Garbage Collecting Robot Prototyping: 10 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Som universitetsstuderende, der bor i boliger, har vi fundet ud af, at vores sovesale ofte er hjemsted for rodede studerende, der bor alene for første gang. Disse elever er generelt for dovne eller uansvarlige til at afhente eller rense deres eget rod. Dette problem med generel urenhed var specifikt udbredt på badeværelserne på vores sovesale. Med dette i tankerne foreslog vi en løsning på dette problem i form af en praktisk hjælper -affaldsrensningsrobot, der er i stand til at scanne et rum for diverse affald og bortskaffe affaldet. De vigtigste mål, vi satte for vores projekt, omfattede oprettelse af en automatiseret robot, der ville samle skrald, så brugerne kunne angive specifikke parametre for denne robot, såvel som at gøre den både omkostningseffektiv og enkel at bygge.

Trin 1: Nogle specifikke mål for vores projekt:

• Opret en automatiseret genopladelig robot, der effektivt kan feje et bestemt område af et værelse og afhente enhver skraldespand på gulvet.
• Gør bortskaffelse af skraldespanden inde fra robotten tilgængelig og brugervenlig
• Opret robotten ved hjælp af materialer til lave omkostninger
• Gør robotten lille nok, så den ikke er en stor forstyrrelse inden for dens rum

Trin 2: En video af vores projekt i aktion

Download venligst for at se en kort video af vores projekt.

Trin 3: Køb materialer til bygningen

For at replikere vores build har vi inkluderet en regning af materialer. Hvis du gerne vil kende vores ideer om forbedring af vores proces og nogle dele af vores bygning, vil vi i eftertid ændre ændringer henvises til det sidste afsnit Nogle ideer til forbedring, hvor du finder nogle mulige ændringer til fortegnelsen.

Trin 4: Skæring af robotchassis

Inden komponenterne til robotten samles, er der behov for et chassis. For at udskrive vores chassis brugte vi ¼”akryl og tegnede to“10 x 5”rektangler i Adobe Illustrator. Disse rektangler skal bruge flere udskæringer til dine elektriske komponenter, hjul og motorer. Se billederne ovenfor for at se, hvordan vi modellerede chassis

Illustratortegningerne laserskæres derefter på akryl, og de to chassisplader forbindes med 4 1 tommer 2,5 mm skruer og 12 2,5 mm bolte. Chassisets to plader er forbundet med skruerne og boltene til hvert af de fire hjørner af chassispladerne

Trin 5: Montering af robotten

Når du har din robotramme, kan du begynde at tilføje komponenter. Fastgør de 2 motorer til bagenden af dit chassis. Hullerne i chassisrammen og flere af skruerne og møtrikkerne ovenfra bruges til at fastgøre motorerne

Den nodemcu (mikro-controller) er end der er forbundet til din motor driver. Denne komponent er fastgjort i midten af dit chassis. Ved siden af dette er din batteripakke tilsluttet. Spænding og jord tilsluttes derefter mellem din driver og din strømkilde med m/m -jumperkablerne

For at fastgøre din motordriver til dine to motorer skal du lodde to m/m -ledninger til hver motor, føre ledningerne gennem det nedre chassis og fastgøre hver ledning til en udgangsstift på nodemcu

Skub derefter blot de to hjul på hver jævnstrømsmotor, og fastgør det tredje, mindre drejelige hjul mod forsiden af det nederste chassis ved hjælp af fire 2,5 M skruer, og fastgør dem gennem de fire huller

Robotmonteringen skal nu være fuldført, for at teste funktionaliteten, upload en simpel kommando (crimsonbot.forward (100)) til din nodemcu

Trin 6: Ændring af vakuumsystemet

Skil din købte bærbare støvsuger ad, og fjern ventilator og motorkomponent

Undersøg vakuumskalhuset, du vil se, at et vakuum i det væsentlige fungerer ved hjælp af komponenter, en ventilator og motor og et shell -hus, der tillader luft at blive udluftet og giver vakuumsuget

