Прототипиране на робот за събиране на боклук: 10 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Като студенти, живеещи в жилищни сгради, установихме, че нашите общежития често са дом на разхвърляни студенти, които живеят сами за първи път. Тези ученици обикновено са твърде мързеливи или безотговорни, за да вземат или почистят собствените си каши. Този проблем с общата нечистота беше особено разпространен в баните на нашите общежития. Имайки това предвид, ние предложихме решение на този проблем под формата на удобен помощен робот за почистване на боклука, способен да сканира помещение за различни боклуци и да изхвърля посочените отпадъци. Основните цели, които поставихме за нашия проект, включват създаването на автоматизиран робот, който да събира боклук, позволявайки на потребителите да задават конкретни параметри за този робот, както и да го прави едновременно икономически ефективен и лесен за изграждане.

Стъпка 1: Някои конкретни цели на нашия проект:

• Създайте автоматизиран акумулаторен робот, който може ефективно да помете определена площ от помещението и да вземе всички боклуци от този етаж.
• Направете изхвърлянето на боклука от робота достъпно и удобно за потребителя
• Създайте робота, като използвате евтини материали
• Направете робота достатъчно малък, за да не създава големи смущения в неговото пространство

Стъпка 2: Видеоклип на нашия проект в действие

Моля, изтеглете, за да видите кратко видео на нашия проект.

Стъпка 3: Купете материалите за изграждането

За да повторим нашата конструкция, ние включихме материал. Ако искате да знаете нашите идеи за подобряване на нашия процес и някои части от нашата конструкция, ние бихме променили в ретроспекция, моля, вижте последния раздел Някои идеи за подобрение, където ще намерите някои възможни промени в материала.

Стъпка 4: Изрязване на шасито на роботите

Преди да сглобите компонентите за робота, е необходимо шаси. За да отпечатаме нашето шаси, използвахме ¼”акрил и нарисувахме два правоъгълника„ 10 на 5”в Adobe Illustrator. Тези правоъгълници ще се нуждаят от няколко изрязвания за вашите електрически компоненти, колела и двигатели. Вижте изображенията по -горе, за да видите как моделирахме шасито

Чертежите на илюстратора се изрязват лазерно върху акрил и двете плочи на шасито се свързват с помощта на 4 1 инчови 2,5 мм винта и 12 2,5 мм болтове. Двете плочи на шасито са свързани с винтовете и болтовете към всеки от четирите ъгъла на плочите на шасито

Стъпка 5: Сглобяване на робота

След като имате вашата рамка за роботи, можете да започнете да добавяте компоненти. Прикрепете 2 -те двигателя към задния край на шасито. Отворите в рамката на шасито и няколко винта и гайки с размер отгоре се използват за закрепване на двигателите

Nodemcu (микроконтролер) е свързан към вашия драйвер на двигателя. Този компонент е прикрепен в средата на шасито ви. Освен това батерията ви е прикрепена. След това напрежението и земята се свързват между вашия драйвер и източника на захранване с кабелите на джъмпера m/m

За да прикрепите драйвера на двигателя към двата си двигателя, запоявайте два m/m проводника към всеки двигател, подайте проводниците през долното шаси и прикрепете всеки проводник към изходен щифт на nodemcu

След това просто плъзнете двете колела върху всеки DC двигател и прикрепете третото, по -малко въртящо се колело към предната част на долното шаси, като използвате четири 2.5M винта и ги прикрепите през четирите отвора

Сглобяването на робота трябва да бъде завършено, за да се тества функционалността, качете проста команда за препращане (crimsonbot.forward (100)) във вашия nodemcu

Стъпка 6: Промяна на вакуумната система

Демонтирайте закупената преносима прахосмукачка и премахнете компонента на вентилатора и двигателя

Разгледайте корпуса на вакуумната обвивка и ще видите, че вакуумът по същество работи с помощта на компоненти, вентилатор и двигател и корпус на корпуса, който позволява изпускането на въздух и дава вакуумно засмукване

