Robot za penjanje na zid: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Robot za penjanje na zid služi za alternativni pregled zidova korištenjem mehaničkih i električnih sustava. Robot nudi alternativu troškovima i opasnostima zapošljavanja ljudi za pregled zidova na visokim visinama. Robot će moći omogućiti prijenos uživo i pohranu za dokumentaciju inspekcija putem Bluetootha. Uz inspekcijski aspekt robota, njime će se moći upravljati putem odašiljača i prijamnika. Korištenjem ventilatora koji proizvodi potisak i usisavanje omogućuje robotu da se penje okomito na površinu.

Pribor

Baza i poklopac:

- Stakloplastika: Koristi se za izradu šasije

- Smola: Koristi se sa stakloplastikom za izradu šasije

Robot:

- OTTFF Robot Tank Kit: gazišta i nosači motora

- DC motor (2): Koristi se za kontrolu kretanja robota

- Radno kolo i priključci: Stvara protok zraka za držanje robota na zidu

- ZTW Beatles 80A ESC sa SBEC 5.5V/5A 2-6S za Rc avion (80A ESC s konektorima)

Električni:

- Arduino: Ploča i softver za kodiranje ventilatora, motora i bežičnog signala

- Joystick: Koristi se za upravljanje istosmjernim motorima za pogon robota

- WIFI prijemnik: čita podatke s primopredajnika i prenosi ih putem Arduina do motora

- WIFI primopredajnik: Snima podatke s upravljačke palice i šalje ih prijemniku na velike udaljenosti

- Ženski i muški priključci: Koriste se za ožičenje električnih komponenti

- WIFI antene: Koristi se za povećanje signala veze i udaljenosti primopredajnika i prijamnika

- HobbyStar LiPo baterija: Koristi se za napajanje ventilatora i drugih mogućih električnih komponenti

Korak 1: Razumijevanje teorije

Da biste bolje razumjeli odabir opreme, najbolje je prvo razgovarati o teoriji iza robota za penjanje na zid.

Nekoliko je pretpostavki koje je potrebno donijeti:

• Robot radi na suhom betonskom zidu.
• Ventilator radi punom snagom.
• Tijelo robota ostaje potpuno kruto tijekom rada.
• Stalan protok zraka kroz ventilator

Mehanički model

Varijable su sljedeće:

• Udaljenost između središta mase i površine, H = 3 in = 0,0762 m
• Polovica duljine robota, R = 7 inča = 0,1778 m
• Težina robota, G = 14,7 N
• Statički koeficijent trenja - pretpostavljena gruba plastika na betonu, μ = 0,7
• Potisak koji stvara ventilator, F = 16,08 N

Koristeći jednadžbu prikazanu na gornjoj slici, riješite silu nastalu razlikom tlaka, P = 11,22 N

Ova vrijednost je sila prianjanja koju ventilator mora generirati kako bi robot mogao ostati na zidu.

Model tekućine

Varijable su sljedeće:

• Promjena tlaka (pomoću P iz mehaničkog modela i područja vakuumske komore) Δp = 0,613 kPa
• Gustoća fluida (zrak), ⍴ = 1000 kg/m^3
• Koeficijent trenja površine,? = 0,7
• Unutarnji radijus vakuumske komore, r_i = 3,0 in = 0,0762 m
• Vanjski radijus vakuumske komore, r_o = 3,25 in = 0,0826
• Zazor, h = 5 mm

Koristeći gornju jednadžbu, riješite volumetrijski protok, Q = 42 L/min

Ovo je potrebna brzina protoka koju ventilator mora proizvesti kako bi generirao potrebnu razliku tlakova. Odabrani ventilator ispunjava ovaj zahtjev.

Korak 2: Stvaranje baze

Stakloplastika je brzo postala bitan materijal u izgradnji baze. Jeftin je i s njim je prilično lako raditi, te je izuzetno lagan, što je vrlo važno za primjenu.

Prvi korak u stvaranju ove baze je njeno mjerenje. Za našu primjenu koristili smo dimenziju 8 "x 8". Materijal prikazan na gornjim slikama poznat je kao E-staklo. To je prilično jeftino i može doći u velikim količinama. Prilikom mjerenja važno je osigurati dodatnih 2 inča kako biste osigurali dovoljnu količinu materijala za rezanje u željeni oblik.

Drugo, učvrstite nešto što se može koristiti za oblikovanje stakloplastike u glatku, ravnu površinu; za to je tim upotrijebio veliku metalnu ploču. Prije početka procesa stvrdnjavanja potrebno je pripremiti alat. Alat može biti bilo koja velika ravna površina.

Počnite tako da omotate dvostrano ljepilo, po mogućnosti u obliku kvadrata, koliko vam je potrebno. Zatim pripremite filament i na njega stavite suho izrezane komade stakloplastike. Prenesite sve stavke na alat.

Napomena: izrezane komade stakloplastike možete složiti kako biste konačnom proizvodu dodali debljinu.

