Prototipagem do robô coletor de lixo: 10 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Como estudantes universitários que moram em residências, descobrimos que nossos dormitórios costumam abrigar estudantes bagunceiros que estão morando por conta própria pela primeira vez. Esses alunos geralmente são muito preguiçosos ou irresponsáveis para limpar ou limpar sua própria bagunça. Esse problema de sujeira geral prevalecia especificamente nos banheiros de nossos dormitórios. Com isto em mente, propusemos uma solução para este problema na forma de um prático robô auxiliar de limpeza de lixo, capaz de rastrear uma sala em busca de lixo diverso e descartá-lo. Os principais objetivos que definimos para o nosso projeto incluíam a criação de um robô automatizado que coletaria lixo, permitindo aos usuários definir parâmetros específicos para este robô, além de torná-lo econômico e simples de construir.

Etapa 1: Alguns objetivos específicos do nosso projeto:

• Crie um robô recarregável automatizado que possa varrer com eficiência uma área definida de uma sala e coletar qualquer lixo daquele chão.
• Disponibilize o lixo de dentro do robô de forma acessível e amigável
• Crie o robô usando materiais de baixo custo
• Faça o robô pequeno o suficiente para que não seja uma grande perturbação dentro de seu espaço

Etapa 2: um vídeo de nosso projeto em ação

Faça o download para ver um breve vídeo do nosso projeto.

Etapa 3: Compre os materiais para a construção

Para replicar nossa construção, incluímos uma lista de materiais. Se você gostaria de saber nossas idéias sobre como melhorar nosso processo e algumas partes de nossa construção que, em retrospecto, mudaríamos, consulte a última seção Algumas Idéias para Melhoria, onde você encontrará algumas possíveis alterações para a lista de materiais.

Etapa 4: Cortando o chassi dos robôs

Antes de montar os componentes do robô, é necessário um chassi. Para imprimir nosso chassi usamos ¼”de acrílico e desenhamos dois retângulos“10 por 5”no Adobe Illustrator. Esses retângulos precisarão de vários recortes para seus componentes elétricos, rodas e motores. Veja as imagens acima para ver como modelamos os chassis

Os desenhos do ilustrador são então cortados a laser em acrílico e as duas placas do chassi são conectadas usando 4 parafusos de 2,5 mm de 1 polegada e 12 parafusos de 2,5 mm. As duas placas do chassi são conectadas com os parafusos e pernos a cada um dos quatro cantos das placas do chassi

Etapa 5: montagem do robô

Assim que tiver a estrutura do seu robô, você pode começar a adicionar componentes. Anexe os 2 motores à extremidade traseira do seu chassi. Os orifícios na estrutura do chassi e vários dos tamanhos de parafusos e porcas de cima são usados para prender os motores

O nodemcu (microcontrolador) é então conectado ao driver do motor. Este componente é conectado no meio do seu chassi. Ao lado dela, a bateria está instalada. A tensão e o aterramento são então conectados entre o driver e a fonte de alimentação com os fios de jumper m / m

Para conectar o driver do motor aos dois motores, solde dois fios m / m em cada motor, alimente os fios pelo chassi inferior e conecte cada fio a um pino de saída no nodemcu

Em seguida, basta deslizar as duas rodas em cada motor CC e prender a terceira roda giratória menor em direção à frente do chassi inferior, usando quatro parafusos 2,5 M e fixando-os através dos quatro orifícios

A montagem do robô agora deve estar completa, para testar a funcionalidade, carregue um comando de avanço simples (crimsonbot.forward (100)) para o seu nodemcu

Etapa 6: Alterando o Sistema de Vácuo

Desmonte o aspirador de pó portátil adquirido e remova o ventilador e o componente do motor

Examine o invólucro do invólucro do vácuo, você verá que o vácuo funciona essencialmente usando componentes, um ventilador e motor, e o invólucro do invólucro que permite que o ar seja ventilado para fora e dá a sucção a vácuo

