Prototipiranje robota za sakupljanje smeća: 10 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Kao studenti koji žive u stambenim zgradama otkrili smo da su naši domovi često dom neurednih studenata koji prvi put žive sami. Ovi učenici su općenito previše lijeni ili neodgovorni da sami pokupe ili počiste nerede. Ovaj problem opće nečistoće bio je posebno rasprostranjen u kupaonicama naših domova. Imajući to na umu, predložili smo rješenje ovog problema u obliku zgodnog pomoćnog robota za čišćenje smeća sposobnog skenirati prostoriju za različito smeće i odložiti navedeni otpad. Glavni ciljevi koje smo postavili za naš projekt uključivali su stvaranje automatiziranog robota koji bi prikupljao smeće, omogućavajući korisnicima da postave posebne parametre za ovog robota, kao i njegovu ekonomičnost i jednostavnost u izgradnji.

Korak 1: Neki specifični ciljevi našeg projekta:

• Napravite automatskog punjivog robota koji može efikasno počistiti određenu površinu prostorije i pokupiti bilo koje 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: Video zapis našeg projekta na djelu

Molimo preuzmite da vidite kratak video zapis našeg projekta.

Korak 3: Kupite materijale za izgradnju

Kako bismo ponovili našu gradnju, 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 pogledu 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 da vidite kako smo modelirali šasiju

Crteži ilustratora zatim se laserski režu na akrilu, a dvije ploče šasije povezuju se pomoću 4 1 inčnih 2,5 mm vijaka i 12 2,5 mm vijaka. Dvije ploče šasije povezane su vijcima i vijcima sa svakim od četiri ugla ploča šasije

Korak 5: Sklapanje robota

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

Nodemcu (mikrokontroler) je zatim povezan na upravljački program vašeg motora. Ova komponenta je pričvršćena u sredini vašeg kućišta. Pored ovoga je pričvršćena i baterija. Napon i uzemljenje se zatim spajaju između vašeg vozača i izvora napajanja pomoću žica kratkospojnika m/m

Za pričvršćivanje upravljačkog programa motora na dva motora, lemite dvije žice m/m na svaki motor, provucite žice kroz donju šasiju 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 bi sada trebao biti dovršen, da biste testirali funkcionalnost, prenesite jednostavnu naredbu za naprijed (crimsonbot.forward (100)) na svoj nodemcu

Korak 6: Promjena vakuumskog sistema

Rastavite kupljeni prijenosni usisivač i uklonite dijelove ventilatora i motora

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

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

Počnite modelirati vakuumsku školjku pomoću softvera za 3D modeliranje. Za naš model koristili smo Fusion 360

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

Želite postići dobro pričvršćivanje kućišta oko motora i ventilatora kako biste postigli bolje usisavanje

Korak 7: Sklapanje vakuumskog sistema

Montaža vašeg vakuumskog sistema je prilično jednostavna. Sve što je potrebno je pričvrstiti dvije strane vaše ispisane vakuumske komponente oko ventilatora i motora koje ste uklonili iz prijenosnog usisavača. 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 komada smeća, a da i dalje ima snagu usisavanja. Pričvrstite ovu vrećicu (koristili smo filter vrećicu iz prijenosnog vakuuma) na prednju stranu vakuumske komponente sa istom vrstom ljepila koja je korištena u prethodnom koraku

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

Korak 8: Dodavanje vakuumskog sistema robotu

Da biste robotu dodali vakuumsku komponentu, prvo morate ukloniti gornji nivo šasije. Nakon toga, vakuumska komponenta je pričvršćena na vrh donje razine šasije. Važno je osigurati da kraj vakuumske mlaznice bude u ravnini s podom (to je uglavnom zbog male snage vakuuma). Vakuumska komponenta je ponovo pričvršćena na donji nivo šasije pomoću vrućeg ljepila, a kut na koji počiva omogućava da mlaznica dodiruje tlo

Korak 9: Pokretanje robota s njegovim kodom

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

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

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

Ono što smo naučili iz naše konstrukcije:

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

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

Ponekad je bilo prilikom sastavljanja našeg robota, gdje mjerenja ili veze između komponenti nisu bile tačne. To je dovelo do problema pri testiranju našeg koda