ربات سنگ نوردی: 9 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

ربات صعود کننده دیواری با استفاده از سیستم های مکانیکی و الکتریکی ، بازرسی جایگزین دیوارها را ارائه می دهد. این روبات جایگزینی برای هزینه و خطرات استخدام انسانها برای بازرسی دیوارها در ارتفاعات بالا ارائه می دهد. این ربات قادر خواهد بود از طریق بلوتوث خوراک زنده و ذخیره سازی برای اسناد بازرسی ها را فراهم کند. همراه با جنبه بازرسی ربات ، می توان آن را از طریق فرستنده و گیرنده کنترل کرد. با استفاده از فن تولید نیروی رانش و مکش به ربات اجازه می دهد تا عمود بر سطح صعود کند.

تدارکات

پایه و جلد:

- فایبر گلاس: برای ساخت شاسی استفاده می شود

- رزین: با فایبرگلاس برای ساخت شاسی استفاده می شود

ربات:

- کیت مخزن روبات OTTFF: آج مخزن و پایه های موتور

- موتور DC (2): برای کنترل حرکت روبات ها استفاده می شود

- پروانه و اتصالات: جریان هوا را برای نگه داشتن ربات روی دیوار ایجاد می کند

- ZTW Beatles 80A ESC with SBEC 5.5V/5A 2-6S for Rc Airplane (80A ESC with Connectors)

برق:

- آردوینو: برد مدار و نرم افزاری برای کدگذاری فن ، موتورها و سیگنال بی سیم

- جوی استیک: برای کنترل موتورهای DC برای رانندگی ربات استفاده می شود

- گیرنده WIFI: داده های فرستنده را می خواند و از طریق آردوینو به موتورها منتقل می کند.

- گیرنده WIFI: داده ها را از جوی استیک ضبط کرده و در یک برد طولانی به گیرنده ارسال می کند

- اتصالات زن و مرد: برای سیم کشی قطعات الکتریکی استفاده می شود

- آنتن های WIFI: برای افزایش سیگنال اتصال و فاصله برای فرستنده و گیرنده استفاده می شود

- باتری HobbyStar LiPo: برای تغذیه فن و سایر اجزای الکتریکی احتمالی استفاده می شود

مرحله 1: درک نظریه

برای درک بهتر انتخاب تجهیزات ، بهتر است ابتدا نظریه پشت روبات کوهنوردی را مورد بحث قرار دهیم.

چندین فرض وجود دارد که باید انجام شود:

• این ربات روی یک دیوار بتنی خشک کار می کند.
• فن با قدرت کامل کار می کند.
• بدن ربات در حین کار کاملاً سفت می ماند.
• جریان مداوم هوا از طریق فن

مدل مکانیکی

متغیرها به شرح زیر است:

• فاصله بین مرکز جرم و سطح ، H = 3 در = 0.0762 متر
• نیمی از طول ربات ، R = 7 در = 0.1778 متر
• وزن روبات ، G = 14.7 نیوتن متر
• ضریب اصطکاک استاتیک - فرض پلاستیک خشن روی بتن ، μ = 0.7
• رانش تولید شده توسط فن ، F = 16.08 N

با استفاده از معادله نشان داده شده در تصویر بالا ، نیروی ایجاد شده توسط اختلاف فشار را حل کنید ،

P = 11.22 N

این مقدار نیروی چسبندگی است که باید توسط فن ایجاد شود تا ربات روی دیوار بماند.

مدل سیال

متغیرها به شرح زیر است:

• تغییر فشار (با استفاده از P از مدل مکانیکی و مساحت محفظه خلاء) Δp = 0.613 kPa
• تراکم سیال (هوا) ، ⍴ = 1000 کیلوگرم در متر^3
• ضریب اصطکاک سطح ، = 0.7
• شعاع داخلی محفظه خلاء ، r_i = 3.0 در = 0.0762 متر
• شعاع بیرونی محفظه خلاء ، r_o = 3.25 in = 0.0826
• فاصله ، h = 5 میلی متر

با استفاده از معادله نشان داده شده در بالا ، سرعت جریان حجمی را حل کنید ،

Q = 42 لیتر در دقیقه

این میزان دبی مورد نیاز است که فن باید برای ایجاد اختلاف فشار لازم تولید کند. فن انتخاب شده این شرط را برآورده می کند.

