Tạo mẫu robot thu gom rác: 10 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Là sinh viên đại học sống trong khu nhà ở, chúng tôi nhận thấy rằng ký túc xá của chúng tôi thường là nơi ở của những sinh viên lộn xộn, những người lần đầu tiên sống một mình. Những học sinh này nói chung là quá lười biếng hoặc thiếu trách nhiệm để nhặt hoặc dọn dẹp đống bừa bộn của mình. Vấn đề ô uế nói chung này đặc biệt phổ biến trong phòng tắm của các ký túc xá của chúng tôi. Với suy nghĩ này, chúng tôi đã đề xuất một giải pháp cho vấn đề này dưới dạng một robot dọn rác trợ giúp tiện dụng có khả năng quét phòng để tìm rác linh tinh và xử lý rác đã nói. Các mục tiêu chính mà chúng tôi đặt ra cho dự án của mình bao gồm việc tạo ra một robot tự động có thể thu gom rác, cho phép người dùng thiết lập các thông số cụ thể cho robot này, cũng như làm cho nó vừa tiết kiệm chi phí vừa đơn giản để chế tạo.

Bước 1: Một số mục tiêu cụ thể của dự án của chúng tôi:

• Tạo một robot có thể sạc lại tự động có thể quét một cách hiệu quả một khu vực của căn phòng và nhặt bất kỳ thùng rác nào của tầng đó.
• Làm cho việc xử lý thùng rác từ bên trong robot có thể truy cập được và thân thiện với người dùng
• Tạo robot bằng vật liệu giá rẻ
• Làm cho robot đủ nhỏ để nó không gây xáo trộn lớn trong không gian của nó

Bước 2: Video về Dự án của chúng tôi đang hoạt động

Vui lòng tải xuống để xem video ngắn gọn về dự án của chúng tôi.

Bước 3: Mua vật liệu để xây dựng

Để tái tạo công trình của chúng tôi, chúng tôi đã bao gồm một hóa đơn vật liệu. Nếu bạn muốn biết ý tưởng của chúng tôi về việc cải thiện quy trình của chúng tôi và một số phần trong công trình xây dựng của chúng tôi, chúng tôi sẽ xem xét lại sự thay đổi, vui lòng tham khảo phần cuối cùng Một số Ý tưởng Cải tiến, nơi bạn sẽ tìm thấy một số thay đổi có thể xảy ra đối với hóa đơn vật liệu.

Bước 4: Cắt khung rô-bốt

Trước khi lắp ráp các bộ phận cho robot, cần phải có khung gầm. Để in khung của chúng tôi, chúng tôi đã sử dụng ¼”acrylic và vẽ hai hình chữ nhật“10 x 5”trong Adobe Illustrator. Những hình chữ nhật này sẽ cần một số chi tiết cắt cho các bộ phận điện, bánh xe và động cơ của bạn. Xem những hình ảnh trên để biết chúng tôi đã mô hình hóa khung gầm như thế nào

Các bản vẽ minh họa sau đó được cắt laser trên acrylic và hai tấm khung được kết nối bằng 4 vít 1 inch 2,5mm và 12 bu lông 2,5mm. Hai tấm khung được nối với nhau bằng vít và bu lông vào bốn góc của tấm khung

Bước 5: Lắp ráp Robot

Khi bạn đã có khung robot, bạn có thể bắt đầu thêm các thành phần. Gắn 2 động cơ vào cuối khung sau của bạn. Các lỗ trên khung gầm và một số vít và đai ốc có kích thước từ phía trên được sử dụng để cố định động cơ

Nodecu (bộ điều khiển vi mô) được kết nối với trình điều khiển động cơ của bạn. Thành phần này được gắn vào giữa khung máy của bạn. Bên cạnh bộ pin của bạn được gắn vào. Điện áp và mặt đất sau đó được gắn giữa trình điều khiển và nguồn điện của bạn bằng các dây nhảy m / m

Để gắn trình điều khiển động cơ của bạn vào hai động cơ, hãy hàn hai dây m / m vào mỗi động cơ, luồn các dây qua khung dưới và gắn mỗi dây vào một chốt đầu ra trên nút bấm

Tiếp theo, chỉ cần trượt hai bánh xe lên mỗi động cơ một chiều và gắn bánh xe xoay thứ ba, nhỏ hơn vào phía trước của khung dưới, sử dụng bốn vít 2,5M và gắn chúng qua bốn lỗ

Việc lắp ráp rô-bốt bây giờ đã hoàn tất, để kiểm tra chức năng, hãy tải lên một lệnh chuyển tiếp đơn giản (crimsonbot.osystem (100)) tới nút của bạn

Bước 6: Thay đổi hệ thống chân không

Tháo rời máy hút bụi cầm tay đã mua của bạn và tháo bộ phận quạt và động cơ

Kiểm tra vỏ vỏ chân không, bạn sẽ thấy rằng chân không về cơ bản hoạt động bằng cách sử dụng các thành phần, quạt và động cơ, và vỏ vỏ cho phép không khí được thoát ra ngoài và tạo ra lực hút chân không

