نماذج روبوت جمع القمامة: 10 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

كطلاب جامعيين يعيشون في مساكن سكنية ، وجدنا أن مهاجعنا غالبًا ما تكون موطنًا للطلاب الفوضويين الذين يعيشون بمفردهم لأول مرة. هؤلاء الطلاب عمومًا كسالى جدًا أو غير مسؤولين عن التقاط أو تنظيف الفوضى الخاصة بهم. كانت مشكلة عدم النظافة العامة هذه سائدة بشكل خاص في حمامات مساكن الطلبة. مع وضع هذا في الاعتبار ، اقترحنا حلاً لهذه المشكلة في شكل روبوت مساعد مفيد لتنظيف القمامة قادر على مسح الغرفة بحثًا عن القمامة المتنوعة والتخلص من النفايات المذكورة. تضمنت الأهداف الرئيسية التي حددناها لمشروعنا إنشاء روبوت آلي يقوم بجمع القمامة ، مما يسمح للمستخدمين بتعيين معلمات محددة لهذا الروبوت ، بالإضافة إلى جعله فعالًا من حيث التكلفة وسهل الإنشاء.

الخطوة 1: بعض الأهداف المحددة لمشروعنا:

• قم بإنشاء روبوت آلي قابل لإعادة الشحن يمكنه كنس منطقة معينة من الغرفة بكفاءة والتقاط أي قمامة من تلك الأرضية.
• اجعل التخلص من القمامة من داخل الروبوت سهل الوصول إليه وسهل الاستخدام
• قم بإنشاء الروبوت باستخدام مواد منخفضة التكلفة
• اجعل الروبوت صغيرًا بدرجة كافية بحيث لا يكون مصدر إزعاج كبير في مساحته

الخطوة الثانية: فيديو لمشروعنا قيد التنفيذ

يرجى التنزيل لمشاهدة مقطع فيديو موجز لمشروعنا.

الخطوة الثالثة: شراء مواد البناء

من أجل تكرار بنائنا ، قمنا بتضمين فاتورة المواد. إذا كنت ترغب في معرفة أفكارنا حول تحسين عمليتنا وبعض أجزاء من بنائنا ، فسنقوم بالتغيير بأثر رجعي ، يرجى الرجوع إلى القسم الأخير بعض أفكار التحسين حيث ستجد بعض التغييرات الممكنة لقائمة المواد.

الخطوة الرابعة: قطع هيكل الروبوتات

قبل تجميع مكونات الروبوت ، يلزم وجود هيكل. لطباعة الهيكل ، استخدمنا ¼ "أكريليك ، ورسمنا مستطيلين" 10 × 5 "في Adobe Illustrator. ستحتاج هذه المستطيلات إلى عدة فتحات للمكونات والعجلات والمحركات الكهربائية. انظر إلى الصور أعلاه لترى كيف قمنا بتصميم الشاسيه

يتم بعد ذلك قطع الرسومات التوضيحية بالليزر على أكريليك ويتم توصيل لوحي الهيكل باستخدام مسامير مقاس 4 1 بوصة 2.5 مم ومسامير 12 مقاس 2.5 مم. ترتبط لوحتا الهيكل بالمسامير والمسامير بكل زاوية من الزوايا الأربع لألواح الهيكل

الخطوة 5: تجميع الروبوت

بمجرد أن يكون لديك إطار الروبوت الخاص بك ، يمكنك البدء في إضافة المكونات. قم بتوصيل المحركين بالطرف الخلفي للهيكل. تُستخدم الثقوب الموجودة في إطار الهيكل والعديد من المسامير والصواميل من أعلى لتأمين المحركات

يتم توصيل nodemcu (وحدة التحكم الدقيقة) ببرنامج تشغيل المحرك الخاص بك. يتم توصيل هذا المكون في منتصف الهيكل المعدني الخاص بك. بجانب هذا تم إرفاق حزمة البطارية الخاصة بك. يتم بعد ذلك توصيل الجهد والأرض بين السائق ومصدر الطاقة الخاص بك باستخدام أسلاك التوصيل m / m

لإرفاق محرك المحرك الخاص بك بالمحركين ، قم بلحام سلكين م / م لكل محرك ، وقم بتغذية الأسلاك من خلال الهيكل السفلي ، ثم قم بتوصيل كل سلك بدبوس إخراج على nodemcu

بعد ذلك ، قم ببساطة بتحريك العجلتين على كل محرك تيار مستمر ، ثم قم بتوصيل العجلة الدوارة الثالثة الأصغر باتجاه مقدمة الهيكل السفلي ، باستخدام أربعة براغي مقاس 2.5 متر ، وربطها من خلال الفتحات الأربعة

يجب أن يكون تجميع الروبوت مكتمل الآن ، لاختبار الوظيفة ، قم بتحميل أمر بسيط للأمام (crimsonbot.forward (100)) إلى nodemcu الخاص بك

الخطوة 6: تعديل نظام الفراغ

تفكيك المكنسة الكهربائية المحمولة التي اشتريتها وإزالة المروحة ومكونات المحرك

افحص غلاف غلاف الفراغ ، سترى أن الفراغ يعمل بشكل أساسي باستخدام المكونات ، والمروحة والمحرك ، وغطاء الغلاف الذي يسمح بتنفيس الهواء ويمنح شفط الفراغ

كان هدفنا من تغيير تجميع الفراغ هو تقليل حجم ووزن مكون المكنسة الكهربائية ، بدلاً من استخدام غلاف الفراغ المحمول الكبير بالكامل

ابدأ في تصميم غلاف الفراغ باستخدام برنامج نمذجة ثلاثية الأبعاد. بالنسبة لطرازنا ، استخدمنا Fusion 360

يتكون النموذج ثلاثي الأبعاد لقذيفة الفراغ من أسطوانة بسيطة مفتوحة من جزأين ، أحدهما ينفث الهواء والآخر كان صلبًا. تأكد من ترك فتحة أسفل الأسطوانة لتلائم المحرك والمروحة. قد يكون العثور على القياسات الصحيحة للغلاف أمرًا صعبًا ، وإذا كنت تمتلك زوجًا من الفرجار ، فإننا نوصي باستخدامها

تريد أن تحافظ على تركيب الغلاف محكمًا حول المحرك والمروحة من أجل تحقيق شفط أفضل

الخطوة 7: تجميع نظام الفراغ

تجميع نظام التفريغ الخاص بك بسيط للغاية. كل ما هو ضروري هو ربط جانبي مكون الفراغ المطبوع حول المروحة والمحرك اللذين قمت بإزالتهما من المكنسة الكهربائية المحمولة. بالنسبة للتجميع ، استخدمنا الغراء الساخن ، لكن مادة لاصقة أقوى مثل الإيبوكسي قد توفر مزيدًا من الشفط

بعد ذلك ، يجب عليك إضافة مكون ترشيح في الواجهة الأمامية للمكون الخاص بك ، وهذا سيحمي المروحة من قطع القمامة الكبيرة مع استمرار وجود طاقة المكنسة الكهربائية. أرفق هذه الحقيبة (استخدمنا كيس الفلتر من المكنسة الكهربائية المحمولة) في مقدمة مكون التفريغ بنفس نوع المادة اللاصقة المستخدمة في الخطوة السابقة

بالنسبة للحاوية التي تحتوي على القمامة المجمعة ، استخدمنا ذراع المكنسة الكهربائية المحمولة. يتناسب هذا جيدًا مع الفلتر والقطع التي قمنا بطباعتها ثلاثية الأبعاد. لا يتم لصق هذه القطعة أو توصيلها بأي وسيلة بخلاف الاحتكاك. هذا يسمح بإزالة الفوهة وإلقاء القمامة بعيدًا

الخطوة 8: إضافة نظام الفراغ إلى الروبوت

لإضافة مكون الفراغ إلى الروبوت ، يجب إزالة المستوى العلوي للهيكل أولاً. بعد ذلك ، يتم توصيل مكون الفراغ بأعلى مستوى الهيكل السفلي. من المهم التأكد من أن نهاية فوهة الفراغ مستوية مع الأرضية (هذا يرجع أساسًا إلى انخفاض طاقة الفراغ). يتم توصيل مكون الفراغ بمستوى الهيكل السفلي مرة أخرى باستخدام الغراء الساخن ، والزاوية التي يستقر عليها تسمح للفوهة بلمس الأرض

الخطوة 9: تشغيل الروبوت برمزه

حان الوقت الآن لاختبار روبوت التخلص من القمامة. ابحث عن غرفة بأبعاد تعرفها أو قم بقياس أبعاد غرفة لا تعرفها. بعد ذلك ، قم بتحرير كود python بالمسافات الصحيحة لغرفتك. قم بتحميل الرمز إلى nodemcu الخاص بك ، وشاهد جهازك يعمل. نظرًا لأن الفراغ يمتد إلى ما بعد الهيكل ، فإن الحركات ليست دقيقة دائمًا ، وقد يلزم إجراء بعض التعديلات لتشغيل الروبوت باستمرار

المقدمة في هذه الخطوة هي الكود الذي استخدمناه لـ nodemcu والروبوت. تم إنشاء جميع الترميز باستخدام Python من خلال VisialStudioCode

الخطوة العاشرة: التفكير في مشروعنا - بعض الأفكار للتحسين:

ما تعلمناه من بنائنا:

كمجموعة ، قمنا بمعظم اختباراتنا باستخدام الكود الخاص بنا على روبوت وشاسيه مختلفين الحجم ، ولكن عندما قمنا بالتبديل إلى الهيكل الفعلي الخاص بنا باستخدام مكون الفراغ ، وجدنا أن نصف قطر الدوران والطريقة التي يتحرك بها الروبوت كانت مختلفة تمامًا وكان الرمز بحاجة إلى يمكن تغييرها

كان المحرك والمروحة اللذان استردناهما من المكنسة المحمولة طاقة منخفضة نسبيًا. أدى ذلك إلى قيامنا بتركيب فوهة الفراغ بالقرب من الأرض. ربما كان العثور على طريقة تنظيف قوية بالمكنسة الكهربائية أكثر فاعلية

كانت هناك أحيانًا أثناء تجميع الروبوت الخاص بنا ، حيث لم تكن القياسات أو الوصلات بين المكونات دقيقة. أدى هذا إلى بعض المشاكل عند اختبار الكود الخاص بنا