RufRobot45: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

RufRobot45 foi construído para aplicar silicone / calafetar em um telhado inclinado de 45 ° de difícil acesso

Motivação

A água da chuva vazando por uma parede rachada de nossa casa causou danos à pintura e à parede, que pioram depois de fortes chuvas. Após uma investigação, fui capaz de ver uma lacuna de 1 a 1,5 cm (cerca de ½ polegada) para o comprimento de uma seção do telhado de 3M / 9,8 pés. Este espaço canalizava a água da chuva do telhado de 45 ° (telhado inclinado 12/12) para um painel lateral e para baixo através da parede rachada. Veja a imagem 1 abaixo.

Liguei para alguns especialistas em telhados / vazamentos, para obter seus conselhos e avaliar o custo. O custo geral para consertar / parar o vazamento seria de no mínimo $ 1200. As cotações incluíam encargos para cordas de amarração, âncoras de segurança e seguro para cobrir o carpinteiro enquanto inspecionava e corrigia o vazamento no telhado íngreme de 45 ° de difícil acesso.

O custo estimado de $ 1200 para algo tão simples como aplicar Silicone / Calafetar em um tubo de $ 20 era muito alto, entretanto, quando você está desesperado, você paga a quantia para interromper os danos contínuos.

Antes de aceitar qualquer uma das cotações, decidi usar o tempo livre durante o bloqueio da Covid 19 para tentar consertar. Em primeiro lugar, tive que inspecionar o telhado para ver se seria um conserto viável que eu pudesse fazer por conta própria.

Robô de Inspeção

Para a inspeção arriscada, um tanque RC preso a uma corda se ofereceu para subir no telhado íngreme. O tanque RC (Imagem 2) é um protótipo do projeto final. Construído com peças antigas de robótica Vex (imagem 3) que eu tinha por aí. Motores Vex 393, trilhas do piso do tanque, controlador RC e tubos de PVC para o chassi inspecionar o telhado.

Embora este Instructable não seja sobre o robô de inspeção, incluí uma imagem para os interessados. Através das imagens da GoPro, é visível uma grande lacuna por onde a água pode fluir em direção à parede lateral. veja a imagem 1.

Processo automatizado de design de pistola de calafetagem

Este processo de design pode ser aplicado a silicone, cola ou outro tipo de aplicação de calafetagem que é aplicada através de um tubo e bico. Então você precisa de uma pistola de calafetagem, uma estrutura de metal simples para segurar o tubo e um êmbolo, uma mola para aplicar pressão, uma moldura ao redor do tubo, então segure a pistola de calafetagem e posicione o bico do tubo contra a abertura.

Coloque o bico para cima, para baixo, para a direita, para a frente e para trás (eixo X, Y, Z) para seguir o contorno e o ângulo da abertura. Saber de tudo isso torna mais fácil decidir o que um robô de calafetagem teria que fazer. O processo foi iterativo, depois de muitas tentativas, tentativas e erros, fui capaz de cobrir completamente a lacuna e parar o vazamento.

Para ilustrar melhor um processo de design que outros podem reproduzir, modelei, animei e renderizei as imagens do robô com o Blender 3D. A renderização mais rápida foi possível escolhendo Nvidia Cuda e uma GPU 1080TI em vez da CPU do meu sistema antigo. A seguir estão as etapas na construção do robô.

Suprimentos:

Peças Vex para a etapa 1

• 1x Trilho 2x1x25 1x 12 "Long Linear Slide Track (para êmbolo).
• 1 x faixa externa do Slider linear
• 4 x seções de engrenagem de rack
• 2 x cantoneira
• 1 x Vex 393 motor de 2 fios e 1 x controlador de motor 29
• Engrenagem de alta resistência de 1 x 60 dentes (diâmetro de 2,58 polegadas)
• 1 x 12 dentes de engrenagem de metal 3 x colar do eixo
• 1 x suporte de caixa de engrenagens de rack
• 2 x eixo de 2 polegadas de alta resistência
• 3 x rolamento plano (corte um deles em 3 peças e use-as como espaçadores)
• 2 x Reforço Plus Espaçadores de nylon de 3 x 0,5 polegadas
• Espaçador de nylon de 0,375 pol. Peças não Vex
• Braçadeira de mangueira de 2 x 4 polegadas (para manter o tubo no lugar).

