Prototipiranje robota za skupljanje smeća: 10 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Kao studenti koji žive u stambenim zgradama otkrili smo da su naši domovi često dom neurednim studentima koji prvi put žive sami. Ti su učenici općenito previše lijeni ili neodgovorni da sami pokupe ili počiste nered. Ovaj problem opće nečistoće bio je posebno rasprostranjen u kupaonicama naših domova. Imajući to na umu, predložili smo rješenje ovog problema u obliku praktičnog pomoćnog robota za čišćenje smeća sposobnog skenirati sobu radi raznih vrsta smeća i zbrinuti navedeni otpad. Glavni ciljevi koje smo postavili za naš projekt uključivali su stvaranje automatiziranog robota koji bi prikupljao smeće, omogućujući korisnicima postavljanje posebnih parametara za ovog robota, kao i njegovu ekonomičnost i jednostavnost u izgradnji.

Korak 1: Neki specifični ciljevi našeg projekta:

• Napravite automatizirani punjivi robot koji može učinkovito počistiti određeno područje prostorije i pokupiti sve smeće s tog poda.
• Učinite odlaganje smeća iz robota pristupačnim i prilagođenim korisniku
• Napravite robota koristeći jeftine materijale
• Učinite robota dovoljno malim da ne stvara velike smetnje u njegovom prostoru

Korak 2: Videozapis našeg projekta na djelu

Molimo preuzmite da biste vidjeli kratki video zapis našeg projekta.

Korak 3: Kupite materijale za izgradnju

Kako bismo ponovili našu izgradnju, uključili smo popis materijala. Ako želite znati naše ideje o poboljšanju našeg procesa i neke dijelove naše izgradnje, koje bismo retroaktivno promijenili, molimo vas da pogledate posljednji odjeljak Neke ideje za poboljšanje u kojem ćete pronaći neke moguće izmjene u vezi materijala.

Korak 4: Rezanje šasije robota

Prije sastavljanja komponenti za robota potrebna je šasija. Za ispis naše šasije koristili smo ¼”akril, a u Adobe Illustratoru nacrtali smo dva pravokutnika dimenzija 10 x 5. Ovim pravokutnicima bit će potrebno nekoliko izreza za vaše električne komponente, kotače i motore. Pogledajte gornje slike kako biste vidjeli kako smo modelirali šasiju

Crteži ilustratora zatim su laserski izrezani na akrilu, a dvije ploče šasije spojene su pomoću 4 1 inčna 2,5 mm vijka i 12 vijaka 2,5 mm. Dvije ploče šasije povezane su vijcima i vijcima sa svakim od četiri ugla ploča šasije

Korak 5: Sastavljanje robota

Kad dobijete okvir robota, možete početi dodavati komponente. Pričvrstite 2 motora na stražnji kraj šasije. Rupe u okviru kućišta i nekoliko vijaka i matica veličine odozgo koriste se za pričvršćivanje motora

Nodemcu (mikro-kontroler) je tada spojen na upravljački program vašeg motora. Ova je komponenta pričvršćena u sredini vašeg kućišta. Uz ovo je pričvršćena baterija. Napon i uzemljenje zatim su spojeni između vašeg vozača i izvora napajanja pomoću žica kratkospojnika m/m

Za pričvršćivanje upravljačkog programa motora na svoja dva motora, lemite dvije žice m/m na svaki motor, provucite žice kroz donje kućište i svaku žicu pričvrstite na izlazni pin na čvoru čvora

Zatim jednostavno gurnite dva kotača na svaki istosmjerni motor i pričvrstite treći, manji okretni kotač prema prednjem dijelu donje šasije, pomoću četiri 2,5M vijka i pričvrstite ih kroz četiri rupe

Sklop robota sada bi trebao biti dovršen, da biste testirali funkcionalnost, prenesite jednostavnu naredbu za naprijed (crimsonbot.forward (100)) na svoj nodemcu

Korak 6: Promjena vakuumskog sustava

Rastavite kupljeni prijenosni usisavač i uklonite dijelove ventilatora i motora

Ispitajte kućište vakuumske školjke, vidjet ćete da vakuum u osnovi funkcionira koristeći komponente, ventilator i motor te kućište ljuske koje omogućuje ispuštanje zraka i daje usisavanje usisavača

