Robot de alpinism pe perete: 9 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Robotul de cățărare pe pereți servește pentru a oferi o inspecție alternativă a pereților prin utilizarea sistemelor mecanice și electrice. Robotul oferă o alternativă la cheltuielile și pericolele angajării oamenilor pentru a inspecta pereții la înălțimi înalte. Robotul va putea furniza hrana și stocare live pentru documentarea inspecțiilor prin Bluetooth. Împreună cu aspectul de inspecție al robotului, acesta va putea fi controlat prin emițătoare și receptoare. Prin utilizarea unui ventilator care produce împingere și aspirație, robotul poate urca perpendicular pe o suprafață.

Provizii

Baza și capacul:

- Fibra de sticlă: Utilizată pentru realizarea șasiului

- Rășină: Utilizată cu fibră de sticlă pentru realizarea șasiului

Robot:

- OTTFF Robot Tank Kit: benzile de rulare și suporturile motorului

- Motor DC (2): folosit pentru a controla mișcarea robotului

- Rotor și conectori: produce flux de aer pentru a menține robotul pe perete

- ZTW Beatles 80A ESC cu SBEC 5.5V / 5A 2-6S pentru avion Rc (80A ESC cu conectori)

Electric:

- Arduino: Circuit și software pentru codarea ventilatorului, motoarelor și semnalului wireless

- Joystick: Folosit pentru a controla motoarele de curent continuu pentru a acționa robotul

- Receptor WIFI: Citește datele de pe transceiver și le transmite prin intermediul Arduino către motoare

- Transmițător WIFI: Înregistrează date de pe joystick și le trimite receptorului pe o rază lungă de acțiune

- Conectori mama și tată: Utilizați pentru cablarea componentelor electrice

- Antene WIFI: utilizate pentru a crește semnalul de conexiune și distanța pentru transceiver și receptor

- Baterie HobbyStar LiPo: Utilizată pentru alimentarea ventilatorului și a altor componente electrice posibile

Pasul 1: Înțelegerea teoriei

Pentru a înțelege mai bine selecția de echipamente, cel mai bine este să discutați mai întâi teoria din spatele robotului de alpinism.

Există mai multe ipoteze care trebuie făcute:

• Robotul funcționează pe un perete de beton uscat.
• Ventilatorul funcționează la putere maximă.
• Corpul robotului rămâne complet rigid în timpul funcționării.
• Flux de aer constant prin ventilator

Model mecanic

Variabilele sunt după cum urmează:

• Distanța dintre centrul de masă și suprafață, H = 3 in = 0,0762 m
• Jumătate din lungimea robotului, R = 7 in = 0.1778 m
• Greutatea robotului, G = 14,7 N
• Coeficientul static de frecare - plastic aspru asumat pe beton, μ = 0,7
• Puterea generată de ventilator, F = 16,08 N

Folosind ecuația prezentată în imaginea de mai sus, rezolvați forța generată de diferența de presiune, P = 11,22 N

Această valoare este forța de aderență care trebuie generată de ventilator pentru a permite robotului să rămână pe perete.

Model de fluid

Variabilele sunt după cum urmează:

• Modificarea presiunii (folosind P din modelul mecanic și zona camerei de vid) Δp = 0,613 kPa
• Densitatea fluidului (aer), ⍴ = 1000 kg / m ^ 3
• Coeficientul de frecare al suprafeței,? = 0,7
• Raza interioară a camerei de vid, r_i = 3,0 in = 0,0762 m
• Raza exterioară a camerei de vid, r_o = 3,25 in = 0,0826
• Joc, h = 5 mm

Folosind ecuația prezentată mai sus, rezolvați debitul volumetric, Q = 42 L / min

Acesta este debitul necesar pe care ventilatorul trebuie să îl producă pentru a genera diferența de presiune necesară. Ventilatorul ales îndeplinește această cerință.

Pasul 2: Crearea bazei

Fibra de sticlă a devenit rapid un material esențial în construcția bazei. Este ieftin și destul de ușor de lucrat, precum și extrem de ușor, ceea ce este foarte important pentru aplicație.

Primul pas în crearea acestei baze este măsurarea acesteia. Pentru aplicația noastră, am folosit o dimensiune de 8 "x 8". Materialul prezentat în imaginile de mai sus este cunoscut sub numele de E-glass. Este destul de ieftin și poate veni în cantități mari. Când măsurați, este important să furnizați încă 2+ inci pentru a vă asigura că există o cantitate amplă de material de tăiat în forma dorită.

În al doilea rând, asigurați ceva care poate fi folosit pentru a forma fibra de sticlă într-o suprafață netedă și uniformă; pentru aceasta echipa a folosit o placă metalică mare. Înainte de a începe procesul de întărire, instrumentul trebuie pregătit. Un instrument poate fi orice suprafață plană mare.

Începeți prin înfășurarea unui adeziv pe două fețe, de preferință sub forma unui pătrat, cât de mare aveți nevoie. Apoi pregătiți un filament și așezați bucățile tăiate uscate de fibră de sticlă deasupra acestuia. Transferați toate articolele pe instrument.

Notă: puteți stiva bucățile tăiate de fibră de sticlă pentru a adăuga grosime produsului dvs. final.

