نمونه سازی ربات جمع آوری زباله: 10 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

به عنوان دانشجوی دانشگاهی که در مسکن مسکونی زندگی می کند ، متوجه شده ایم که خوابگاه های ما اغلب محل زندگی دانش آموزان آشفته ای است که برای اولین بار به تنهایی زندگی می کنند. این دانش آموزان به طور کلی بیش از حد تنبل یا غیرمسئول هستند که آشغالهای خود را جمع آوری یا تمیز کنند. این مشکل ناخالصی عمومی به طور خاص در حمام های خوابگاه های ما رایج بود. با در نظر گرفتن این موضوع ، ما راه حلی برای این مشکل در قالب یک روبات تمیز کننده سطل زباله دستی ارائه می دهیم که قادر به اسکن اتاق برای یافتن زباله های متفرقه و دفع زباله های گفته شده است. اهداف اصلی که ما برای پروژه خود تعیین کردیم شامل ایجاد یک ربات خودکار بود که سطل زباله را جمع آوری می کرد ، به کاربران اجازه می داد تا پارامترهای خاصی را برای این ربات تعیین کنند ، همچنین ساخت آن هم مقرون به صرفه و هم ساده است.

مرحله 1: برخی از اهداف خاص پروژه ما:

• یک ربات قابل شارژ خودکار ایجاد کنید که بتواند به طور م aثر قسمتی از اتاق را جارو کند و هرگونه زباله از آن طبقه را جمع آوری کند.
• سطل زباله را از داخل ربات در دسترس و کاربرپسند قرار دهید
• ایجاد ربات با استفاده از مواد کم هزینه
• ربات را به اندازه کافی کوچک کنید تا در فضای خود اختلال بزرگی ایجاد نشود

مرحله 2: ویدئویی از پروژه ما در عمل

لطفاً برای مشاهده یک فیلم کوتاه از پروژه ما ، بارگیری کنید.

مرحله 3: مواد مورد نیاز را خریداری کنید

به منظور تکرار ساخت خود ، ما یک صورتحساب مواد را اضافه کرده ایم. اگر می خواهید ایده های ما را در مورد بهبود فرایند و برخی از قسمتهای ساختمان ما بدانید ، ما باید به صورت گذشته نگر تغییر دهیم ، لطفاً به قسمت آخر برخی از ایده ها برای بهبود مراجعه کنید ، جایی که تغییرات احتمالی را در قبال مواد پیدا خواهید کرد.

مرحله 4: برش شاسی روبات ها

قبل از مونتاژ اجزای ربات ، به یک شاسی نیاز است. برای چاپ شاسی خود از اکریلیک ¼ استفاده کردیم و دو مستطیل 10 در 5 در Adobe Illustrator رسم کردیم. این مستطیل ها نیاز به چندین برش برای قطعات برقی ، چرخ ها و موتورهای شما دارند. برای مشاهده نحوه مدل سازی شاسی ، تصاویر بالا را مشاهده کنید

سپس نقشه های تصویری با لیزر روی اکریلیک بریده می شوند و دو صفحه شاسی با استفاده از 4 پیچ 1 اینچی 2.5 میلی متری و 12 پیچ 2.5 میلی متری به هم متصل می شوند. دو صفحه شاسی با پیچ و مهره به هر یک از چهار گوشه صفحات شاسی متصل می شوند

مرحله 5: مونتاژ ربات

هنگامی که فریم ربات خود را دارید می توانید افزودن اجزا را شروع کنید. 2 موتور را به قسمت پشتی شاسی خود وصل کنید. سوراخ های موجود در قاب شاسی و چندین پیچ و مهره از بالا برای محکم کردن موتورها استفاده می شود

nodemcu (میکروکنترلر) نسبت به راننده موتور شما متصل است. این قسمت در وسط شاسی شما متصل شده است. در کنار این بسته باتری شما متصل شده است. سپس ولتاژ و زمین بین درایور و منبع تغذیه با سیم های بلوز m/m متصل می شوند

برای اتصال راننده موتور به دو موتور خود ، دو سیم بر متر بر متر را به هر موتور لحیم کنید ، سیم ها را از طریق شاسی پایینی تغذیه کرده و هر سیم را به یک پین خروجی در nodemcu وصل کنید

سپس به سادگی دو چرخ را روی هر موتور dc بکشید و سومین چرخنده کوچک تر را با استفاده از چهار پیچ 2.5M به جلو در قسمت جلوی شاسی پایین متصل کرده و آنها را از طریق چهار سوراخ متصل کنید

اکنون مجموعه ربات باید کامل باشد ، برای آزمایش عملکرد ، یک دستور ساده ساده به جلو (crimsonbot.forward (100)) را در nodemcu خود بارگذاری کنید

مرحله 6: تغییر سیستم خلاء

جاروبرقی قابل حمل خریداری شده را جدا کرده و قسمت فن و موتور را بردارید

بدنه پوسته خلاء را بررسی کنید ، خواهید دید که خلاء اساساً با استفاده از قطعات ، فن و موتور و پوشش پوسته ای که اجازه می دهد هوا خارج شود و مکش خلاء را انجام می دهد

