אב טיפוס של רובוט איסוף אשפה: 10 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

כסטודנטים באוניברסיטה המתגוררים בדיור למגורים גילינו כי המעונות שלנו הם לעתים קרובות ביתם של סטודנטים מבולגנים החיים לראשונה בכוחות עצמם. תלמידים אלה בדרך כלל עצלנים או חסרי אחריות מכדי להרים או לנקות את הבלגן שלהם. בעיה זו של ניקיון כללי הייתה נפוצה במיוחד בחדרי הרחצה של המעונות שלנו. מתוך מחשבה זו הצענו פתרון לבעיה זו בדמות רובוט שימושי לניקוי אשפה המסייע לסרוק חדר לאשפה שונות ולסלק את הפסולת. המטרות העיקריות שהצבנו לפרויקט שלנו כללו יצירת רובוט אוטומטי שיאסוף אשפה, ויאפשר למשתמשים להגדיר פרמטרים ספציפיים עבור רובוט זה, כמו גם להפוך אותו ליעיל ופשוט ביותר לבנייה.

שלב 1: כמה יעדים ספציפיים של הפרויקט שלנו:

• צור רובוט נטען אוטומטי שיכול לטאטא ביעילות שטח מוגדר של חדר ולאסוף כל אשפה של אותה הרצפה.
• הפוך את סילוק האשפה מתוך הרובוט לנגיש וידידותי למשתמש
• צור את הרובוט באמצעות חומרים בעלות נמוכה
• הפוך את הרובוט קטן מספיק כך שלא תהיה הפרעה גדולה בחלל שלו

שלב 2: סרטון של הפרויקט שלנו בפעולה

אנא הורד כדי לצפות בסרטון קצר של הפרויקט שלנו.

שלב 3: רכשו את החומרים לבנייה

על מנת לשכפל את המבנה שלנו כללנו שטר חומרים. אם תרצה לדעת את הרעיונות שלנו לגבי שיפור התהליך שלנו וכמה חלקים מהבנייה שלנו, היינו בדיעבד לשנות עיין בסעיף האחרון כמה רעיונות לשיפור, שם תמצא כמה שינויים אפשריים עבור שטר החומרים.

שלב 4: חיתוך שלדת הרובוטים

לפני הרכבת הרכיבים לרובוט יש צורך במארז. כדי להדפיס את המארז שלנו השתמשנו באקריליק ¼ וציירנו שני מלבנים בגודל 10 על 5 ב- Adobe Illustrator. מלבנים אלה יזדקקו למספר ניתוקים עבור הרכיבים, הגלגלים והמנועים החשמליים שלכם. עיין בתמונות למעלה כדי לראות כיצד דגמנו מארז

רישומי המאייר נחתכים אז בלייזר על אקריליק ושתי לוחיות השלדה מחוברות באמצעות 4 ברגים בגודל 2.5 אינץ 'ו -12 ברגים בגודל 2.5 מ"מ. שתי הלוחות של השלדה מחוברות עם הברגים והברגים לכל אחת מארבע פינות צלחות השלדה

שלב 5: הרכבת הרובוט

ברגע שיש לך את מסגרת הרובוט שלך תוכל להתחיל להוסיף רכיבים. חבר את 2 המנועים לקצה האחורי של השלדה שלך. החורים במסגרת השלדה וכמה מהברגים והאומים מגודל מלמעלה משמשים לאבטחת המנועים

ה- nodemcu (מיקרו-בקר) מחובר לנהג המנוע שלך. רכיב זה מחובר באמצע השלדה שלך. לצד זה חבילת הסוללה שלך מחוברת. מתח וקרקע מחוברים לאחר מכן בין הנהג שלך למקור החשמל שלך באמצעות חוטי המגשר m/m

כדי לחבר את נהג המנוע שלך לשני המנועים שלך, הלחם שני חוטי m/m לכל מנוע, הזן את החוטים דרך השלדה התחתונה, והצמד כל חוט לסיכת פלט ב nodemcu

לאחר מכן פשוט החלק את שני הגלגלים על כל מנוע DC, והצמד את הגלגל השלישי והקטן יותר לכיוון קדמת השלדה התחתונה, באמצעות ארבעה ברגים של 2.5 מ ', והצמד אותם דרך ארבעת החורים

הרכבה של הרובוט צריכה כעת להיות מלאה, כדי לבדוק את הפונקציונליות העלה פקודת קדימה פשוטה (crimsonbot.forward (100)) ל- nodemcu שלך

שלב 6: שינוי מערכת הוואקום

פרק את שואב האבק הנייד שרכשת והסר את מאוורר ורכיב המנוע

בחן מעטפת ואקום, תראה כי ואקום פועל למעשה על רכיבים, מאוורר ומנוע ומעטפת המאפשרת לפרוק אוויר החוצה ונותנת את שאיבת הוואקום

