Prototipos de robots recolectores de basura: 10 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Como estudiantes universitarios que viven en viviendas residenciales, hemos descubierto que nuestros dormitorios suelen ser el hogar de estudiantes desordenados que viven solos por primera vez. Por lo general, estos estudiantes son demasiado vagos o irresponsables para recoger o limpiar su propio desorden. Este problema de suciedad generalizada prevalecía específicamente en los baños de nuestros dormitorios. Con esto en mente, propusimos una solución a este problema en forma de un práctico robot de limpieza de basura auxiliar capaz de escanear una habitación en busca de basura diversa y desechar dicha basura. Los principales objetivos que establecimos para nuestro proyecto incluyeron la creación de un robot automatizado que recolectara basura, permitiendo a los usuarios establecer parámetros específicos para este robot, además de hacerlo rentable y simple de construir.

Paso 1: Algunas metas específicas de nuestro proyecto:

• Cree un robot recargable automático que pueda barrer de manera eficiente un área determinada de una habitación y recoger la basura de ese piso.
• Haga que la eliminación de la basura desde el interior del robot sea accesible y fácil de usar
• Crea el robot utilizando materiales de bajo costo
• Haga que el robot sea lo suficientemente pequeño para que no sea una gran perturbación dentro de su espacio

Paso 2: un video de nuestro proyecto en acción

Descargue para ver un breve video de nuestro proyecto.

Paso 3: compra los materiales para la construcción

Para replicar nuestra construcción, hemos incluido una lista de materiales. Si desea conocer nuestras ideas sobre cómo mejorar nuestro proceso y algunas partes de nuestra construcción, en retrospectiva cambiaríamos, consulte la última sección Algunas ideas para mejorar, donde encontrará algunos cambios posibles para la lista de materiales.

Paso 4: Cortar el chasis de los robots

Antes de ensamblar los componentes del robot, se necesita un chasis. Para imprimir nuestro chasis usamos acrílico de ¼”y dibujamos dos rectángulos de“10 por 5”en Adobe Illustrator. Estos rectángulos necesitarán varios recortes para sus componentes eléctricos, ruedas y motores. Vea las imágenes de arriba para ver cómo modelamos los chasis

Los dibujos del ilustrador se cortan con láser en acrílico y las dos placas del chasis se conectan con 4 tornillos de 2,5 mm de 1 pulgada y 12 pernos de 2,5 mm. Las dos placas del chasis están conectadas con tornillos y pernos a cada una de las cuatro esquinas de las placas del chasis

Paso 5: Montaje del robot

Una vez que tenga el marco de su robot, puede comenzar a agregar componentes. Conecte los 2 motores a la parte trasera de su chasis. Los orificios en el marco del chasis y varios de los tornillos y tuercas del tamaño de arriba se utilizan para asegurar los motores

El nodemcu (microcontrolador) está conectado a su controlador de motor. Este componente está conectado en el medio de su chasis. Junto a esto, se adjunta su paquete de baterías. Luego, el voltaje y la tierra se conectan entre su controlador y su fuente de alimentación con los cables de puente m / m

Para conectar su controlador de motor a sus dos motores, suelde dos cables m / m a cada motor, pase los cables a través del chasis inferior y conecte cada cable a un pin de salida en el nodemcu

A continuación, simplemente deslice las dos ruedas en cada motor de CC y coloque la tercera rueda giratoria más pequeña hacia la parte delantera del chasis inferior, utilizando cuatro tornillos de 2,5M y fijándolos a través de los cuatro orificios

El ensamblaje del robot ahora debería estar completo, para probar la funcionalidad, cargue un comando de avance simple (crimsonbot.forward (100)) a su nodemcu

Paso 6: alteración del sistema de vacío

Desarme la aspiradora portátil que compró y retire el ventilador y el componente del motor

Examine la carcasa de la carcasa de la aspiradora, verá que una aspiradora funciona esencialmente utilizando componentes, un ventilador y un motor, y la carcasa de la carcasa que permite que el aire se ventile y proporcione la succión de vacío

