Prototypování robota pro sběr odpadků: 10 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Jako vysokoškoláci žijící v rezidenčním bydlení jsme zjistili, že naše koleje jsou často domovem nepořádných studentů, kteří poprvé žijí sami. Tito studenti jsou obecně příliš líní nebo nezodpovědní, aby si vybrali nebo uklidili své vlastní nepořádky. Tento problém obecné nečistoty byl zvláště rozšířený v koupelnách našich kolejí. S ohledem na to jsme navrhli řešení tohoto problému ve formě šikovného pomocného robota na čištění odpadků schopného skenovat v místnosti různé odpadky a likvidovat uvedený odpad. Mezi hlavní cíle, které jsme si pro náš projekt stanovili, patřilo vytvoření automatizovaného robota, který bude sbírat odpadky, což uživatelům umožní nastavit konkrétní parametry tohoto robota, a také jeho nákladově efektivní a jednoduché sestavení.

Krok 1: Některé konkrétní cíle našeho projektu:

• Vytvořte automatizovaného dobíjecího robota, který dokáže efektivně zamést stanovenou část místnosti a sebrat všechny odpadky této podlahy.
• Zajistěte, aby byla likvidace odpadu zevnitř robota přístupná a uživatelsky přívětivá
• Vytvořte robota pomocí levných materiálů
• Udělejte robota dostatečně malým, aby v jeho prostoru nepůsobil velký ruch

Krok 2: Video našeho projektu v akci

Stáhněte si prosím krátké video o našem projektu.

Krok 3: Nákup materiálů pro stavbu

Abychom mohli replikovat naši stavbu, přidali jsme kusovník. Pokud byste chtěli znát naše představy o vylepšení našeho postupu a některých částech naší stavby, při zpětném pohledu se podíváme na poslední část Nějaké nápady na vylepšení, kde najdete některé možné změny pro kusovník.

Krok 4: Řezání podvozku robotů

Před sestavením součástí pro robota je zapotřebí podvozek. K vytištění podvozku jsme použili ¼”akryl a v Adobe Illustratoru jsme nakreslili dva obdélníky„ 10 x 5 “. Tyto obdélníky budou potřebovat několik výřezů pro vaše elektrické součásti, kola a motory. Podívejte se na obrázky výše, abyste zjistili, jak jsme modelovali podvozky

Kresby ilustrátora jsou poté laserem vyříznuty na akrylu a obě desky podvozku jsou spojeny pomocí 4 1palcových 2,5mm šroubů a 12 2,5mm šroubů. Dvě desky podvozku jsou spojeny šrouby a šrouby ke každému ze čtyř rohů desek podvozku

Krok 5: Sestavení robota

Jakmile máte rám robota, můžete začít přidávat komponenty. Připojte 2 motory k zadnímu konci podvozku. K zajištění motorů slouží otvory v rámu podvozku a několik šroubů a matic shora

Nodemcu (mikrořadič) je poté připojen k vašemu ovladači motoru. Tato součást je připevněna uprostřed podvozku. Kromě toho je připojena vaše baterie. Napětí a uzemnění jsou poté připojeny mezi váš ovladač a váš napájecí zdroj pomocí propojovacích vodičů m/m

Chcete -li připojit ovladač motoru k vašim dvěma motorům, připájejte dva m/m vodiče ke každému motoru, protáhněte vodiče spodním podvozkem a připojte každý vodič k výstupnímu kolíku na nodemcu

Dále jednoduše nasuňte obě kola na každý stejnosměrný motor a připevněte třetí, menší otočné kolo směrem k přední části spodního podvozku pomocí čtyř 2,5M šroubů a připevněte je skrz čtyři otvory

Sestava robota by nyní měla být kompletní, abyste otestovali funkčnost, nahrajte do svého nodemcu jednoduchý příkaz vpřed (crimsonbot.forward (100))

Krok 6: Změna vakuového systému

Demontujte zakoupený přenosný vysavač a vyjměte ventilátor a součásti motoru

Prozkoumejte vakuové pouzdro, uvidíte, že vakuum v zásadě funguje s použitím součástí, ventilátoru a motoru a pláště, který umožňuje odvětrání vzduchu a umožňuje vakuové sání

