Robot hút chân không tự làm: 20 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Đây là Robot hút chân không đầu tiên của tôi, mục đích chính là cho phép mọi người có một robot lau nhà mà không phải trả quá nhiều tiền, để tìm hiểu cách chúng hoạt động, chế tạo một robot đẹp mà bạn có thể sửa đổi, cập nhật và lập trình tùy thích, và tất nhiên là để hút sạch tất cả những sợi lông tơ khó chịu đó.

Dự án này nhằm mục đích dễ xây dựng nhất có thể vì tất cả các yếu tố và bộ phận đều dễ dàng tìm thấy trên Digikey, eBay, Amazon, v.v.

Toàn bộ khung được thiết kế bằng Solidworks để nó có thể được in 3D.

Hiện tại nó sử dụng Arduino Uno (nếu bạn không thích nó quá, bạn có thể dễ dàng thay đổi nó cho một bộ điều khiển vi mô khác, tôi quyết định sử dụng nó vì mục tiêu của tôi là bất kỳ ai cũng có thể thực sự chế tạo nó), động cơ kim loại vi mô, cánh quạt quạt, cảm biến hồng ngoại và mô-đun trình điều khiển tương ứng.

Một số khác cắn bụi!

Bước 1: Vật liệu

Vì vậy, trước tiên tôi sẽ xác định tất cả các tài liệu mà tôi đã sử dụng và sau đó, tôi sẽ đề xuất các tùy chọn khác có hành vi tương tự.

Bộ điều khiển:

• 1 x Arduino Uno Board (hoặc tương tự) (DigiKey)
• 1 x Mô-đun trình điều khiển IRF520 MOS FET (Aliexpress)
• 1 x Trình điều khiển động cơ kép L298 cầu H (Aliexpress)

Bộ truyền động:

• 2 x Micro Metal Gearmotor HP 6V 298: 1 (DigiKey)
• 1 x Cặp giá đỡ động cơ bánh răng bằng kim loại siêu nhỏ (Pololu)
• 1 x Bánh xe 42 × 19mm Cặp (DigiKey)
• 1 x Quạt thổi AVC BA10033B12G 12V hoặc tương tự (động cơ BCB1012UH Neato) (Ebay, NeatoOption)

Cảm biến:

2 x Cảm biến khoảng cách sắc nét GP2Y0A41SK0F (4 - 30cm) (DigiKey)

Quyền lực:

• 1 x ZIPPY Nhỏ gọn 1300mAh 3S 25C Lipo Pack (Sở thích)
• 1 x Bộ sạc pin LiPo 3s (Bộ sạc Amazon)
• Điện trở 1 x 1k Ohm
• Chiết áp nhỏ 1 x 2k Ohm

in 3d:

• Máy in 3D có kích thước in tối thiểu là 21 L x 21 W cm.
• PLA Fillament hoặc tương tự.
• Nếu chưa có, bạn có thể in tệp của mình trên 3DHubs.

Các vật liệu khác:

• 20 x M3 bu lông với (đường kính 3mm)
• 20 x đai ốc M3
• 2 x # 8-32 x 2 IN bu lông với đai ốc và vòng đệm.
• 1 x túi lọc chân không (loại vải)
• 1 x Ball Caster với 3/4 ″ Bóng nhựa hoặc Kim loại (Pololu)
• 2 nút bấm (Aliexpress)
• 1 x Công tắc Bật / Tắt

Công cụ:

• Cái vặn vít
• Sắt hàn
• Kìm
• Cây kéo
• Cáp (3m)

Bước 2: Nó hoạt động như thế nào?

Phần lớn các máy hút có động cơ với quạt. Khi các cánh quạt quay, chúng sẽ đẩy không khí về phía trước, về phía cửa xả. Ở cổng xả, nó có một bộ lọc giúp ngăn chặn các hạt bụi bị ném đi một lần nữa.

Robot hút bụi hoạt động như thế nào?

