Roskakeräysrobotin prototyyppityö: 10 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Asuinrakennuksissa asuvina yliopisto -opiskelijoina olemme havainneet, että asuntoloissamme asuu usein sotkuisia opiskelijoita, jotka asuvat ensimmäistä kertaa yksin. Nämä opiskelijat ovat yleensä liian laiskoja tai vastuuttomia ottamaan tai siivoamaan omat sotkunsa. Tämä yleisen epäpuhtauden ongelma oli erityisen yleinen asuntolamme kylpyhuoneissa. Tätä silmällä pitäen ehdotimme ratkaisua tähän ongelmaan kätevän avustavan roskakorin robotin muodossa, joka kykenee skannaamaan huoneen erilaisten jätteiden varalta ja hävittämään mainitun jätteen. Projektimme päätavoitteisiin kuului automatisoidun robotin luominen, joka kerää roskat, jolloin käyttäjät voivat asettaa tälle robotille tiettyjä parametreja sekä tekee siitä kustannustehokkaan ja yksinkertaisen rakentaa.

Vaihe 1: Jotkut projektimme erityistavoitteet:

• Luo automaattinen ladattava robotti, joka pystyy tehokkaasti pyyhkäisemään huoneen tietyn alueen ja keräämään lattian roskat.
• Tee roskien hävittäminen robotin sisältä helposti ja käyttäjäystävällisesti
• Luo robotti edullisista materiaaleista
• Tee robotista tarpeeksi pieni, jotta se ei aiheuta suurta häiriötä sen sisällä

Vaihe 2: Video projektistamme toiminnassa

Lataa ladataksesi lyhyen videon projektistamme.

Vaihe 3: Osta rakennusmateriaalit

Jotta voisimme toistaa rakennustamme, olemme sisällyttäneet materiaaliluettelon. Jos haluat tietää ajatuksiamme prosessimme parantamisesta ja joistakin osista rakentamistamme, muutamme jälkikäteen muutosta, katso viimeinen osa Jotkut parannusehdotukset, josta löydät joitain mahdollisia muutoksia materiaaliluetteloon.

Vaihe 4: Robottirungon leikkaaminen

Ennen robotin komponenttien kokoamista tarvitaan runko. Alustamme tulostamiseen käytimme ¼”akryylia ja piirsimme kaksi 10 x 5 suorakulmiota Adobe Illustratorissa. Nämä suorakulmiot tarvitsevat useita aukkoja sähkökomponenteillesi, pyörillesi ja moottoreillesi. Katso yllä olevista kuvista, miten mallinnamme alustan

Kuvittajapiirustukset leikataan sitten laserilla akryylille ja kaksi runkolevyä yhdistetään 4 1 tuuman 2,5 mm: n ruuvilla ja 12 2,5 mm: n pultilla. Rungon kaksi levyä on yhdistetty ruuveilla ja pultteilla runkolevyjen jokaiseen neljään kulmaan

Vaihe 5: Robotin kokoaminen

Kun olet saanut robotirungon, voit aloittaa komponenttien lisäämisen. Kiinnitä 2 moottoria rungon takaosaan. Rungon reikiä ja useita ruuveja ja muttereita ylhäältä käytetään moottorien kiinnittämiseen

Nodemcu (mikro-ohjain) on liitetty moottoriajuriin. Tämä komponentti on kiinnitetty rungon keskelle. Tämän lisäksi akku on kiinnitetty. Jännite ja maa kytketään sitten kuljettajan ja virtalähteen väliin m/m -hyppyjohdoilla

Jos haluat kiinnittää moottorinohjaimen kahteen moottoriin, juota kaksi m/m johtoa kumpaankin moottoriin, syötä johdot alemman rungon läpi ja kiinnitä jokainen johto nodemcun ulostulotappiin

Liu'uta seuraavaksi kaksi pyörää kuhunkin tasavirtamoottoriin ja kiinnitä kolmas, pienempi kääntöpyörä alemman rungon etuosaa kohti neljällä 2,5 M: n ruuvilla ja kiinnitä ne neljän reiän läpi

Robottikokoonpanon pitäisi nyt olla valmis, jotta voit testata toiminnallisuuden lataamalla yksinkertaisen eteenpäin -komennon (crimsonbot.forward (100)) nodemcuisi

Vaihe 6: Tyhjiöjärjestelmän muuttaminen

Pura ostamasi kannettava pölynimuri ja irrota tuuletin ja moottorikomponentti

Tutki tyhjiökotelon koteloa, huomaat, että tyhjiö toimii olennaisesti komponenttien, tuulettimen ja moottorin sekä kuoren kotelon avulla, joka mahdollistaa ilman poistamisen ulos ja antaa tyhjiöimun