Sljedeće: želite pravilno miješati smolu i njen katalizator, svaka smola je drugačija i zahtijevat će priručnik za korisnike da pravilno miješa dijelove sa svojim katalizatorom. Smolu sipajte po staklu dok se svi suhi dijelovi stakla ne smole smolom. Zatim odrežite višak filamenta. Nakon što to učinite, dodajte još jedan komad filma, a zatim krpu od stakloplastike koja prekriva cijeli proizvod. Nakon toga dodajte krpu za odzračivanje.

Sada je vrijeme da cijelu operaciju pokrijete plastičnom folijom. No da bi se to moglo dogoditi, potrebno je dodati uređaj za probijanje. Ovaj će uređaj sjediti ispod plastike kako bi se omogućilo dodavanje vakuumske pumpe.

Uklonite zaštitni smeđi poklopac ljepila i pritisnite plastični poklopac prema dolje tako da ljepilo stvara vakuumsko nepropusnu brtvu na kvadratu. Zatim izrežite rupu u sredini alata ispod kako biste mogli spojiti crijevo. Uključite vakuum kako biste uklonili zrak čineći ravnu površinu i dobro sastavljen proizvod.

Korak 3: Mobilnost robota

Kako bismo natjerali robota da se kreće gore -dolje po zidu, odlučili smo upotrijebiti gazišta tenkova iz relativno jeftinog kompleta tenkova Arduino. Ovaj komplet uključuje sve alate i pričvršćivače potrebne za pričvršćivanje gusjenica i motora. Crno metalno kućište izrezano je kako bi se stvorili nosači za montažu; to je učinjeno kako bi se smanjila količina dodatnih pričvršćivača, jer su uključeni svi potrebni.

Upute u nastavku pokazat će kako su zagrade rezane:

• Pomoću ravnala označite središnju točku šasije
• Nacrtajte vodoravnu i okomitu liniju kroz središte
• Pažljivo režite duž ovih linija, po mogućnosti tračnom pilom ili drugom oštricom za rezanje metala
• Za brušenje zaokružite sve oštre rubove

Gotove zagrade prikazane su u sljedećem koraku.

Korak 4: Montirajte nosače za gusjenice spremnika

Počnite označavanjem središnjih linija na listu od stakloplastike; to će biti referenca. Svrdlom od 1/8 izrežite sljedeće rupe; svi nosači moraju biti u ravnini s vanjskim rubom robota kao što je prikazano.

Prva rupa koju je potrebno označiti trebala bi biti 2 "od središnje crte kako je prikazano

Druga rupa bi trebala biti 1 "od prethodne oznake

Ovaj proces treba preslikati u središte

Napomena: Nosači uključuju dodatne rupe; oni se mogu označiti i izbušiti radi dodatne podrške.

Korak 5: Izgradite i montirajte staze

Počnite sastavljanjem ležajeva i zupčanika pomoću isporučenih dijelova; upute su uključene u komplet. Gusjenice treba čvrsto zategnuti kako ne bi iskliznule iz zupčanika; prevelika napetost može uzrokovati iskrivljavanje stakloplastike.

Korak 6: Instalirajte ventilator na kućište

Počnite s izrezivanjem rupe promjera 3 u sredini ploče od stakloplastike. To se može postići na nekoliko različitih načina, poput pile za rupe ili dremela. Kad rupa bude dovršena, postavite ventilator preko rupe kao što je prikazano i pričvrstite neke vrste ljepila ili epoksida.

Korak 7: Kodiranje

Mikrokontroleri koje smo koristili su sve Arduino komponente.

Arduino Uno ploča = 2

Žice kratkospojnika muški na ženski = 20

Žice kratkospojnika muški na muški = 20

Vozač motora L2989n = 1

nrf24l01 = 2 (Naš bežični komunikacijski uređaj)

nrf24l01 = 2 (Adapter koji olakšava instalaciju)

Dijagram ožičenja prikazuje ispravnu vezu koju smo koristili i kôd koji ide uz nju.

Korak 8: Dijagram žice

Korak 9: Konstrukcija robota

Nakon što su osnova i gazišta izgrađeni, posljednji korak je sastavljanje svih dijelova.

Najvažniji faktor je raspodjela težine, baterija je vrlo teška pa bi trebala biti samo s jedne strane. Ostale komponente trebaju biti namještene kako bi odmjerile težinu baterije.

Postavljanje elektronike na jedan kut u sredini motora važno je kako bi se osiguralo da žice zadovoljavaju motor bez upotrebe dodatnih žica.

Konačna veza je baterija i ESG na ventilator, ovaj korak je vrlo važan. Provjerite jesu li baterija i ESG ispravno spojeni tako da su obje pozitivne strane međusobno spojene. Ako nisu pravilno spojeni, riskirate pregaranje osigurača i uništavanje baterije i ventilatora.

Zalijepio sam elektroničke dijelove kontrolera na ploču kako bih bio organiziran, ali taj dio nije nužnost.