המטרה שלנו עם הרכבת ואקום שונה הייתה לצמצם את הגודל והמשקל של רכיב השאיבה שלנו, במקום להשתמש בכל מעטפת הוואקום הגדולה

התחל לדגמן את מעטפת הוואקום בעזרת תוכנת דוגמנות תלת מימד. עבור הדגם שלנו השתמשנו ב- Fusion 360

דגם התלת -ממד של מעטפת הוואקום שלנו כלל גליל עליון פשוט פתוח בשני חלקים, צד אחד שיוציא אוויר והשני מוצק. הקפד להשאיר חור בתחתית הגליל שלך על מנת להתאים אותו סביב המנוע והמאוורר שלך. למצוא את המידות המתאימות למעטפת שלך יכולה להיות קשה ואם אתה הבעלים של זוג קליפים אנו ממליצים להשתמש בהם

אתה רוצה לשמור על התאמת המעטפת הדוקה סביב המנוע והמאוורר על מנת להשיג יניקה טובה יותר

שלב 7: הרכבת מערכת הוואקום

ההרכבה של מערכת הוואקום שלך פשוטה למדי. כל מה שצריך הוא לחבר את שני הצדדים של רכיב הוואקום המודפס שלך סביב המאוורר והמנוע שהסרת מהוואקום הנייד. להרכבה השתמשנו בדבק חם, אולם דבק חזק יותר כמו אפוקסי עשוי לספק יותר יניקה

בשלב הבא עליך להוסיף רכיב סינון בקצה הקדמי של הרכיב שלך, זה יגן על המאוורר מפני פיסות אשפה גדולות ועדיין יהיה לו כוח שאיבה. חבר את השקית הזו (השתמשנו בשקית המסנן מהוואקום הנייד) בחזית רכיב הוואקום שלך עם אותו סוג דבק ששימש בשלב הקודם

עבור המיכל שמחזיק את הזבל שנאסף השתמשנו בזרוע הוואקום הנייד. זה התאים היטב למסנן ולחתיכות שהדפסנו בתלת מימד. חתיכה זו אינה מודבקת או מחוברת באמצעים אחרים מלבד חיכוך. זה מאפשר להסיר את הזרבובית ולזרוק את האשפה

שלב 8: הוספת מערכת הוואקום לרובוט

כדי להוסיף את רכיב הוואקום לרובוט, יש להסיר תחילה את המפלס העליון של השלדה. לאחר מכן, רכיב הוואקום מחובר לראש מפלס השלדה התחתון. חשוב לוודא שסוף זרבובית הוואקום מישור לרצפה (הדבר נובע בעיקר מהעוצמה הנמוכה של הוואקום). רכיב הוואקום מחובר שוב לרמת השלדה התחתונה באמצעות דבק חם, והזווית שבה הוא נשען מאפשרת לזרבובית לגעת בקרקע

שלב 9: הפעלת הרובוט עם הקוד שלו

עכשיו הגיע הזמן לבדוק את הרובוט של פינוי האשפה. מצאו חדר עם מידות שאתם מכירים או מדדו את מידותיו של חדר שאתם לא. לאחר מכן, ערוך את קוד הפיתון עם המרחקים הנכונים לחדר שלך. העלה את הקוד ל- nodemcu שלך וצפה במכשיר שלך פועל. מכיוון שהוואקום משתרע על פני השלדה, תנועות לא תמיד מדויקות, וייתכן שיהיה צורך לערוך כמה עריכות בכדי להפעיל את הרובוט באופן עקבי

הקוד מסופק בשלב זה והשתמשנו בו עבור ה- nodemcu והרובוט שלנו. כל הקידוד נוצר באמצעות פייתון דרך VisialStudioCode

שלב 10: הרהור על הפרויקט שלנו - כמה רעיונות לשיפור:

מה למדנו מהמבנה שלנו:

כקבוצה עשינו את רוב הבדיקות שלנו עם הקוד שלנו על רובוט ומארז בגודל שונה, אולם כאשר עברנו לשלדה האמיתית שלנו עם רכיב הוואקום גילינו שרדיוס הסיבוב והאופן בו הרובוט זז היו שונים מאוד והקוד הדרוש להיות שונה

המנוע והמאוורר שחזרנו מהוואקום הנייד היו בעלי הספק נמוך יחסית. זה הוביל אותנו להרכיב את זרבובית הוואקום קרוב מאוד לאדמה. יתכן שהיה יעיל יותר למצוא שיטת שאיבה עוצמתית

היו לפעמים במהלך הרכבת הרובוט שלנו, כאשר מדידות או חיבורים בין רכיבים לא היו מדויקים. זה הוביל לכמה בעיות בבדיקת הקוד שלנו