Tavoitteemme muutetulla tyhjiökokoonpanolla oli pienentää imukomponentin kokoa ja painoa sen sijaan, että käyttäisimme koko suurta kannettavaa tyhjiökoteloa

Aloita alipainevaipan mallintaminen 3D -mallinnusohjelmistolla. Mallissamme käytimme Fusion 360: tä

Tyhjiökuoren 3D -malli koostui yksinkertaisesta avoimesta sylinteristä, joka oli kahdessa osassa, toisella puolella ilmaa ilma ja toisella kiinteä osa. Muista jättää reikä sylinterin pohjaan, jotta se mahtuu moottorin ja tuulettimen ympärille. Kotelollesi sopivien mittojen löytäminen voi olla vaikeaa, ja jos omistat jarrusatulan, suosittelemme niiden käyttöä

Haluat pitää kuoren kiinnityksen tiukasti moottorin ja tuulettimen ympärillä, jotta saavutetaan parempi imu

Vaihe 7: Tyhjiöjärjestelmän kokoaminen

Imujärjestelmän kokoaminen on melko yksinkertaista. Tarvitset vain kiinnittää tulostetun tyhjiökomponentin molemmat puolet kannettavasta imurista irrotetun tuulettimen ja moottorin ympärille. Asennuksessa käytimme kuumaa liimaa, mutta vahvempi liima, kuten epoksi, voi saada enemmän imua

Seuraavaksi sinun on lisättävä suodatinkomponentti komponentin etupäähän, mikä suojaa tuuletinta suurilta roskilta, mutta sillä on edelleen imuteho. Kiinnitä tämä pussi (käytimme kannettavan imurin suodatinpussia) tyhjiökomponentin etupuolelle samantyyppisellä liimalla, jota käytettiin edellisessä vaiheessa

Säiliössä, joka kerää kerätyn roskan, käytimme kannettavan imurin varsia. Tämä sopi hyvin suodattimen ja 3D -tulostettujen kappaleiden kanssa. Tätä kappaletta ei ole liimattu tai liitetty millään muulla tavalla kuin kitkalla. Tämä mahdollistaa suuttimen poistamisen ja roskan heittämisen pois

Vaihe 8: Tyhjiöjärjestelmän lisääminen robottiin

Tyhjiökomponentin lisäämiseksi robottiin on ensin poistettava alustan ylempi taso. Tämän jälkeen tyhjiökomponentti kiinnitetään rungon alemman tason yläosaan. On tärkeää varmistaa, että alipainesuuttimen pää on lattian tasalla (tämä johtuu pääasiassa tyhjiön pienestä tehosta). Tyhjiökomponentti kiinnitetään jälleen rungon alemmalle tasolle kuumaliimalla, ja sen kulma mahdollistaa suuttimen kosketuksen maahan

Vaihe 9: Robotin käyttäminen koodin avulla

Nyt on aika testata roskien hävitysrobotti. Etsi huone, jonka mitat ovat tiedossa tai mittaa sen mitat, joita et tiedä. Muokkaa seuraavaksi python -koodia huoneesi oikeilla etäisyyksillä. Lähetä koodi nodemcuisi ja katso laitteen toimintaa. Koska tyhjiö ulottuu rungon ohi, liikkeet eivät aina ole tarkkoja, ja joitain muokkauksia on ehkä tehtävä, jotta robotti toimisi tasaisesti

Tässä vaiheessa annetaan koodi, jota käytimme solmu- ja robottimme. Kaikki koodaus luotiin käyttäen pythonia VisialStudioCoden kautta

Vaihe 10: Pohdintaa projektistamme - ideoita parantamiseksi:

Mitä opimme rakentamisesta:

Ryhmänä teimme suurimman osan testauksestamme koodillamme erikokoisella robotilla ja alustalla, mutta kun vaihdoimme varsinaiseen alustaamme tyhjiökomponentilla, huomasimme kääntösäteen ja tavan, jolla robotti liikkui, olivat hyvin erilaisia ja tarvittava koodi muuttaa

Kannettavasta tyhjiöstä saamamme moottori ja tuuletin olivat suhteellisen pienitehoisia. Tämä johti siihen, että asensimme imusuulakkeen hyvin lähelle maata. Olisi ollut tehokkaampaa löytää tehokas imurointimenetelmä

Robotin kokoonpanon aikana oli joskus tilanteita, joissa mitat tai osien väliset yhteydet eivät olleet tarkkoja. Tämä johti ongelmiin koodimme testaamisessa