مرحله 2: ایجاد پایگاه

فایبر گلاس به سرعت به یک ماده اساسی در ساخت پایه تبدیل شد. ارزان و نسبتاً آسان برای کار ، و همچنین بسیار سبک وزن ، که برای برنامه بسیار مهم است.

اولین قدم در ایجاد این پایه اندازه گیری آن است. برای برنامه ما ، از ابعاد 8 "x 8" استفاده کردیم. مواد نشان داده شده در تصاویر بالا به عنوان E-glass شناخته می شود. این نسبتاً ارزان است و می تواند در مقادیر زیادی عرضه شود. هنگام اندازه گیری ، ارائه 2 اینچ اضافی مهم است تا اطمینان حاصل شود که مقدار زیادی مواد برای برش به شکل دلخواه وجود دارد.

ثانیاً ، چیزی را محکم کنید که بتوان از آن برای تشکیل فایبرگلاس به یک سطح صاف و یکنواخت استفاده کرد. برای این کار تیم از یک صفحه فلزی بزرگ استفاده کرد. قبل از شروع فرآیند پخت ، ابزار باید آماده شود. یک ابزار می تواند هر سطح مسطح بزرگی باشد.

ابتدا با پیچاندن یک چسب دو طرفه ، ترجیحاً به شکل مربع ، به اندازه مورد نیاز شروع کنید. سپس یک رشته تهیه کرده و قطعات خشک شده فایبرگلاس را روی آن قرار دهید. همه موارد را به ابزار منتقل کنید.

توجه: می توانید قطعات بریده شده از فایبر گلاس را روی هم چیده تا ضخامت بیشتری به محصول نهایی خود اضافه کنید.

بعد: شما می خواهید رزین و کاتالیزور آن را به درستی مخلوط کنید ، هر رزین متفاوت است و به دفترچه راهنمای کاربر نیاز دارد تا قسمت ها را به درستی با کاتالیزور خود مخلوط کند. رزین را روی شیشه بریزید تا تمام قسمت های خشک شیشه با رزین خیس شوند. سپس رشته اضافی را قطع کنید. پس از انجام این کار ، یک تکه فیلم دیگر و سپس یک پارچه فایبر گلاس که کل محصول را می پوشاند ، اضافه کنید. سپس یک پارچه تنفس اضافه کنید.

اکنون وقت آن است که کل عملیات را با یک پلاستیک بپوشانید. اما قبل از این که این اتفاق بیفتد ، باید یک دستگاه شکاف اضافه شود. این دستگاه در زیر پلاستیک قرار می گیرد و اجازه می دهد پمپ خلاء اضافه شود.

روکش قهوه ای محافظ چسب را بردارید و روکش پلاستیکی را به سمت پایین فشار دهید تا چسب باعث ایجاد مهر و موم محکم در خلا شود. سپس سوراخی را در وسط ابزار در زیر برش دهید تا شلنگ متصل شود. خلاء را روشن کنید تا هوا از بین برود و یک سطح صاف و یک محصول خوب کنار هم قرار گیرد.

مرحله 3: تحرک ربات

برای حرکت روبات به بالا و پایین دیوار ، تصمیم گرفتیم از روکش تانک از یک کیت مخزن آردوینو نسبتاً ارزان استفاده کنیم. این کیت شامل همه ابزارها و بست های مورد نیاز برای ایمن سازی مسیرها و موتورها بود. شاسی فلزی سیاه برای ایجاد براکت های نصب بریده شد. این کار برای کاهش میزان اتصال دهنده های اضافی انجام شد ، زیرا همه موارد مورد نیاز گنجانده شده است.

