Vægklatrerobot: 9 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Vægklatrerobotten tjener til at tilvejebringe en alternativ inspektion af vægge ved hjælp af mekaniske og elektriske systemer. Robotten tilbyder et alternativ til omkostninger og farer ved at ansætte mennesker til at inspicere vægge i store højder. Robotten vil kunne levere levende foder og opbevaring til dokumentation af inspektionerne via bluetooth. Sammen med inspektionsaspektet af robotten vil den kunne styres gennem sendere og modtagere. Ved hjælp af en blæser, der producerer tryk og sug, kan robotten klatre vinkelret på en overflade.

Forbrugsvarer

Base & Cover:

- Glasfiber: Bruges til at lave chassiset

- Harpiks: Anvendes med glasfiber til fremstilling af chassiset

Robot:

- OTTFF Robot Tank Kit: Tankbaner og motorophæng

- DC -motor (2): Bruges til at styre robotbevægelser

- Impeller og stik: Producerer luftstrøm for at holde robotten på væggen

- ZTW Beatles 80A ESC med SBEC 5.5V/5A 2-6S til Rc-fly (80A ESC med stik)

Elektrisk:

- Arduino: Printkort og software til kodning af blæseren, motorer og trådløst signal

- Joystick: Bruges til at styre DC -motorerne til at drive robotten

- WIFI -modtager: Læser data fra transceiveren og videresender dem gennem Arduino til motorerne

- WIFI Transceiver: Registrerer data fra joysticket og sender det til modtageren over en lang rækkevidde

- Hun- og hanstik: Bruges til at tilslutte de elektriske komponenter

- WIFI -antenner: Bruges til at øge forbindelsessignal og afstand til transceiver og modtager

- HobbyStar LiPo -batteri: Bruges til at drive blæseren og andre mulige elektriske komponenter

Trin 1: Forståelse af teorien

For bedre at forstå udstyrsvalget er det bedst først at diskutere teorien bag Wall Climbing Robot.

Der er flere antagelser, der skal gøres:

• Robotten opererer på en tør betonvæg.
• Ventilatoren kører med fuld effekt.
• Robotens krop forbliver helt stiv under drift.
• Jævn luftstrøm gennem blæseren

Mekanisk model

Variabler er som følger:

• Afstand mellem massemidtpunkt og overflade, H = 3 in = 0,0762 m
• Halvdelen af robotens længde, R = 7 in = 0,1778 m
• Robotens vægt, G = 14,7 N
• Statisk friktionskoefficient - antaget ru plast på beton, μ = 0,7
• Tryk frembragt af blæseren, F = 16,08 N

Ved hjælp af ligningen vist i billedet ovenfor skal du løse den kraft, der genereres af trykforskellen, P = 11,22 N

Denne værdi er vedhæftningskraften, der skal genereres af blæseren, for at robotten kan forblive på væggen.

Væskemodel

Variabler er som følger:

• Ændring i tryk (ved hjælp af P fra den mekaniske model og arealet af vakuumkammeret) Δp = 0,613 kPa
• Densitet af væske (luft), ⍴ = 1000 kg/m^3
• Friktionskoefficient af overflade,? = 0,7
• Indvendig radius af vakuumkammer, r_i = 3,0 tommer = 0,0762 m
• Ydre radius af vakuumkammer, r_o = 3,25 in = 0,0826
• Frihøjde, h = 5 mm

Ved hjælp af ligningen vist ovenfor skal du løse den volumetriske strømningshastighed, Q = 42 l/min

Dette er den nødvendige flowhastighed, som blæseren skal producere for at generere den nødvendige trykforskel. Den valgte ventilator opfylder dette krav.

Trin 2: Oprettelse af basen

Glasfiber blev hurtigt et vigtigt materiale i konstruktionen af basen. Det er billigt og ret let at arbejde med, samt ekstremt let, hvilket er meget vigtigt for applikationen.

Det første trin i oprettelsen af denne base er at måle den. Til vores applikation brugte vi en dimension på 8 "x 8". Materialet vist på ovenstående billeder er kendt som E-glas. Det er rimeligt billigt og kan komme i store mængder. Når du måler, er det vigtigt at give en ekstra 2+ tommer for at sikre, at der er en rigelig mængde materiale, der skal skæres i den ønskede form.

For det andet skal du sikre noget, der kan bruges til at danne glasfiber til en glat, jævn overflade; til dette brugte holdet en stor metalplade. Inden hærdningsprocessen påbegyndes, skal værktøjet forberedes. Et værktøj kan være en hvilken som helst stor flad overflade.

Begynd med at pakke et dobbeltsidet klæbemiddel, gerne i form af en firkant, så stort som du har brug for. Forbered derefter en glødetråd og læg de tørklippede stykker glasfiber oven på den. Overfør alle emner til værktøjet.

