru, un apvalka apvalku, kas ļauj izvadīt gaisu un nodrošina vakuuma iesūkšanu

Mūsu mērķis ar mainītu vakuuma komplektu bija samazināt mūsu putekļsūcēja detaļas izmēru un svaru, nevis izmantot visu lielo pārnēsājamo vakuuma apvalku

Sāciet modelēt vakuuma apvalku ar 3D modelēšanas programmatūru. Mūsu modelim mēs izmantojām Fusion 360

Mūsu vakuuma apvalka 3D modelis sastāvēja no vienkārša atvērtā augšējā cilindra divās daļās, no vienas puses, kas izplūda gaisu, bet otra - cieta. Noteikti atstājiet caurumu cilindra apakšā, lai tas būtu ap motoru un ventilatoru. Var būt grūti atrast pareizos korpusa mērījumus, un, ja jums pieder pāris suporti, mēs iesakām tos izmantot

Lai panāktu labāku sūkšanu, jūs vēlaties, lai korpusa stiprinājums būtu cieši ap motoru un ventilatoru

7. solis: vakuuma sistēmas salikšana

Vakuuma sistēmas montāža ir pavisam vienkārša. Viss, kas nepieciešams, ir piestiprināt drukātā vakuuma komponenta abas puses ap ventilatoru un motoru, kuru esat noņēmis no portatīvā vakuuma. Montāžai mēs izmantojām karstu līmi, tomēr spēcīgāka līme, piemēram, epoksīds, var nodrošināt lielāku sūkšanu

Tālāk jums vajadzētu pievienot filtrēšanas komponentu jūsu komponenta priekšpusē, tas pasargās ventilatoru no lieliem atkritumu gabaliem, vienlaikus saglabājot putekļsūcēja jaudu. Piestipriniet šo maisiņu (mēs izmantojām portatīvā vakuuma filtra maisu) vakuuma komponenta priekšpusē ar tāda paša veida līmi, kādu izmantojāt iepriekšējā solī

Tvertnei, kurā atrodas savāktie atkritumi, mēs izmantojām pārnēsājamā vakuuma rokturi. Tas labi iederējās filtrā un 3D drukātajos gabalos. Šis gabals nav pielīmēts vai savienots ar citiem līdzekļiem, izņemot berzi. Tas ļauj noņemt sprauslu un izmest atkritumus

8. solis: vakuuma sistēmas pievienošana robotam

Lai robotam pievienotu vakuuma komponentu, vispirms ir jānoņem šasijas augšējais līmenis. Pēc tam vakuuma komponents ir piestiprināts pie apakšējā šasijas līmeņa augšdaļas. Ir svarīgi pārliecināties, ka vakuuma sprauslas gals ir vienā līmenī ar grīdu (tas galvenokārt ir saistīts ar zemo vakuuma jaudu). Vakuuma komponents atkal tiek piestiprināts pie apakšējā šasijas līmeņa, izmantojot karstu līmi, un leņķis, kurā tas atrodas, ļauj sprauslai pieskarties zemei

9. darbība: robota vadīšana ar tā kodu

Tagad ir pienācis laiks pārbaudīt atkritumu izmešanas robotu. Atrodiet telpu, kuras izmēri jums ir zināmi, vai izmēriet tādas telpas izmērus, kuras jums nav. Pēc tam rediģējiet pitona kodu, norādot savai telpai pareizos attālumus. Augšupielādējiet kodu savā nodemcu un skatieties, kā ierīce darbojas. Tā kā vakuums stiepjas gar šasiju, kustības ne vienmēr ir precīzas, un, lai robots darbotos vienmērīgi, var būt nepieciešami daži labojumi

Šajā solī ir norādīts kods, ko izmantojām mūsu nodemcu un robotam. Visa kodēšana tika izveidota, izmantojot python, izmantojot VisialStudioCode

10. solis: pārdomas par mūsu projektu - dažas idejas uzlabošanai:

Ko mēs iemācījāmies, veidojot:

Kā grupa mēs lielāko daļu savu testu veicām ar cita izmēra robotu un šasiju, taču, pārejot uz faktisko šasiju ar vakuuma komponentu, mēs atklājām, ka pagrieziena rādiuss un robota pārvietošanās veids ir ļoti atšķirīgi, un kods, kas nepieciešams būt mainītam

Motors un ventilators, ko mēs atguvām no pārnēsājamā vakuuma, bija salīdzinoši zemas jaudas. Tas noveda pie tā, ka mēs uzstādījām vakuuma sprauslu ļoti tuvu zemei. Varētu būt efektīvāk atrast jaudīgu putekļsūcēja metodi

Dažreiz mūsu robota montāžas laikā bija gadījumi, kad mērījumi vai savienojumi starp komponentiem nebija precīzi. Tas radīja dažas problēmas, pārbaudot mūsu kodu