Peças Vex para a etapa 2

• 2 x ângulo 2x2x15
• 1 x Vex 393 motor de 2 fios e 1 x controlador de motor 29
• 1 x Worm Bracket 4 Hole
• 1 x 12 dentes de engrenagem de metal
• 1 x 36 dentes de engrenagem
• 2 x eixo de 2 polegadas de alta resistência
• 2 x colar do eixo
• 1 x 12 "trilha de deslizamento linear longo
• 3 x seções de engrenagem de rack
• 1 x caminhão interno Linear Sider
• 2 x rolamento plano

Peças Vex para a etapa 3

• 1 x placa de aço
• 5x15 (corte com recorte de metal ou serra para metal em 3,5 x 2,5 polegadas) Esta será a base para o conjunto do tubo de silicone.
• 1 x Vex 393 motor de 2 fios e 1 x controlador de motor 29
• Engrenagem de alta resistência de 1 x 60 dentes (diâmetro de 2,58 polegadas)
• 1 x 12 dentes de engrenagem de metal
• 4 x colar do eixo
• 1 x WormBracket 4 orifícios
• 2 x eixo de 2 polegadas de alta resistência
• 4 x rolamento plano
• Impasse de 2 x 2 polegadas
• 1 x reforço de ângulo
• Espaçadores de nylon de 1 x 0,5 polegadas

Peças Vex para a etapa 4

• 1 x motor Vex 393 -2 fio e
• 1 x controlador de motor 29
• Engrenagem de alta resistência de 1 x 60 dentes (diâmetro de 2,58 polegadas) As imagens renderizadas mostram uma engrenagem de 36 dentes para a etapa 4, depois de alguns testes, ela foi substituída por uma engrenagem de 60 dentes para fornecer mais torque necessário para empurrar o peso do mecanismo de tubo de silício para cima a inclinação de 45 °.
• 1 x 12 dentes de engrenagem de metal
• 4 x colar do eixo
• 1 x suporte de caixa de engrenagens de rack
• 2 x eixo de 2 polegadas de alta resistência
• 3 x rolamento plano (corte um deles em 3 peças e use-as como espaçadores)
• 2 x Plus Gusset
• Espaçadores de nylon de 7 x 0,5 polegadas
• 2 x Ângulo 2x2x25 Furo
• 4 x 1 polegada distanciadores
• 1x trilho deslizante linear longo de 17,5"
• 2 x faixa externa do Slider linear
• 5 x seções de engrenagem de rack
• 1 x canal C de aço
• 2x1x35 ou canal C de aço
• 1x5x1x25 (depende do comprimento da trilha). Este canal C é conectado no lado da borda da trilha, próximo ao tubo de silício. Suporta o peso do mecanismo do tubo. Caso contrário, a trilha será inclinada para fora do controle deslizante linear de plástico.

Peças Vex para a etapa 5

• 2 x Vex 393 motor de 2 fios e 1 x controlador de motor 29
• Eixo de alta resistência 2 x 3"
• 6 x rolamento plano
• 2 x trilhos 2 x 1 x 16
• 2 x trilhos 2 x 1 x 25
• 8 x colar do eixo
• 1 x kit de piso do tanque
• 4 x 1 polegada distanciadores
• 1 x Vex Pic Controller

Eu usei o suporte de bateria Vex AA 6 para o controlador PIC que forneceu tensão e corrente suficientes durante o processo de construção, no entanto, descobri que o pacote de bateria AA não poderia fornecer a corrente para alimentar 6 x motores 393, especialmente quando o torque é necessário para forçar o êmbolo no tubo de silicone. Para fornecer energia apropriada, conectei duas baterias 18650GA NCR (3500mAh cada) em série para fornecer ~ 8 volts, com 2 baterias adicionais conectadas em paralelo para aumentar a corrente. Com esta configuração de bateria, tenho corrente suficiente para operar o robô cobrindo 3 m de calafetagem. Também usei um suporte de bateria 18650 4 x, conforme mostrado na imagem 14.