Nguyên tắc khá tương tự nhưng như bạn có thể thấy trong hình thứ hai, động cơ quạt đang ở bước cuối cùng có nghĩa là bụi không được dẫn qua nó. Không khí được hút đầu tiên được lọc và sau đó được đẩy về phía cửa xả.

Sự khác biệt chính giữa mỗi loại máy hút bụi là rô bốt có một bộ vi điều khiển và cảm biến cho phép rô bốt đưa ra quyết định để nó có thể tự động hút bụi trong phòng của bạn. Hầu hết các robot hút bụi hiện nay đều có các thuật toán thực sự tốt được tích hợp sẵn, chẳng hạn như chúng có thể lập bản đồ căn phòng của bạn để chúng có thể vạch ra đường đi và thực hiện dọn dẹp nhanh hơn. Chúng cũng có các tính năng khác như bàn chải bên, phát hiện va chạm, quay trở lại đế sạc của nó, v.v.

Bước 3: Về thành phần…

Như tôi đã nói ở phần đầu, tôi sẽ giải thích nhiều nhất có thể để mọi người có thể hiểu, nhưng nếu bạn đã biết những điều cơ bản, vui lòng bỏ qua bước này.

Cái quạt

Điều quan trọng nhất của máy hút là chọn quạt phù hợp với CFM (Luồng không khí feet khối trên phút), đó là lực của luồng không khí này trên bề mặt hút bụi bẩn và di chuyển đến túi hoặc hộp chứa bụi. Do đó, luồng gió càng nhiều thì khả năng làm sạch của máy hút bụi [BestVacuum.com] càng tốt. Hầu hết các máy hút bụi lớn sử dụng hơn 60 CFM nhưng vì chúng tôi đang sử dụng pin nhỏ, chúng tôi có thể sử dụng ít nhất 35 CFM. Quạt AVC mà tôi sẽ sử dụng có 38 CFM [AVC link] và nó thực sự có rất nhiều công suất, nhưng bạn có thể sử dụng bất kỳ loại nào có cùng kích thước (Xem hình 1).

Trình điều khiển quạt

Vì chúng ta cần một cách để điều khiển bất cứ khi nào Quạt Bật hoặc Tắt, chúng ta cần một Trình điều khiển. Tôi sẽ sử dụng MOS-FET IRF520 về cơ bản hoạt động như một công tắc, bất cứ khi nào nó nhận được tín hiệu từ microntroller, nó sẽ cung cấp điện áp đầu vào cho đầu ra (Quạt). (Xem hình 2)

Cầu chữ H

Đối với động cơ, chúng ta sẽ cần một cái gì đó khác một chút so với Trình điều khiển quạt vì bây giờ chúng ta sẽ cần điều khiển hướng của từng động cơ. Cầu H là một loạt các bóng bán dẫn cho phép chúng ta điều khiển dòng điện hiện tại và bằng cách điều khiển nó, chúng ta sẽ có thể điều khiển hướng động cơ. L298 là một cầu nối H khá tốt có thể cung cấp 2A cho mỗi kênh, vì vậy đối với động cơ của chúng tôi, nó sẽ rất hoàn hảo! Một ví dụ khác là L293D nhưng điều đó chỉ cung cấp cho chúng tôi 800mA trên mỗi kênh. (Hình 3 mô tả khái niệm cầu chữ H)

Bước 4: Thiết kế

Thiết kế của robot được thực hiện trong SolidWorks, nó bao gồm 8 tệp.

Bước này tốn nhiều thời gian nhất vì tất cả rô bốt đều được làm từ đầu, xét đến cản, thùng chứa, bộ lọc, v.v.

Tổng kích thước của robot là 210mm x 210 mm x 80mm.

Bước 5: In 3d

Giải thưởng lớn trong cuộc thi Robotics 2017

Giải nhì trong cuộc thi Thiết kế ngay: Đang chuyển động