دستورالعمل های زیر نحوه برش براکت ها را نشان می دهد:

• با استفاده از خط کش نقطه مرکزی شاسی را مشخص کنید
• از وسط یک خط افقی و عمودی بکشید
• در امتداد این خطوط ، ترجیحاً با اره نواری یا تیغه برش فلزی دیگر ، با دقت برش دهید
• از چرخ سنگ زنی برای لبه های تیز استفاده کنید

براکت های تمام شده در مرحله زیر نشان داده شده است.

مرحله 4: براکت ها را برای مسیرهای مخزن نصب کنید

با علامت گذاری خطوط مرکزی روی ورق فایبرگلاس شروع کنید. اینها مرجع خواهند بود با استفاده از یک مته 1/8 اینچی ، سوراخ های زیر را ببرید ؛ همه براکت ها باید مطابق شکل با لبه بیرونی ربات هم سطح شوند.

اولین حفره ای که باید علامت گذاری شود باید 2 اینچ از خط مرکزی مطابق شکل باشد

سوراخ دوم باید 1 "از علامت قبلی باشد

این فرایند باید روی مرکز آینه شود

توجه: براکت ها شامل سوراخ های اضافی هستند. برای پشتیبانی بیشتر می توان آنها را علامت گذاری و حفاری کرد.

مرحله 5: ساخت و نصب آهنگ ها

با مونتاژ بلبرینگ ها و چرخ دنده ها با استفاده از قطعات ارائه شده شروع کنید. دستورالعمل در کیت گنجانده شده است. برای جلوگیری از سر خوردن از چرخ دنده ها ، خطوط باید محکم کشیده شوند. کشش زیاد ممکن است باعث پیچ خوردگی فایبرگلاس شود.

مرحله 6: Fan to Chassis را نصب کنید

با برش یک سوراخ به قطر 3 اینچ در مرکز ورق فایبرگلاس شروع کنید. این کار را می توان به روش های مختلفی انجام داد ، مانند اره سوراخ یا خمیر. پس از کامل شدن سوراخ ، فن را همانطور که در تصویر نشان داده شده روی سوراخ قرار دهید و با آن محکم کنید. برخی از انواع چسب یا اپوکسی.

مرحله 7: کد نویسی

میکروکنترلرهایی که ما استفاده کردیم همه اجزای آردوینو هستند.

برد Arduino Uno = 2

سیمهای جهنده نر به ماده = 20

سیمهای جهنده نر به نر = 20

راننده موتور L2989n = 1

nrf24l01 = 2 (دستگاه ارتباطی بی سیم ما)

nrf24l01 = 2 (یک آداپتور که نصب را آسان تر می کند)

نمودار سیم کشی اتصال مناسب مورد استفاده ما و کدی را که همراه آن است نشان می دهد.

مرحله 8: نمودار سیم

مرحله نهم: ساخت ربات

پس از ساخت پایه و روکش ، آخرین مرحله این است که همه قسمت ها را کنار هم قرار دهید.

مهمترین عامل توزیع وزن است ، باتری بسیار سنگین است به طوری که باید در یک طرف به تنهایی باشد. سایر اجزاء باید به طور هدفمند برای مقابله با وزن باتری قرار گیرند.

قرار دادن وسایل الکترونیکی در گوشه ای در وسط موتورها برای اطمینان از برخورد سیم ها با موتور بدون استفاده از سیمهای اضافی مهم است.

اتصال نهایی باتری و ESG به فن است ، این مرحله بسیار مهم است. مطمئن شوید که باتری و ESG به درستی وصل شده اند و هر دو طرف مثبت به یکدیگر متصل شده اند. اگر آنها به درستی وصل نشده باشند ، شما می توانید فیوز را خراب کرده و باتری و فن را خراب کنید.

من قطعات الکترونیکی کنترل کننده را روی یک صفحه چسباندم تا منظم بمانم ، اما آن قسمت یک ضرورت نیست.