Naš cilj s izmijenjenim vakuumskim sklopom bio je smanjiti veličinu i težinu naše komponente za usisavanje, umjesto korištenja cijele velike prijenosne vakuumske ljuske

Počnite modelirati vakuumsku ljusku softverom za 3D modeliranje. Za naš model koristili smo Fusion 360

3D model naše vakuumske školjke sastojao se od jednostavnog cilindra s otvorenim vrhom u dva dijela, s jedne strane koja je ispuštala zrak, a druge koja je bila čvrsta. Ostavite rupu na dnu cilindra kako biste je stavili oko motora i ventilatora. Pronalaženje odgovarajućih mjera za vaše kućište može biti teško, a ako posjedujete par čeljusti, preporučujemo ih da ih koristite

Želite dobro pričvrstiti oklop oko motora i ventilatora kako biste postigli bolje usisavanje

Korak 7: Sastavljanje vakuumskog sustava

Montaža vašeg vakuumskog sustava je vrlo jednostavna. Sve što je potrebno je pričvrstiti dvije strane vaše ispisane vakuumske komponente oko ventilatora i motora koje ste uklonili iz prijenosnog vakuuma. Za montažu smo koristili vruće ljepilo, međutim jače ljepilo poput epoksida može osigurati više usisavanja

Zatim trebate dodati komponentu za filtriranje na prednji dio komponente, jer će to zaštititi ventilator od velikih komadića smeća, a da i dalje ima snagu usisavanja. Pričvrstite ovu vrećicu (koristili smo vrećicu s filterom iz prijenosnog vakuuma) na prednju stranu vakuumske komponente istom vrstom ljepila koja je korištena u prethodnom koraku

Za spremnik koji drži sakupljeno smeće koristili smo krak prijenosnog vakuuma. To se dobro uklopilo s filterom i komadima koje smo dali 3D ispisati. Ovaj komad nije zalijepljen niti spojen na bilo koji drugi način osim trenjem. To omogućuje uklanjanje mlaznice i bacanje smeća

Korak 8: Dodavanje vakuumskog sustava robotu

Da biste robotu dodali vakuumsku komponentu, prvo se mora ukloniti gornja razina šasije. Nakon toga, vakuumska komponenta je pričvršćena na vrh donje razine šasije. Važno je pobrinuti se da kraj vakuumske mlaznice bude u ravnini s podom (to je uglavnom zbog male snage vakuuma). Vakuumska komponenta ponovno je pričvršćena na donju razinu šasije pomoću vrućeg ljepila, a kut na koji se naslanja omogućuje da mlaznica dodiruje tlo

Korak 9: Pokretanje robota s njegovim kodom

Sada je vrijeme za testiranje robota za odlaganje smeća. Pronađite sobu sa dimenzijama koje poznajete ili izmjerite dimenzije prostorije koju ne poznajete. Zatim uredite python kôd s ispravnim udaljenostima za vašu sobu. Prenesite kôd na svoj nodemcu i gledajte kako vaš uređaj radi. Budući da se vakuum proteže pored šasije, pokreti nisu uvijek točni, pa će možda biti potrebno izvršiti neka uređivanja kako bi robot dosljedno radio

U ovom koraku nalazi se kôd koji smo koristili za naš nodemcu i robota. Sve kodiranje stvoreno je pomoću pythona putem VisialStudioCode

Korak 10: Razmišljanje o našem projektu - neke ideje za poboljšanje:

Ono što smo naučili iz naše konstrukcije:

Kao grupa većinu smo testiranja izvršavali svojim kodom na robotu različite veličine i šasiji, međutim kada smo prešli na stvarnu šasiju s vakuumskom komponentom, otkrili smo da su radijus okretanja i način kretanja robota vrlo različiti i da je kôd potreban biti promijenjen

Motor i ventilator koje smo oporavili od prijenosnog vakuuma bili su relativno male snage. To nas je dovelo do postavljanja vakuumske mlaznice vrlo blizu tla. Možda bi bilo učinkovitije pronaći moćnu metodu usisavanja

Ponekad je bilo tijekom montaže našeg robota, gdje mjerenja ili veze između komponenti nisu bile točne. To je dovelo do problema pri testiranju našeg koda