Veggklatrerobot: 9 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Veggklatreroboten tjener til å tilby en alternativ inspeksjon av vegger gjennom bruk av mekaniske og elektriske systemer. Roboten tilbyr et alternativ til bekostning og farer ved å ansette mennesker for å inspisere vegger i høye høyder. Roboten vil kunne tilby live feed og lagring for dokumentasjon av inspeksjonene via bluetooth. Sammen med inspeksjonsaspektet til roboten, vil den kunne styres gjennom sendere og mottakere. Ved bruk av en vifte som produserer skyvekraft og sug, kan roboten klatre vinkelrett på en overflate.

Rekvisita

Sokkel og deksel:

- Glassfiber: Brukes til å lage chassiset

- Harpiks: Brukes med glassfiber for å lage chassiset

Robot:

- OTTFF Robot Tank Kit: Tankbaner og motorfester

- DC -motor (2): Brukes til å kontrollere robotbevegelser

- Impeller og kontakter: Produserer luftstrøm for å holde roboten på veggen

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

Elektrisk:

- Arduino: Kretskort og programvare for koding av viften, motorer og trådløst signal

- Joystick: Brukes til å kontrollere DC -motorene for å drive roboten

- WIFI -mottaker: Leser data fra senderen og sender den gjennom Arduino til motorene

- WIFI Transceiver: Registrerer data fra styrespaken og sender dem til mottakeren over et langt avstand

- Kvinnelige og mannlige kontakter: Brukes til å koble de elektriske komponentene

- WIFI -antenner: Brukes til å øke tilkoblingssignalet og avstanden for mottaker og mottaker

- HobbyStar LiPo -batteri: Brukes til å drive viften og andre mulige elektriske komponenter

Trinn 1: Forstå teorien

For å bedre forstå utstyrsvalget, er det best å først diskutere teorien bak Wall Climbing Robot.

Det er flere forutsetninger som må gjøres:

• Roboten opererer på en tørr betongvegg.
• Viften går på full effekt.
• Kroppen til roboten forblir helt stiv under drift.
• Jevn luftstrøm gjennom viften

Mekanisk modell

Variabler er som følger:

• Avstand mellom massesenteret og overflaten, H = 3 in = 0,0762 m
• Halvparten av robotens lengde, R = 7 in = 0,1778 m
• Robotens vekt, G = 14,7 N
• Statisk friksjonskoeffisient - antatt grov plast på betong, μ = 0,7
• Kraft generert av viften, F = 16,08 N

Ved å bruke ligningen vist i bildet ovenfor, løser du for kraften som genereres av trykkforskjellen, P = 11,22 N

Denne verdien er vedheftskraften som må genereres av viften for å la roboten forbli på veggen.

Væskemodell

Variabler er som følger:

• Endring i trykk (ved bruk av P fra den mekaniske modellen og området til vakuumkammeret) Δp = 0,613 kPa
• Tetthet av væske (luft), ⍴ = 1000 kg/m^3
• Friksjonskoeffisient av overflate,? = 0,7
• Indre radius av vakuumkammer, r_i = 3,0 tommer = 0,0762 m
• Ytre radius av vakuumkammeret, r_o = 3,25 in = 0,0826
• Klaring, h = 5 mm

Ved å bruke ligningen vist ovenfor, løser du den volumetriske strømningshastigheten, Q = 42 l/min

Dette er den nødvendige strømningshastigheten som viften må produsere for å generere den nødvendige trykkforskjellen. Den valgte viften oppfyller dette kravet.

Trinn 2: Opprette basen

Glassfiber ble raskt et vesentlig materiale i konstruksjonen av basen. Det er billig og ganske enkelt å jobbe med, i tillegg til at det er ekstremt lett, noe som er veldig viktig for applikasjonen.

Det første trinnet i å lage denne basen er å måle den. For applikasjonen vår brukte vi en dimensjon på 8 "x 8". Materialet vist på bildene ovenfor er kjent som E-glass. Det er ganske billig og kan komme i store mengder. Når du måler, er det viktig å gi ekstra 2+ tommer for å sikre at det er rikelig med materiale som skal kuttes til ønsket form.

For det andre, sikre noe som kan brukes til å forme glassfiber til en glatt, jevn overflate; for dette brukte laget en stor metallplate. Verktøyet må være forberedt før herdingsprosessen påbegynnes. Et verktøy kan være en hvilken som helst stor flat overflate.

Begynn med å pakke inn et dobbeltsidig lim, helst i form av en firkant, så stor du trenger. Forbered deretter en filament og legg de tørre kuttene av glassfiber på toppen av den. Overfør alle elementene til verktøyet.