Nuestro objetivo con el conjunto de vacío modificado era reducir el tamaño y el peso de nuestro componente de aspiración, en lugar de utilizar toda la carcasa de vacío portátil grande

Comience a modelar la carcasa de vacío con un software de modelado 3D. Para nuestro modelo usamos Fusion 360

El modelo 3D de nuestra carcasa de vacío consistía en un cilindro superior abierto simple en dos partes, un lado que ventilaría el aire y el otro que era sólido. Asegúrese de dejar un agujero en la parte inferior de su cilindro para que encaje alrededor de su motor y ventilador. Encontrar las medidas adecuadas para su carcasa puede ser difícil y, si posee un par de calibradores, le recomendamos que los utilice

Desea mantener el ajuste de la carcasa apretado alrededor del motor y el ventilador para lograr una mejor succión

Paso 7: Montaje del sistema de vacío

El montaje de su sistema de vacío es bastante sencillo. Todo lo que se necesita es colocar los dos lados del componente de la aspiradora impreso alrededor del ventilador y el motor que retiró de la aspiradora portátil. Para el montaje utilizamos pegamento caliente, sin embargo, un adhesivo más fuerte como el epoxi puede proporcionar más succión

A continuación, debe agregar un componente de filtrado en la parte frontal de su componente, esto protegerá el ventilador de grandes trozos de basura sin dejar de tener poder de aspiración. Coloque esta bolsa (usamos la bolsa de filtro de la aspiradora portátil) en la parte frontal de su componente de aspiración con el mismo tipo de adhesivo que se usó en el paso anterior

Para el contenedor que contiene la basura recolectada usamos el brazo de la aspiradora portátil. Esto encajó bien con el filtro y las piezas que teníamos impresas en 3D. Esta pieza no está pegada ni unida por ningún otro medio que no sea la fricción. Esto permite quitar la boquilla y tirar la basura

Paso 8: Adición del sistema de vacío al robot

Para agregar el componente de vacío al robot, primero se debe quitar el nivel superior del chasis. Después, el componente de vacío se conecta a la parte superior del nivel del chasis inferior. Es importante asegurarse de que el extremo de la boquilla de vacío esté nivelado con el piso (esto se debe principalmente a la baja potencia de la aspiradora). El componente de vacío se une al nivel inferior del chasis nuevamente con pegamento caliente, y el ángulo en el que descansa permite que la boquilla toque el suelo

Paso 9: Ejecutar el robot con su código

Ahora es el momento de probar el robot de eliminación de basura. Encuentre una habitación con las dimensiones que conoce o mida las dimensiones de una habitación que no conoce. A continuación, edite el código de Python con las distancias correctas para su habitación. Sube el código a tu nodemcu y mira cómo funciona tu dispositivo. Debido a que el vacío se extiende más allá del chasis, los movimientos no siempre son exactos y es posible que sea necesario realizar algunas ediciones para que el robot funcione de manera constante

En este paso se proporciona el código que usamos para nuestro nodemcu y robot. Toda la codificación se creó usando Python a través de VisialStudioCode

Paso 10: Reflexión sobre nuestro proyecto: alguna idea para mejorar:

Lo que aprendimos de nuestra construcción:

Como grupo, hicimos la mayor parte de nuestras pruebas con nuestro código en un robot y chasis de diferente tamaño, sin embargo, cuando cambiamos a nuestro chasis real con el componente de vacío, encontramos que el radio de giro y la forma en que se movía el robot eran muy diferentes y el código necesario para ser alterado

El motor y el ventilador que recuperamos de la aspiradora portátil tenían una potencia relativamente baja. Esto nos llevó a montar la boquilla de vacío muy cerca del suelo. Podría haber sido más efectivo haber encontrado un método de aspiración poderoso

En ocasiones, durante el montaje de nuestro robot, las medidas o conexiones entre componentes no eran exactas. Esto provocó algunos problemas al probar nuestro código