Etapa 1: Motorizar o processo de calafetagem

O primeiro passo para confirmar as peças vex seria suficiente para replicar a função de uma pistola de calafetagem sem usar o existente

pistola de calafetagem que seria mais pesada e mais complicada de automatizar. O projeto inclui um kit de movimento linear vex, motor 393 e várias peças para construir um tipo de atuador que pode empurrar o silício para fora remotamente com o controlador RC. Usei a engrenagem de 36 dentes de alta resistência para adicionar mais torque que é necessário para empurrar o êmbolo no tubo de silicone com mais força. A imagem do design está abaixo e as peças vex usadas estão listadas abaixo.

Etapa 2: construir mecânica para frente e para trás

Agora que o mecanismo do êmbolo funciona, podemos adicionar o mecanismo para controlar a posição do tubo de silício com o êmbolo para frente e para trás, isso ajudará a compensar o movimento limitado do robô tanque no telhado íngreme.

Etapa 3: Montagem para cima ou para baixo

Nesta etapa, construímos o mecanismo para mover a plataforma do êmbolo para cima e para baixo, que agora inclui o peso do tubo de silício, dois motores vex, dois kits de movimento linear, um para o êmbolo e o outro para o movimento para frente, para trás e outras peças associadas, basicamente componentes na etapa 1 e etapa 2.

Etapa 4: Bu esquerda e mecânica direita

O robô do tanque cobre 3m / 9,8 pés no telhado inclinado, movendo o tubo de silício para baixo para injetar o silício para raspar o silício. Os degraus do tanque de plástico não têm tração limitada na inclinação de 45 °, eles fornecem controle suficiente para posicionar o tanque ligeiramente para a esquerda ou direita. É possível mover o tanque para cima e para baixo no teto por meio de uma amarra retrátil (uma trela com trava).

Uma vez que o tanque é posicionado no lugar, o mecanismo de tubo de silicone pode deslizar em uma trilha de 30 cm / 12 polegadas que é embutida no tanque. Isso significa que o bot pode cobrir 30 cm de calafetagem por vez antes de mover o tanque por meio de uma corda para calafetar uma nova área e assim por diante.

Etapa 5: construir a base do tanque com os componentes eletrônicos do controlador

Eu usei uma base de tanque porque vs rodada porque forneceu uma plataforma estável com a possibilidade de alguma tração, enquanto os degraus de plástico têm tração pobre, é o suficiente para o design atual. Peças para

Etapa 6: Etapa 6: prender e conectar a plataforma do tubo à base do tanque

A plataforma do tubo é então fixada à borda do tanque, a posição da borda fornece a melhor folga das trilhas do tanque e acessibilidade para o tubo de silício. adicionar lastro ou qualquer objeto de metal pesado no lado oposto à plataforma do tubo fornecerá o contrapeso para manter os dois trilhos do tanque firmemente aterrados.

Etapa 7: Conecte os motores ao controlador PIC, ajuste fino do controlador RC

Na Imagem 14, os 6 motores são conectados às portas IO no controlador Pic no contêiner Lock & Lock. Cada porta IO é mapeada para um canal no transmissor. Para os motores que requerem um controle mais preciso, como o motor deslizante horizontal como na etapa 4 e os motores de piso do tanque esquerdo direito.

Uma GoPro é anexada e posicionada no conjunto de tubos apontando para o bico. A câmera está lá principalmente para registrar o processo e para fornecer um ponto de vista de volta ao meu iPhone, embora eu acabe não usando o recurso POV, foi mais fácil sentar fisicamente na borda do telhado para que eu pudesse ver e controlar o que o robô estava fazendo.

Este projeto pode ser replicado usando Adruino ou outro microcontrolador e WIFI apropriado ou controlador remoto via rádio. A mecânica e as peças da Vex são ótimas e fáceis de prototipar, os motores mais novos e o sistema de controle da linha Vex V5 apresentam grandes melhorias. Outra alternativa é o ServoCity.com. Eles oferecem uma variedade de motores, trilhos, suportes, etc., tudo o que você precisa para construir a mecânica.

Em seguida, um design mais limpo e aerodinâmico com sensores e a capacidade de um conjunto de tubos fornecer silício em uma parede alta. Imagens reais do robô acima, enviarei vídeos em breve.