Merk: Du kan stable de kuttede glassfiberbitene for å legge til tykkelse på sluttproduktet.

Neste: du vil blande harpiksen og katalysatoren på riktig måte, hver harpiks er forskjellig og vil kreve at brukerhåndboken blander porsjoner riktig med katalysatoren. Hell harpiksen over glasset til alle tørre deler av glasset er våte med harpiks. Klipp deretter av overflødig filament. Etter at det er gjort, legg til et annet stykke film og deretter en glassfiberduk som dekker hele produktet. Etterpå legger du til en pusteduk.

Nå er det på tide å dekke hele operasjonen med en plastfolie. Men før dette kan skje, må en bruddsenhet legges til. Denne enheten vil sitte under plasten slik at en vakuumpumpe kan tilsettes.

Fjern limet beskyttende brune dekselet og trykk plastdekselet ned slik at det er limet som gjør en vakuumtett forsegling på torget. Skjær deretter et hull i midten av verktøyet under slik at en slange kan kobles til. Slå på vakuumet for å fjerne luft og lage en flat overflate og et godt sammensatt produkt.

Trinn 3: Robotmobilitet

For å få roboten til å bevege seg opp og ned på veggen, bestemte vi oss for å bruke tankbaner fra et relativt billig Arduino -tanksett. Dette settet inkluderte alle verktøy og festemidler som trengs for å sikre sporene og motorene. Det svarte metallchassiset ble kuttet for å lage festebraketter; dette ble gjort for å redusere mengden ekstra festemidler, ettersom alle de nødvendige var inkludert.

Instruksjonene nedenfor viser hvordan brakettene ble kuttet:

• Bruk en linjal for å markere midtpunktet på chassiset
• Tegn en horisontal og vertikal linje gjennom midten
• Skjær forsiktig langs disse linjene, gjerne med en båndsag eller et annet metallblad
• Avrund eventuelle skarpe kanter med et slipeskive

De ferdige brakettene vises i det følgende trinnet.

Trinn 4: Monter braketter for tanktracks

Begynn med å markere senterlinjene på glassfiberarket; disse vil være referansen. Kutt de følgende hullene med en 1/8 borekrone. Alle braketter må være i flukt med robotens ytre kant som vist.

Det første hullet som må merkes bør være 2 "fra senterlinjen som vist

Det andre hullet skal være 1 "fra forrige merke

Denne prosessen bør speiles over midten

Merk: Braketter inkluderer flere hull; disse kan merkes og bores ut for ekstra støtte.

Trinn 5: Konstruer og monter spor

Begynn med å montere lagre og tannhjul ved hjelp av de medfølgende delene; instruksjonene er inkludert i settet. Sporene bør trekkes tett for å unngå å skli fra girene; for mye spenning kan føre til at glassfiber blir vridd.

Trinn 6: Installer viften i kabinettet

Begynn med å kutte et hull med en diameter på 3 i midten av glassfiberarket. Dette kan gjøres på flere forskjellige måter, for eksempel en hullsag eller dremel. Når hullet er ferdig, plasser viften over hullet som vist og fest med noen form for lim eller epoksy.

Trinn 7: Koding

Mikrokontrollerne som vi brukte er alle Arduino -komponenter.

Arduino Uno -brett = 2

Hoppertråder fra mann til hunn = 20

Hoppeledninger fra mann til mann = 20

L2989n motordriver = 1

nrf24l01 = 2 (vår trådløse kommunikasjonsenhet)

nrf24l01 = 2 (En adapter som gjør installasjonen enklere)

Koblingsskjemaet viser riktig tilkobling vi brukte og koden som følger med den.

Trinn 8: Ledningsdiagram

Trinn 9: Konstruere roboten

Etter at basen og slitebanen er bygget, er det siste trinnet å sette sammen alle delene.

Den viktigste faktoren er vektfordeling, batteriet er veldig tungt, så det bør være på den ene siden alene. De andre komponentene bør plasseres målrettet for å motvirke batteriets vekt.

Å sette elektronikken på ett hjørne i midten av motorene er viktig for å sikre at ledningene møter motoren uten bruk av ekstra ledninger.

Den siste tilkoblingen er batteriet og ESG til viften, dette trinnet er veldig viktig. Sørg for at batteriet og ESG er riktig tilkoblet med begge positive sider koblet til hverandre. Hvis de ikke er riktig tilkoblet, risikerer du å blåse en sikring og ødelegge batteriet og viften.

Jeg teipet kontrollerenes elektroniske deler på et panel for å holde orden, men den delen er ikke en nødvendighet.