Bemærk: du kan stable de afskårne stykker glasfiber for at tilføje tykkelse til dit endelige produkt.

Dernæst: du vil blande harpiksen og dens katalysator korrekt, hver harpiks er forskellig og vil kræve, at brugervejledningen blander portioner korrekt med dens katalysator. Hæld harpiksen over glasset, indtil alle tørre dele af glasset er våde med harpiks. Skær derefter overskydende filament af. Når det er gjort, tilføj et andet stykke film og derefter en glasfiberklud, der dækker hele produktet. Tilsæt derefter en udluftningsklud.

Nu er det tid til at dække hele operationen med en plastfolie. Men før dette kan ske, skal der tilføjes en overtrædelsesenhed. Denne enhed vil sidde under plasten, så der kan tilføjes en vakuumpumpe.

Fjern de klæbende beskyttelsesbrune dæksler, og tryk plastdækslet ned, så det er klæbemidlet, der danner en vakuumtæt forsegling på firkanten. Skær derefter et hul i midten af værktøjet nedenunder, så en slange kan tilsluttes. Tænd for vakuumet for at fjerne luft, hvilket gør en plan overflade og et godt sammensat produkt.

Trin 3: Robotmobilitet

For at få robotten til at bevæge sig op og ned af væggen, besluttede vi at bruge tankbaner fra et relativt billigt Arduino tank kit. Dette kit indeholdt alle værktøjer og fastgørelseselementer, der er nødvendige for at sikre spor og motorer. Det sorte metalchassis blev skåret for at skabe monteringsbeslag; dette blev gjort for at reducere mængden af yderligere fastgørelseselementer, da alle de nødvendige var inkluderet.

Instruktionerne herunder viser, hvordan beslagene blev skåret:

• Brug en lineal til at markere chassisets midterpunkt
• Tegn en vandret og lodret linje gennem midten
• Skær forsigtigt langs disse linjer, helst med en båndsav eller et andet metalskæreblad
• Brug et slibeskive til at afrunde eventuelle skarpe kanter

De færdige parenteser vises i det følgende trin.

Trin 4: Monter beslag til tankbaner

Begynd med at markere midterlinjerne på glasfiberarket; disse vil være referencen. Skær de følgende huller med et 1/8 bor, alle beslag skal flugte med robotens ydre kant som vist.

Det første hul, der skal markeres, skal være 2 "fra midterlinjen som vist

Det andet hul skal være 1 "fra det forrige mærke

Denne proces skal spejles over midten

Bemærk: Beslag inkluderer ekstra huller; disse kan markeres og bores ud for yderligere støtte.

Trin 5: Konstruer og monter spor

Begynd med at samle lejer og tandhjul ved hjælp af de medfølgende dele; instruktioner er inkluderet i sættet. Sporene skal trækkes stramt for at undgå at glide fra gearene; for meget spænding kan få glasfiberet til at skæve.

Trin 6: Installer blæser til chassis

Begynd med at skære et hul på 3 i midten af glasfiberarket. Dette kan udføres på flere forskellige måder, f.eks. En hulsav eller dremel. Når hullet er færdigt, placeres ventilatoren over hullet som vist og sikres med en eller anden form for klæbemiddel eller epoxy.

Trin 7: Kodning

Mikrokontrollerne, som vi brugte, er alle Arduino -komponenter.

Arduino Uno board = 2

Jumper -led fra mand til kvinde = 20

Jumper -tråde fra mand til mand = 20

L2989n motor driver = 1

nrf24l01 = 2 (vores trådløse kommunikationsenhed)

nrf24l01 = 2 (En adapter, der gør installationen lettere)

Ledningsdiagrammet viser den korrekte forbindelse, vi brugte, og den kode, der følger med den.

Trin 8: Ledningsdiagram

Trin 9: Konstruktion af robotten

Efter at basen og slidbanerne er bygget, er det sidste trin at sætte alle delene sammen.

Den vigtigste faktor er vægtfordeling, batteriet er meget tungt, så det bør være på den ene side alene. De andre komponenter skal placeres målrettet for at modvirke batteriets vægt.

Det er vigtigt at sætte elektronikken på et hjørne i midten af motorerne for at sikre, at ledningerne møder motoren uden brug af ekstra ledninger.

Den sidste forbindelse er batteriet og ESG til blæseren, dette trin er meget vigtigt. Sørg for, at batteriet og ESG er korrekt forbundet med begge positive sider, der er forbundet til hinanden. Hvis de ikke er tilsluttet korrekt, risikerer du at sprænge en sikring og ødelægge batteriet og blæseren.

Jeg tapede controllerens elektroniske dele på et panel for at holde orden, men den del er ikke en nødvendighed.