Nosso objetivo com a montagem de vácuo alterada era reduzir o tamanho e o peso de nosso componente de aspiração, em vez de usar toda a grande concha de vácuo portátil

Comece a modelar a cápsula de vácuo com um software de modelagem 3D. Para nosso modelo, usamos Fusion 360

O modelo 3D de nossa cápsula de vácuo consistia em um cilindro superior aberto simples em duas partes, um lado que liberaria o ar e o outro que era sólido. Certifique-se de deixar um orifício na parte inferior do cilindro para encaixá-lo ao redor do motor e do ventilador. Encontrar as medidas certas para o seu invólucro pode ser difícil e se você possui um par de pinças, recomendamos usá-los

Você deseja manter o encaixe da carcaça apertado ao redor do motor e do ventilador para obter uma melhor sucção

Etapa 7: Montagem do sistema de vácuo

A montagem do seu sistema de vácuo é bastante simples. Tudo o que é necessário é conectar os dois lados do componente de vácuo impresso ao redor do ventilador e do motor que você removeu do vácuo portátil. Para a montagem, usamos cola quente, no entanto, um adesivo mais forte como o epóxi pode fornecer mais sucção

Em seguida, você deve adicionar um componente de filtragem na extremidade frontal do seu componente, isso protegerá o ventilador de grandes pedaços de lixo enquanto ainda tem poder de aspiração. Anexe este saco (usamos o saco de filtro do aspirador portátil) na frente do seu componente de vácuo com o mesmo tipo de adesivo usado na etapa anterior

Para o contentor que contém o lixo recolhido foi utilizado o braço do aspirador portátil. Isso se encaixa bem com o filtro e as peças que imprimimos em 3D. Esta peça não é colada ou conectada por qualquer meio diferente de fricção. Isso permite que o bico seja removido e o lixo seja descartado

Etapa 8: Adicionando o Sistema de Vácuo ao Robô

Para adicionar o componente de vácuo ao robô, o nível superior do chassi deve ser removido primeiro. Depois, o componente de vácuo é conectado ao topo do nível inferior do chassi. É importante certificar-se de que a extremidade do bocal de vácuo está nivelada com o chão (isso se deve principalmente à baixa potência do vácuo). O componente de vácuo é fixado ao nível inferior do chassi novamente usando cola quente, e o ângulo em que se apoia permite que o bico toque o solo

Etapa 9: executando o robô com seu código

Agora é hora de testar o robô de eliminação de lixo. Encontre uma sala com dimensões que você conhece ou meça as dimensões de uma sala que você não conhece. Em seguida, edite o código Python com as distâncias corretas para sua sala. Faça o upload do código para o seu nodemcu e observe o funcionamento do seu dispositivo. Como o vácuo se estende além do chassi, os movimentos nem sempre são exatos e algumas edições podem ser necessárias para que o robô funcione de maneira consistente

Fornecido nesta etapa é o código que usamos para nosso nodemcu e robô. Toda a codificação foi criada em python através do VisialStudioCode

Etapa 10: Reflexão sobre nosso projeto - Uma ideia para melhoria:

O que aprendemos com nossa construção:

Como um grupo, fizemos a maioria dos nossos testes com nosso código em um robô e chassi de tamanhos diferentes, no entanto, quando mudamos para o nosso chassi real com o componente de vácuo, descobrimos que o raio de giro e a maneira como o robô se movia eram muito diferentes e o código precisava para ser alterado

O motor e a ventoinha que recuperamos do aspirador portátil tinham potência relativamente baixa. Isso nos levou a montar o bocal de vácuo bem próximo ao solo. Teria sido mais eficaz encontrar um método poderoso de aspiração

Houve algumas vezes durante a montagem do nosso robô, onde as medidas ou conexões entre os componentes não eram exatas. Isso levou a alguns problemas ao testar nosso código