Нашата цел с променен вакуумен монтаж беше да намалим размера и теглото на нашия вакуумен компонент, вместо да използваме цялата голяма преносима вакуумна обвивка

Започнете да моделирате вакуумната обвивка със софтуер за 3D моделиране. За нашия модел използвахме Fusion 360

3D моделът на нашата вакуумна обвивка се състоеше от обикновен цилиндър с отворена горна част от две части, едната страна, която изпуска въздух, а другата, която беше твърда. Не забравяйте да оставите дупка в долната част на цилиндъра, за да го поставите около вашия двигател и вентилатор. Намирането на правилните измервания за вашия корпус може да бъде трудно и ако притежавате чифт шублери, препоръчваме да ги използвате

Искате да запазите монтажа на корпуса плътно около двигателя и вентилатора, за да постигнете по -добро засмукване

Стъпка 7: Сглобяване на вакуумната система

Сглобяването на вашата вакуумна система е доста просто. Всичко, което е необходимо, е да прикрепите двете страни на вашия отпечатан вакуумен компонент около вентилатора и двигателя, които сте извадили от преносимия вакуум. За сглобяване използвахме горещо лепило, но по -силно лепило като епоксидна смола може да осигури повече засмукване

След това трябва да добавите филтриращ компонент в предния край на вашия компонент, това ще предпази вентилатора от големи парчета боклук, докато все още има вакуумна мощност. Прикрепете тази торба (използвахме филтърната торба от преносимия вакуум) към предната част на вашия вакуумен компонент със същия тип лепило, използвано в предишната стъпка

За контейнера, който събира събрания боклук, използвахме рамото на преносимия вакуум. Това съвпадаше добре с филтъра и парчетата, които бяхме отпечатали 3d. Това парче не е залепено или свързано по никакъв друг начин освен с триене. Това позволява изваждането на дюзата и изхвърлянето на боклука

Стъпка 8: Добавяне на вакуумна система към робота

За да добавите вакуумния компонент към робота, първо трябва да премахнете горното ниво на шасито. След това вакуумният компонент е прикрепен към горната част на долното ниво на шасито. Важно е да се уверите, че краят на вакуумната дюза е равен на пода (това се дължи главно на ниската мощност на вакуума). Вакуумният компонент е прикрепен отново към долното ниво на шасито с помощта на горещо лепило, а ъгълът, на който се опира, позволява на дюзата да докосва земята

Стъпка 9: Стартирайте робота с неговия код

Сега е време да тествате робота за изхвърляне на боклука. Намерете стая с размери, които познавате, или измерете размерите на стая, която не познавате. След това редактирайте кода на python с правилните разстояния за вашата стая. Качете кода на вашия nodemcu и гледайте как устройството ви работи. Тъй като вакуумът се простира покрай шасито, движенията не винаги са точни и може да се наложи да се направят някои редакции, за да може роботът да работи последователно

В тази стъпка е предоставен кодът, който използвахме за нашия nodemcu и робот. Цялото кодиране е създадено с помощта на python чрез VisialStudioCode

Стъпка 10: Размисъл върху нашия проект - Някои идеи за подобрение:

Какво научихме от нашата конструкция:

Като група ние направихме повечето от нашите тестове с нашия код на робот и шаси с различен размер, но когато преминахме към действителното си шаси с вакуумния компонент, установихме, че радиусът на завъртане и начинът, по който роботът се движи, са много различни и кодът, необходим за бъде променена

Моторът и вентилаторът, които възстановихме от преносимия вакуум, бяха с относително ниска мощност. Това доведе до това, че монтирахме вакуумната дюза много близо до земята. Може би би било по -ефективно да се намери мощен метод за вакуумиране

Понякога имаше по време на сглобяването на нашия робот, където измерванията или връзките между компонентите не бяха точни. Това доведе до някои проблеми при тестването на нашия код