Mục tiêu của chúng tôi với việc lắp ráp chân không đã thay đổi là giảm kích thước và trọng lượng của bộ phận hút bụi của chúng tôi, thay vì sử dụng toàn bộ vỏ chân không di động lớn

Bắt đầu tạo mô hình vỏ chân không bằng phần mềm mô hình 3D. Đối với mô hình của chúng tôi, chúng tôi đã sử dụng Fusion 360

Mô hình 3D của vỏ chân không của chúng tôi bao gồm một hình trụ mở đơn giản ở trên thành hai phần, một bên sẽ thoát khí và bên kia là rắn. Đảm bảo để lại một lỗ trên đáy xi lanh của bạn để lắp nó xung quanh động cơ và quạt của bạn. Việc tìm kiếm các phép đo phù hợp cho vỏ của bạn có thể khó khăn và nếu bạn sở hữu một cặp thước cặp, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng chúng

Bạn muốn giữ chặt phần vỏ bao quanh động cơ và quạt để hút tốt hơn

Bước 7: Lắp ráp hệ thống chân không

Việc lắp ráp hệ thống chân không của bạn khá đơn giản. Tất cả những gì cần thiết là gắn hai mặt của bộ phận chân không đã in của bạn xung quanh quạt và động cơ mà bạn đã tháo ra khỏi máy hút di động. Để lắp ráp, chúng tôi đã sử dụng keo nóng, tuy nhiên, một chất kết dính mạnh hơn như epoxy có thể cung cấp nhiều lực hút hơn

Tiếp theo, bạn nên thêm một bộ phận lọc ở mặt trước của bộ phận, điều này sẽ bảo vệ quạt khỏi những mảnh rác lớn trong khi vẫn có công suất hút bụi. Đính kèm túi này (chúng tôi đã sử dụng túi lọc từ máy hút di động) ở mặt trước của bộ phận chân không của bạn với cùng loại chất kết dính được sử dụng ở bước trước

Đối với thùng chứa rác đã thu gom, chúng tôi sử dụng cánh tay của máy hút di động. Điều này rất phù hợp với bộ lọc và các mảnh chúng tôi đã in 3d. Phần này không được dán hoặc kết nối bằng bất kỳ phương tiện nào khác ngoài ma sát. Điều này cho phép tháo vòi phun và vứt rác

Bước 8: Thêm Hệ thống hút chân không vào Robot

Để thêm bộ phận chân không vào rô bốt, trước tiên phải tháo phần trên của khung. Sau đó, bộ phận chân không được gắn vào đầu của mức khung gầm thấp hơn. Điều quan trọng là đảm bảo phần cuối của vòi hút chân không ngang bằng với sàn nhà (điều này chủ yếu là do công suất thấp của chân không). Bộ phận chân không được gắn lại vào mức khung gầm thấp hơn bằng cách sử dụng keo nóng và góc đặt nó cho phép vòi phun chạm đất

Bước 9: Chạy Robot bằng mã của nó

Bây giờ đã đến lúc thử nghiệm rô bốt xử lý rác. Tìm một căn phòng có kích thước mà bạn biết hoặc đo kích thước của căn phòng mà bạn không biết. Tiếp theo, chỉnh sửa mã python với các khoảng cách chính xác cho phòng của bạn. Tải mã lên gật đầu của bạn và xem thiết bị của bạn chạy. Bởi vì chân không kéo dài qua khung máy, các chuyển động không phải lúc nào cũng chính xác và có thể cần thực hiện một số chỉnh sửa để robot hoạt động ổn định

Cung cấp trong bước này là mã chúng tôi đã sử dụng cho nút và rô-bốt của mình. Tất cả mã hóa được tạo bằng python thông qua VisialStudioCode

Bước 10: Suy ngẫm về Dự án của Chúng tôi - Một số Ý tưởng Cải tiến:

Những gì chúng tôi học được từ quá trình xây dựng của mình:

Là một nhóm, chúng tôi đã thực hiện hầu hết thử nghiệm với mã của mình trên một rô-bốt và khung gầm có kích thước khác nhau, tuy nhiên khi chuyển sang khung gầm thực tế với thành phần chân không, chúng tôi nhận thấy bán kính quay và cách rô-bốt di chuyển rất khác nhau và mã cần thiết để được thay đổi

Động cơ và quạt mà chúng tôi phục hồi từ máy hút di động có công suất tương đối thấp. Điều này dẫn đến việc chúng tôi gắn vòi hút chân không rất gần với mặt đất. Nó có thể hiệu quả hơn nếu đã tìm ra một phương pháp hút bụi mạnh mẽ

Đôi khi trong quá trình lắp ráp rô bốt của chúng tôi, các phép đo hoặc kết nối giữa các bộ phận không chính xác. Điều này dẫn đến một số vấn đề khi kiểm tra mã của chúng tôi

Một số ý tưởng để cải thiện: