Stenski plezalni robot: 9 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Robot za plezanje po steni služi za alternativni pregled sten z uporabo mehanskih in električnih sistemov. Robot ponuja alternativo stroškom in nevarnostim najemanja ljudi za pregled sten na visokih višinah. Robot bo lahko preko bluetootha zagotovil živo krmo in shranjevanje za dokumentacijo pregledov. Poleg inšpekcijskega vidika robota ga bo mogoče upravljati prek oddajnikov in sprejemnikov. Z uporabo ventilatorja, ki proizvaja potisk in sesanje, omogoča, da se robot vzpenja pravokotno na površino.

Zaloge

Podstavek in pokrov:

- Steklena vlakna: Uporablja se za izdelavo podvozja

- smola: uporablja se za izdelavo ohišja iz steklenih vlaken

Robot:

- OTTFF Robot Tank Kit: tekalne plasti rezervnih delov in nosilci motorja

- DC motor (2): Uporablja se za nadzor gibanja robota

- Rotor in priključki: Ustvari zračni tok, da robota drži na steni

- ZTW Beatles 80A ESC s SBEC 5.5V/5A 2-6S za Rc letalo (80A ESC s priključki)

Električno:

- Arduino: vezje in programska oprema za kodiranje ventilatorja, motorjev in brezžičnega signala

- Joystick: Uporablja se za krmiljenje enosmernih motorjev za pogon robota

- WIFI sprejemnik: bere podatke iz oddajnika in jih posreduje prek Arduina do motorjev

- Oddajnik WIFI: snema podatke z igralne palice in jih pošilja sprejemniku na dolge razdalje

- Moški in ženski priključki: Uporabljajo se za ožičenje električnih komponent

- WIFI antene: Uporablja se za povečanje signala povezave in razdalje oddajnika in sprejemnika

- HobbyStar LiPo baterija: Uporablja se za napajanje ventilatorja in drugih možnih električnih komponent

1. korak: Razumevanje teorije

Za boljše razumevanje izbire opreme je najbolje, da se najprej pogovorimo o teoriji, ki stoji za robotom za plezanje po steni.

Treba je narediti več predpostavk:

• Robot deluje na suhi betonski steni.
• Ventilator deluje s polno močjo.
• Telo robota med delovanjem ostane popolnoma trdo.
• Stalen pretok zraka skozi ventilator

Mehanski model

Spremenljivke so naslednje:

• Razdalja med središčem mase in površino, H = 3 in = 0,0762 m
• Polovica dolžine robota, R = 7 in = 0,1778 m
• Teža robota, G = 14,7 N
• Statični koeficient trenja - predpostavljena hrapava plastika na betonu, μ = 0,7
• Potis, ki ga ustvari ventilator, F = 16,08 N

Z enačbo, prikazano na zgornji sliki, rešite silo, ki jo povzroča razlika v tlaku, P = 11,22 N

Ta vrednost je adhezijska sila, ki jo mora ustvariti ventilator, da lahko robot ostane na steni.

Model tekočine

Spremenljivke so naslednje:

• Sprememba tlaka (z uporabo P iz mehanskega modela in območja vakuumske komore) Δp = 0,613 kPa
• Gostota tekočine (zrak), ⍴ = 1000 kg/m^3
• Koeficient trenja površine,? = 0,7
• Notranji polmer vakuumske komore, r_i = 3,0 in = 0,0762 m
• Zunanji polmer vakuumske komore, r_o = 3,25 in = 0,0826
• Odmik, h = 5 mm

Z zgoraj prikazano enačbo rešite volumetrični pretok, Q = 42 L/min

To je zahtevani pretok, ki ga mora ventilator ustvariti, da ustvari potrebno razliko tlaka. Izbrani ventilator izpolnjuje to zahtevo.

2. korak: Ustvarjanje baze

Steklena vlakna so hitro postala bistven material pri gradnji podstavka. Je poceni in dokaj enostaven za delo, pa tudi izjemno lahek, kar je zelo pomembno za uporabo.

Prvi korak pri ustvarjanju te baze je njeno merjenje. Za našo uporabo smo uporabili dimenzijo 8 "x 8". Material, prikazan na zgornjih slikah, je znan kot E-steklo. Je precej poceni in ga lahko dobite v velikih količinah. Pri merjenju je pomembno zagotoviti dodatnih 2 cm in več, da zagotovite zadostno količino materiala za rezanje v želeno obliko.

Drugič, pritrdite nekaj, kar lahko uporabite za oblikovanje steklenih vlaken v gladko, enakomerno površino; za to je ekipa uporabila veliko kovinsko ploščo. Pred začetkom procesa strjevanja je treba orodje pripraviti. Orodje je lahko katera koli velika ravna površina.

Začnite z zavijanjem dvostranskega lepila, po možnosti v obliki kvadrata, kolikor potrebujete. Nato pripravite žarilno nitko in nanjo položite suho rezane kose steklenih vlaken. Vse predmete prenesite na orodje.

Opomba: rezane kose steklenih vlaken lahko zložite, da končnemu izdelku dodate debelino.

Naslednje: če želite smolo in njen katalizator pravilno mešati, je vsaka smola drugačna in bo od uporabniškega priročnika potrebno, da dele zmeša pravilno s svojim katalizatorjem. Smolo vlijte po steklu, dokler se vsi suhi deli stekla ne namočijo s smolo. Nato odrežite odvečno nitko. Po tem dodajte še en kos filma in nato krpo iz steklenih vlaken, ki pokriva celoten izdelek. Nato dodajte zračno krpo.

Zdaj je čas, da celotno operacijo pokrijete s plastično folijo. Toda preden se to lahko zgodi, je treba dodati krmilno napravo. Ta naprava bo nameščena pod plastiko, da bo mogoče dodati vakuumsko črpalko.

Odstranite lepilno zaščitno rjavo prevleko in pritisnite plastično prevleko navzdol, da lepilo naredi vakuumsko tesnjenje na kvadratu. Nato izrežite luknjo v sredini orodja pod njo, da lahko priključite cev. Vklopite sesalnik, da odstranite zrak in tako ustvarite ravno površino in dobro sestavljen izdelek.

3. korak: Mobilnost robota

Da bi se robot premikal po steni navzgor in navzdol, smo se odločili za uporabo tankovskih tankov iz relativno poceni kompleta rezervoarjev Arduino. Ta komplet je vseboval vsa orodja in pritrdilne elemente, potrebne za pritrditev gosenic in motorjev. Črno kovinsko ohišje je bilo razrezano, da so nastali nosilni nosilci; to je bilo storjeno za zmanjšanje količine dodatnih pritrdilnih elementov, saj so bili vključeni vsi potrebni.

Spodnja navodila bodo pokazala, kako so bili izrezani nosilci:

• Z ravnilom označite osrednjo točko ohišja
• Skozi sredino potegnite vodoravno in navpično črto
• Previdno prerežite vzdolž teh črt, po možnosti s tračno žago ali drugim rezilom za kovine
• Za brušenje zaokrožite vse ostre robove

Končani oklepaji so prikazani v naslednjem koraku.

4. korak: Montirajte nosilce za cisterne

Začnite tako, da označite osrednje črte na listu iz steklenih vlaken; to bodo referenca. S svedrom 1/8 izrežite naslednje luknje; vsi nosilci morajo biti poravnani z zunanjim robom robota, kot je prikazano.

Prva luknja, ki jo je treba označiti, mora biti 2 "od središčne črte, kot je prikazano

Druga luknja mora biti 1 "od prejšnje oznake

Ta postopek je treba zrcaliti na sredini

Opomba: Nosilci vključujejo dodatne luknje; te je mogoče označiti in izvrtati za dodatno podporo.

5. korak: Zgradite in namestite tire

Začnite z montažo ležajev in zobnikov s priloženimi deli; navodila so vključena v komplet. Gosenice je treba tesno potegniti, da ne zdrsnejo iz prestav; prevelika napetost lahko povzroči deformacijo steklenih vlaken.

6. korak: Namestite ventilator na ohišje

Začnite z rezanjem luknje s premerom 3 na sredini pločevine iz steklenih vlaken. To lahko storite na več različnih načinov, na primer z žago za luknje ali dremelom. Ko je luknja končana, postavite ventilator na luknjo, kot je prikazano, in jo pritrdite s neke vrste lepila ali epoksida.

7. korak: Kodiranje

Mikrokrmilniki, ki smo jih uporabili, so vse komponente Arduino.

Arduino Uno plošča = 2

Moški in ženski mostički = 20

Moški na moške mostične žice = 20

Gonilnik motorja L2989n = 1

nrf24l01 = 2 (Naša brezžična komunikacijska naprava)

nrf24l01 = 2 (adapter, ki olajša namestitev)

Shema ožičenja prikazuje pravilno povezavo, ki smo jo uporabili, in kodo, ki ji je priložena.

8. korak: Žični diagram

9. korak: Konstrukcija robota

Po izdelavi podlage in tekalne plasti je zadnji korak sestavljanje vseh delov.

Najpomembnejši dejavnik je porazdelitev teže, baterija je zelo težka, zato bi morala biti samo na eni strani. Druge sestavne dele je treba namestiti tako, da preprečijo težo baterije.

Postavljanje elektronike na en vogal na sredini motorjev je pomembno, da zagotovite, da se žice srečajo z motorjem brez uporabe dodatnih žic.

Končna povezava je baterija in ESG na ventilator, ta korak je zelo pomemben. Prepričajte se, da sta baterija in ESG pravilno povezana, tako da sta obe pozitivni strani med seboj povezani. Če niso pravilno povezani, tvegate, da boste pregoreli varovalko in uničili baterijo in ventilator.

Elektronske dele krmilnika sem zalepil na ploščo, da bi bil organiziran, vendar ta del ni nujen.