Søppelinnsamlingsrobotprototyping: 10 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Som universitetsstudenter som bor i boliger, har vi funnet ut at våre hybler ofte er hjemmet til rotete studenter som bor alene for første gang. Disse studentene er generelt for late eller uansvarlige til å plukke opp eller rydde sine egne rot. Dette problemet med generell urenhet var spesielt utbredt på badene i våre sovesaler. Med dette i tankene foreslo vi en løsning på dette problemet i form av en hendig hjelpereservrengjøringsrobot som er i stand til å skanne et rom for diverse søppel og kaste avfallet. Hovedmålene vi satte for prosjektet vårt inkluderte å lage en automatisert robot som ville samle søppel, slik at brukerne kunne angi spesifikke parametere for denne roboten, i tillegg til å gjøre den både kostnadseffektiv og enkel å bygge.

Trinn 1: Noen spesifikke mål for prosjektet vårt:

• Lag en automatisk oppladbar robot som effektivt kan feie et bestemt område av et rom og hente søppel i gulvet.
• Gjør avfallshåndtering fra roboten tilgjengelig og brukervennlig
• Lag roboten ved hjelp av rimelige materialer
• Gjør roboten liten nok til at det ikke er en stor forstyrrelse i rommet

Trinn 2: En video av vårt prosjekt i bruk

Last ned for å se en kort video av prosjektet vårt.

Trinn 3: Kjøp materialene til bygningen

For å replikere bygningen vår har vi tatt med en regning. Hvis du vil vite våre ideer om forbedring av prosessen vår og noen deler av bygningen vår, vil vi i ettertid endre den. Se den siste delen Noen ideer til forbedring, hvor du finner noen mulige endringer i materialregningen.

Trinn 4: Klipping av robotens chassis

Før du monterer komponentene til roboten, er det nødvendig med et chassis. For å skrive ut kabinettet vårt brukte vi ¼”akryl og tegnet to“10 ganger 5”rektangler i Adobe Illustrator. Disse rektanglene trenger flere kutt for dine elektriske komponenter, hjul og motorer. Se bildene ovenfor for å se hvordan vi har modellert chassis

Illustratortegningene blir deretter laserskåret på akryl og de to chassisplatene er koblet sammen med 4 1 tommer 2,5 mm skruer og 12 2,5 mm bolter. De to platene på chassiset er forbundet med skruene og boltene til hvert av de fire hjørnene på chassisplatene

Trinn 5: Montering av roboten

Når du har robotrammen, kan du begynne å legge til komponenter. Fest de 2 motorene til bakenden av chassiset ditt. Hullene i chassisrammen og flere av skruene og mutrene i størrelse ovenfra brukes til å feste motorene

Nodemcu (mikrokontroller) er koblet til motordriveren din. Denne komponenten er festet i midten av chassiset ditt. Ved siden av dette er batteripakken din festet. Spenning og jord blir deretter festet mellom sjåføren og strømkilden med m/m -hoppertrådene

For å feste motorføreren til de to motorene dine, lodd to m/m ledninger til hver motor, før ledningene gjennom det nedre chassiset og fest hver ledning til en utgangsstift på nodemcu

Skyv deretter de to hjulene på hver likestrømsmotor, og fest det tredje, mindre svinghjulet mot forsiden av det nedre chassiset, ved hjelp av fire 2,5M skruer, og fest dem gjennom de fire hullene

Robotmonteringen skal nå være fullført, for å teste funksjonaliteten last opp en enkel kommando forover (crimsonbot.forward (100)) til nodemcu

Trinn 6: Endring av vakuumsystemet

Demonter den kjøpte bærbare støvsugeren og fjern viften og motorkomponenten

Undersøk vakuumhylsteret, du vil se at et vakuum i hovedsak fungerer på komponenter, en vifte og motor, og et skall som gjør at luft kan ventileres ut og gir vakuumsuget

Målet vårt med endret vakuum er å redusere størrelsen og vekten på støvsugingskomponenten, i stedet for å bruke hele det store bærbare vakuumskallet

Begynn å modellere vakuumskallet med en 3D -modelleringsprogramvare. For vår modell brukte vi Fusion 360

3D -modellen av vårt vakuumskall besto av en enkel åpen toppsylinder i to deler, den ene siden som skulle lufte ut luft og den andre som var solid. Sørg for å legge igjen et hull på bunnen av sylinderen for å passe den rundt motoren og viften. Det kan være vanskelig å finne de riktige målingene for kabinettet, og hvis du eier et tykkelse, anbefaler vi å bruke dem

Du vil holde montering av skallet tett rundt motoren og viften for å oppnå bedre sug

Trinn 7: Montering av vakuumsystemet

Monteringen av vakuumsystemet er ganske enkelt. Alt som er nødvendig er å feste de to sidene av den trykte vakuumkomponenten rundt viften og motoren du fjernet fra det bærbare vakuumet. For montering brukte vi varmt lim, men et sterkere lim som epoksy kan gi mer sug

Deretter bør du legge til en filtreringskomponent på forsiden av komponenten, dette vil beskytte viften mot store søppelbiter mens den fortsatt har støvsugingskraft. Fest denne posen (vi brukte filterposen fra det bærbare vakuumet) på forsiden av vakuumkomponenten med samme limtype som ble brukt i forrige trinn

For beholderen som inneholder oppsamlet søppel brukte vi armen til det bærbare vakuumet. Dette passet godt med filteret og bitene vi hadde 3D -trykt. Dette stykket er ikke limt eller forbundet på andre måter enn friksjon. Dette gjør at munnstykket kan fjernes og søppel kan kastes

Trinn 8: Legge til vakuumsystemet i roboten

For å legge vakuumkomponenten til roboten må det øvre nivået av chassiset først fjernes. Etterpå er vakuumkomponenten festet til toppen av det nedre chassisnivået. Det er viktig å sørge for at enden av vakuumdysen er i nivå med gulvet (dette skyldes hovedsakelig vakuumets lave effekt). Vakuumkomponenten festes til det nedre chassisnivået igjen ved hjelp av varmt lim, og vinkelen den hviler på lar dysen berøre bakken

Trinn 9: Kjøre roboten med koden

Nå er det på tide å teste renovasjonsroboten. Finn et rom med dimensjoner du kjenner, eller mål dimensjonene til et rom du ikke gjør. Rediger deretter pythonkoden med riktige avstander for rommet ditt. Last opp koden til nodemcu, og se enheten kjøre. Fordi vakuumet strekker seg forbi chassiset, er bevegelser ikke alltid nøyaktige, og det kan hende at det må foretas noen redigeringer for å få roboten til å kjøre konsekvent

I dette trinnet er koden vi brukte for nodemcu og robot. All koding ble opprettet ved hjelp av python gjennom VisialStudioCode

Trinn 10: Refleksjon over prosjektet vårt - Noen ideer til forbedring:

Hva vi lærte av bygningen vår:

Som en gruppe testet vi det meste med koden vår på en annen størrelse robot og chassis, men da vi byttet til vårt faktiske chassis med vakuumkomponenten fant vi svingradius og måten roboten beveget seg på var veldig forskjellig og koden måtte bli endret

Motoren og viften vi gjenopprettet fra det bærbare vakuumet var relativt lav effekt. Dette førte til at vi monterte vakuumdysen veldig nær bakken. Det kan ha vært mer effektivt å ha funnet en kraftig støvsugingsmetode

Noen ganger var det under monteringen av roboten vår, hvor målinger eller forbindelser mellom komponenter ikke var nøyaktige. Dette førte til noen problemer når vi testet koden vår