În continuare: doriți să amestecați corect rășina și catalizatorul acesteia, fiecare rășină este diferită și va necesita manualul de utilizare pentru a amesteca porțiunile în mod corespunzător cu catalizatorul său. Se toarnă rășina peste pahar până când toate părțile uscate ale paharului sunt umede cu rășină. Apoi tăiați orice filament în exces. După ce ați terminat, adăugați o altă bucată de film și apoi o cârpă din fibră de sticlă care acoperă întregul produs. Apoi, adăugați o cârpă de respirație.

Acum este timpul să acoperiți întreaga operațiune cu o folie de plastic. Dar înainte ca acest lucru să poată apărea, trebuie adăugat un dispozitiv de încălcare. Acest dispozitiv va sta sub plastic pentru a permite adăugarea unei pompe de vid.

Îndepărtați capacul de protecție maro al adezivilor și apăsați capacul de plastic în jos, astfel încât adezivul să facă o etanșare etanșă la vid în pătrat. Apoi tăiați o gaură în centrul sculei dedesubt, astfel încât să se poată conecta un furtun. Porniți aspiratorul pentru a elimina aerul, formând o suprafață plană și un produs bine pus la punct.

Pasul 3: Mobilitatea robotului

Pentru a determina robotul să se deplaseze în sus și în jos pe perete, am decis să folosim benzile de rulare ale rezervorului dintr-un kit de rezervoare Arduino relativ ieftin. Acest kit a inclus toate instrumentele și elementele de fixare necesare pentru a asigura șinele și motoarele. Șasiul din metal negru a fost tăiat pentru a crea suporturi de montare; acest lucru a fost făcut pentru a reduce cantitatea de elemente de fixare suplimentare, deoarece au fost incluse toate cele necesare.

Instrucțiunile de mai jos vor arăta cum au fost tăiate parantezele:

• Utilizați o riglă pentru a marca punctul central al șasiului
• Desenați o linie orizontală și verticală prin centru
• Tăiați cu atenție de-a lungul acestor linii, de preferință cu un ferăstrău cu bandă sau altă lamă de tăiere a metalului
• Folosiți o roată de rectificat pentru a rotunji marginile ascuțite

Parantezele terminate sunt prezentate în pasul următor.

Pasul 4: Montați consolele pentru șinele rezervorului

Începeți prin marcarea liniilor centrale pe foaia de fibră de sticlă; acestea vor fi referința. Folosind un burghiu de 1/8 , tăiați următoarele găuri; toate consolele trebuie să fie la același nivel cu marginea exterioară a robotului, așa cum se arată.

Prima gaură care trebuie marcată trebuie să fie la 2 "de la linia centrală, așa cum se arată

A doua gaură ar trebui să fie la 1 "față de marca anterioară

Acest proces ar trebui să fie reflectat peste centru

Notă: Suporturile includ găuri suplimentare; acestea pot fi marcate și găurite pentru sprijin suplimentar.

Pasul 5: Construiți și montați șenile

Începeți prin asamblarea rulmenților și angrenajelor folosind piesele furnizate; instrucțiunile sunt incluse în kit. Urmele ar trebui să fie strânse pentru a evita alunecarea de pe angrenaje; o tensiune prea mare poate determina deformarea fibrei de sticlă.

Pasul 6: Instalați ventilatorul pe șasiu

Începeți prin tăierea unei găuri cu diametrul de 3 în centrul foii de fibră de sticlă. Acest lucru poate fi realizat în mai multe moduri diferite, cum ar fi un ferăstrău sau un dremel. un anumit tip de adeziv sau epoxidic.

Pasul 7: Codificare

Microcontrolerele pe care le-am folosit sunt toate componente Arduino.

Placa Arduino Uno = 2

Firele jumperului de la bărbat la femeie = 20

Sârme jumper de la tată la tată = 20

Driver motor L2989n = 1

nrf24l01 = 2 (Dispozitivul nostru de comunicații fără fir)

nrf24l01 = 2 (Un adaptor care facilitează instalarea)

Diagrama de cablare arată conexiunea corectă pe care am folosit-o și codul care merge împreună cu aceasta.

Pasul 8: Diagrama firului

Pasul 9: Construirea robotului

După ce baza și benzile de rulare sunt construite, ultimul pas este punerea tuturor pieselor împreună.

Cel mai important factor este distribuția greutății, bateria este foarte grea, deci ar trebui să fie pe o singură parte. Celelalte componente trebuie amplasate în mod corespunzător pentru a contracara greutatea bateriei.

Punerea electronice într-un colț în mijlocul motoarelor este importantă pentru a vă asigura că firele se întâlnesc cu motorul fără a utiliza fire suplimentare.

Conexiunea finală este bateria și ESG la ventilator, acest pas este foarte important. Asigurați-vă că bateria și ESG sunt conectate corect cu ambele părți pozitive conectate între ele. Dacă nu sunt conectate corect, riscați să aruncați o siguranță și să distrugeți bateria și ventilatorul.

Am înregistrat piesele electronice ale controlerului pe un panou pentru a mă menține organizat, dar acea parte nu este o necesitate.