Vores mål med ændret vakuummontering var at reducere størrelsen og vægten af vores støvsugningskomponent, frem for at bruge hele den store bærbare vakuumskal

Begynd at modellere vakuumskallen med en 3D -modelleringssoftware. Til vores model brugte vi Fusion 360

3D -modellen af vores vakuumskal bestod af en simpel åben topcylinder i to dele, den ene side, der ville udlufte luft og den anden, som var solid. Sørg for at efterlade et hul i bunden af din cylinder for at passe den rundt om din motor og ventilator. Det kan være svært at finde de rigtige målinger til dit kabinet, og hvis du ejer et calipre, anbefaler vi at bruge dem

Du vil gerne holde monteringen af skallen tæt omkring motoren og ventilatoren for at opnå bedre sugning

Trin 7: Montering af vakuumsystemet

Monteringen af dit vakuumsystem er ganske enkel. Det eneste, der er nødvendigt, er at fastgøre de to sider af din trykte vakuumkomponent omkring ventilatoren og motoren, du fjernede fra det bærbare vakuum. Til montering brugte vi varm lim, men et stærkere klæbemiddel som f.eks. Epoxy kan give mere sugning

Dernæst skal du tilføje en filtreringskomponent på forenden af din komponent, dette vil beskytte blæseren mod store stykker skrald mens den stadig har støvsugningskraft. Fastgør denne pose (vi brugte filterposen fra det bærbare vakuum) på forsiden af din vakuumkomponent med samme type klæbemiddel, der blev brugt i det foregående trin

Til beholderen, der indeholder det opsamlede affald, brugte vi armen på det bærbare vakuum. Dette passede godt med filteret og de stykker, vi havde 3D -printet. Dette stykke er ikke limet eller forbundet på andre måder end friktion. Dette gør det muligt at fjerne dysen og smide skraldespanden

Trin 8: Tilføjelse af vakuumsystemet til robotten

For at tilføje vakuumkomponenten til robotten skal det øverste niveau af chassiset først fjernes. Efterfølgende er vakuumkomponenten fastgjort til toppen af det nedre chassisniveau. Det er vigtigt at sikre, at enden af vakuumdysen er i niveau med gulvet (dette skyldes hovedsageligt vakuumets lave effekt). Vakuumkomponenten fastgøres igen til det lavere chassisniveau ved hjælp af varm lim, og den vinkel, den hviler ved, tillader dysen at røre jorden

Trin 9: Kørsel af robotten med dens kode

Nu er det tid til at teste skraldespildsrobotten. Find et værelse med dimensioner, du kender, eller mål målene i et værelse, du ikke gør. Rediger derefter pythonkoden med de korrekte afstande til dit værelse. Upload koden til din nodemcu, og se din enhed køre. Fordi vakuumet strækker sig forbi chassiset, er bevægelser ikke altid nøjagtige, og der skal muligvis foretages nogle redigeringer for at få robotten til at køre konsekvent

I dette trin findes den kode, vi brugte til vores nodemcu og robot. Al kodning blev oprettet ved hjælp af python gennem VisialStudioCode

Trin 10: Refleksion over vores projekt - En idé til forbedring:

Hvad vi lærte af vores konstruktion:

Som en gruppe lavede vi det meste af vores test med vores kode på en robot og et chassis i en anden størrelse, men da vi skiftede til vores egentlige chassis med vakuumkomponenten, fandt vi venderadius og måden robotten bevægede sig på var meget forskellig, og koden var nødvendig for at blive ændret

Motoren og blæseren, vi genoprettede fra det bærbare vakuum, var relativt lav effekt. Dette førte til, at vi monterede vakuumdysen meget tæt på jorden. Det kunne have været mere effektivt at have fundet en kraftfuld støvsugningsmetode

Der var nogle gange under samlingen af vores robot, hvor målinger eller forbindelser mellem komponenter ikke var nøjagtige. Dette førte til nogle problemer, når vi testede vores kode