هدف ما با تغییر مجموعه خلا این بود که به جای استفاده از کل پوسته خلاء قابل حمل بزرگ ، اندازه و وزن اجزای جاروبرقی خود را کاهش دهیم

مدل سازی پوسته خلاء را با یک نرم افزار مدل سازی سه بعدی شروع کنید. برای مدل ما از Fusion 360 استفاده کردیم

مدل سه بعدی پوسته خلاء ما از یک استوانه ساده باز بالا در دو قسمت تشکیل شده بود ، یک طرف هوا را بیرون می زد و طرف دیگر آن جامد بود. مطمئن شوید که سوراخی در قسمت پایین سیلندر خود قرار داده اید تا آن را در اطراف موتور و فن خود قرار دهید. یافتن اندازه های مناسب برای پوشش شما می تواند مشکل باشد و اگر شما دارای یک جفت کولیس هستید ، توصیه می کنیم از آنها استفاده کنید

شما می خواهید اتصالات پوسته را در اطراف موتور و فن محکم نگه دارید تا به مکش بهتر برسید

مرحله 7: مونتاژ سیستم خلاء

مونتاژ سیستم خلاء شما بسیار ساده است. تنها چیزی که لازم است این است که دو طرف قطعه خلاء چاپ شده خود را به دور فن و موتوری که از خلاء قابل حمل برداشته اید متصل کنید. برای مونتاژ از چسب داغ استفاده کردیم ، اما چسب قوی تری مانند اپوکسی ممکن است مکش بیشتری ایجاد کند

در مرحله بعد باید یک جزء فیلتر کننده را در قسمت جلویی کامپوننت خود اضافه کنید ، در حالی که هنوز قدرت جاروبرقی را دارید ، فن را از قطعات بزرگ زباله محافظت می کند. این کیسه (ما از کیسه فیلتر از خلاء قابل حمل استفاده کردیم) را در جلوی جزء خلاء خود با همان نوع چسب مورد استفاده در مرحله قبل وصل کنید

برای محفظه ای که زباله های جمع آوری شده را نگه می دارد ، از بازوی خلاء قابل حمل استفاده کردیم. این به خوبی با فیلتر و قطعاتی که به صورت سه بعدی چاپ کرده بودیم مناسب بود. این قطعه به غیر از اصطکاک به هیچ وجه چسبانده یا متصل نمی شود. این باعث می شود نازل برداشته شود و زباله ها دور ریخته شوند

مرحله 8: افزودن سیستم خلاء به ربات

برای افزودن جزء خلاء به ربات ، ابتدا سطح بالای شاسی باید برداشته شود. پس از آن ، جزء خلاء به بالای سطح شاسی پایین متصل می شود. مهم است که مطمئن شوید انتهای نازل خلاء با سطح زمین یکسان است (این عمدتا به دلیل قدرت کم خلاء است). جزء خلاء مجدداً با استفاده از چسب حرارتی به سطح شاسی پایینی متصل می شود و زاویه ای که در آن قرار دارد به نازل اجازه می دهد تا زمین را لمس کند

مرحله 9: اجرای ربات با کد آن

اکنون زمان آزمایش ربات دفع زباله است. اتاقی با ابعادی که می شناسید پیدا کنید یا ابعاد اتاقی را که نمی دانید اندازه بگیرید. در مرحله بعد ، کد پایتون را با فاصله های مناسب برای اتاق خود ویرایش کنید. کد را در nodemcu خود بارگذاری کرده و عملکرد دستگاه خود را مشاهده کنید. از آنجا که خلاء از شاسی فراتر می رود ، حرکات همیشه دقیق نیستند و ممکن است نیاز به برخی از ویرایش ها باشد تا ربات به طور مداوم کار کند

در این مرحله کد ارائه شده برای nodemcu و ربات ارائه شده است. تمام برنامه نویسی با استفاده از پایتون از طریق VisialStudioCode ایجاد شده است

مرحله 10: تأمل در پروژه ما - چند ایده برای بهبود:

آنچه از ساختار خود آموختیم:

ما به عنوان یک گروه بیشتر آزمایش خود را با کد خود روی ربات و شاسی با اندازه های مختلف انجام دادیم ، اما وقتی به شاسی واقعی خود با جزء خلاء تغییر دادیم ، متوجه شدیم که شعاع چرخش و نحوه حرکت روبات بسیار متفاوت است و کد مورد نیاز تغییر داده شود

موتور و پنکه ای که از خلاء قابل حمل بازیابی کردیم قدرت نسبتاً کمی داشت. این باعث شد که نازل خلاء را بسیار نزدیک به زمین نصب کنیم. شاید یافتن یک روش جاروبرقی قدرتمند م effectiveثرتر باشد

بعضی اوقات در هنگام مونتاژ ربات ما وجود داشت ، جایی که اندازه گیری ها یا اتصالات بین اجزا دقیق نبود. این امر هنگام آزمایش کد ما منجر به بروز برخی مشکلات شد