Naším cílem s pozměněnou vakuovou montáží bylo zmenšit velikost a hmotnost naší vysávací součásti, nikoli použít celou velkou přenosnou vakuovou skořepinu

Začněte modelovat vakuovou skořepinu pomocí softwaru pro 3D modelování. Pro náš model jsme použili Fusion 360

3D model našeho vakuového pláště se skládal z jednoduchého otevřeného horního válce ze dvou částí, z jedné strany, která odváděla vzduch, a z druhé, která byla pevná. Ujistěte se, že na dně válce necháte otvor, aby se vešel kolem motoru a ventilátoru. Nalezení správných měření pro váš plášť může být obtížné a pokud vlastníte třmeny, doporučujeme je použít

Chcete -li dosáhnout lepšího sání, udržujte montáž pláště těsně kolem motoru a ventilátoru

Krok 7: Sestavení vakuového systému

Montáž vakuového systému je velmi jednoduchá. Vše, co je nutné, je připevnit dvě strany tištěné vakuové součásti kolem ventilátoru a motoru, které jste odstranili z přenosného vysavače. Pro montáž jsme použili horké lepidlo, silnější lepidlo, jako je epoxid, však může zajistit větší sání

Dále byste měli přidat filtrační komponentu na přední konec komponenty, která ochrání ventilátor před velkými kusy odpadu a přitom bude mít vysávací výkon. Tento sáček (použili jsme filtrační sáček z přenosného vysavače) připevněte na přední část vakuové součásti stejným typem lepidla, jaké bylo použito v předchozím kroku

Pro kontejner, který drží shromážděné odpadky, jsme použili rameno přenosného vysavače. To se dobře hodí k filtru a kouskům, které jsme nechali vytisknout 3d. Tento kus není slepen ani spojen jinými prostředky než třením. To umožňuje odstranění trysky a vyhození odpadu

Krok 8: Přidání vakuového systému k robotu

Chcete -li do robota přidat vakuovou komponentu, musíte nejprve odstranit horní úroveň podvozku. Poté je vakuová součást připevněna k horní části spodní úrovně podvozku. Je důležité zajistit, aby konec vakuové trysky byl v úrovni podlahy (je to hlavně kvůli nízkému výkonu vakua). Vakuová součást je opět připevněna ke spodní úrovni podvozku pomocí horkého lepidla a úhel, ve kterém spočívá, umožňuje trysce dotýkat se země

Krok 9: Spuštění robota s jeho kódem

Nyní je čas otestovat robot likvidující odpadky. Najděte si místnost s rozměry, které znáte, nebo změřte rozměry místnosti, kterou neznáte. Dále upravte kód pythonu se správnými vzdálenostmi pro vaši místnost. Nahrajte kód do svého nodemcu a sledujte běh zařízení. Vzhledem k tomu, že vakuum se rozprostírá kolem podvozku, nejsou pohyby vždy přesné a může být nutné provést některé úpravy, aby byl robot v chodu důsledně

V tomto kroku je uveden kód, který jsme použili pro naše nodemcu a robota. Veškeré kódování bylo vytvořeno pomocí pythonu prostřednictvím VisialStudioCode

Krok 10: Úvaha o našem projektu - Nějaký nápad na zlepšení:

Co jsme se z naší stavby naučili:

Jako skupina jsme většinu testování s naším kódem provedli na robotu a podvozku jiné velikosti, ale když jsme přešli na náš skutečný podvozek s vakuovou komponentou, zjistili jsme, že poloměr otáčení a způsob pohybu robota jsou velmi odlišné a kód potřebný k být změněn

Motor a ventilátor, které jsme získali z přenosného vakua, měly relativně nízký výkon. To vedlo k tomu, že jsme vakuovou trysku namontovali velmi blízko země. Možná by bylo efektivnější najít účinnou metodu vysávání

Někdy došlo k montáži našeho robota, kde měření nebo spojení mezi součástmi nebyla přesná. To vedlo k určitým problémům při testování našeho kódu