Duvara Tırmanan Robot: 9 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Duvara tırmanma robotu, mekanik ve elektrik sistemleri kullanarak duvarlar için alternatif bir inceleme sağlamaya hizmet eder. Robot, yüksek yüksekliklerde duvarları incelemek için insanları işe almanın masraf ve tehlikelerine bir alternatif sunuyor. Robot, bluetooth üzerinden denetimlerin belgelenmesi için canlı besleme ve depolama sağlayabilecek. Robotun muayene yönü ile birlikte, vericiler ve alıcılar aracılığıyla kontrol edilebilecek. İtme ve emiş üreten bir fanın kullanılması, robotun bir yüzeye dik olarak tırmanmasını sağlar.

Gereçler

Taban ve Kapak:

- Fiberglas: Kasayı yapmak için kullanılır

- Reçine: Şasi yapmak için fiberglas ile birlikte kullanılır

Robot:

- OTTFF Robot Tank Kiti: Tank basamakları ve motor bağlantıları

- DC Motor (2): Robot hareketini kontrol etmek için kullanılır

- Çark ve Konektörler: Robotu duvarda tutmak için hava akımı üretir

- Rc Uçak için SBEC 5.5V/5A 2-6S ile ZTW Beatles 80A ESC (Konnektörlü 80A ESC)

Elektriksel:

- Arduino: Fanın, motorların ve kablosuz sinyalin kodlanması için devre kartı ve yazılım

- Joystick: Robotu sürmek için DC motorları kontrol etmek için kullanılır

- WIFI Alıcı: Alıcı-vericiden veri okur ve Arduino üzerinden motorlara iletir

- WIFI Alıcı-Verici: Joystick'ten gelen verileri kaydeder ve uzun menzilli alıcıya gönderir

- Dişi ve erkek konektörler: Elektrik bileşenlerini kablolamak için kullanılır

- WIFI Antenleri: Alıcı-verici ve alıcı için bağlantı sinyalini ve mesafesini artırmak için kullanılır

- HobbyStar LiPo Pil: Fana ve diğer olası elektrikli bileşenlere güç sağlamak için kullanılır

Adım 1: Teoriyi Anlamak

Ekipman seçimini daha iyi anlamak için önce Duvar Tırmanma Robotunun arkasındaki teoriyi tartışmak en iyisidir.

Yapılması gereken birkaç varsayım vardır:

• Robot kuru bir beton duvar üzerinde çalışıyor.
• Fan tam güçte çalışıyor.
• Robotun gövdesi çalışma sırasında tamamen rijit kalır.
• Fandan sürekli hava akışı

Mekanik Model

Değişkenler aşağıdaki gibidir:

• Kütle merkezi ile yüzey arasındaki mesafe, H = 3 in = 0.0762 m
• Robotun uzunluğunun yarısı, R = 7 in = 0.1778 m
• Robotun ağırlığı, G = 14.7 N
• Statik sürtünme katsayısı - beton üzerinde kaba plastik varsayılır, μ = 0,7
• Fan tarafından üretilen itme, F = 16.08 N

Yukarıdaki resimde gösterilen denklemi kullanarak basınç farkının oluşturduğu kuvveti bulunuz, P = 11.22 N

Bu değer, robotun duvarda kalabilmesi için fan tarafından üretilmesi gereken yapışma kuvvetidir.

Akışkan Modeli

Değişkenler aşağıdaki gibidir:

• Basınçtaki değişiklik (mekanik modelden ve vakum odasının alanından P kullanılarak) Δp = 0,613 kPa
• Akışkan yoğunluğu (hava), ⍴ = 1000 kg/m^3
• Yüzeyin sürtünme katsayısı, ? = 0.7
• Vakum odasının iç yarıçapı, r_i = 3.0 in = 0.0762 m
• Vakum odasının dış yarıçapı, r_o = 3.25 in = 0.0826
• Açıklık, h = 5 mm

Yukarıda gösterilen denklemi kullanarak hacimsel akış hızını çözün, Q = 42 L/dak

Bu, gerekli basınç farkını oluşturmak için fanın üretmesi gereken gerekli akış hızıdır. Seçilen fan bu gereksinimi karşılar.

Adım 2: Tabanı Oluşturma

Fiberglas, tabanın yapımında hızla önemli bir malzeme haline geldi. Uygulama için çok önemli olan, son derece hafif olmasının yanı sıra, ucuz ve çalışması oldukça kolaydır.

Bu tabanı oluşturmanın ilk adımı onu ölçmektir. Uygulamamız için 8" x 8" ölçülerini kullandık. Yukarıdaki resimlerde gösterilen malzeme E-cam olarak bilinir. Oldukça ucuzdur ve büyük miktarlarda gelebilir. Ölçerken, istenen şekle kesilecek bol miktarda malzeme olduğundan emin olmak için fazladan 2+ inç sağlamak önemlidir.

İkinci olarak, cam elyafını pürüzsüz, düz bir yüzey haline getirmek için kullanılabilecek bir şey sabitleyin; Bunun için ekip büyük bir metal plaka kullandı. Kürleme işlemine başlamadan önce alet hazırlanmalıdır. Bir alet herhangi bir büyük düz yüzey olabilir.

İhtiyacınız kadar büyük, tercihen kare şeklinde, çift taraflı bir yapıştırıcı sararak başlayın. Daha sonra bir filament hazırlayın ve üzerine kuru kesilmiş fiberglas parçalarını yerleştirin. Tüm öğeleri araca aktarın.

Not: Nihai ürününüze kalınlık eklemek için kesilmiş fiberglas parçalarını istifleyebilirsiniz.

Sonraki: reçineyi ve katalizörünü düzgün bir şekilde karıştırmak istiyorsanız, her reçine farklıdır ve kısımları katalizörüyle doğru şekilde karıştırmak için kullanım kılavuzuna ihtiyaç duyar. Camın tüm kuru kısımları reçine ile ıslanana kadar reçineyi camın üzerine dökün. Sonra fazla filamenti kesin. Bu yapıldıktan sonra, başka bir film parçası ve ardından tüm ürünü kaplayan fiberglas bir bez ekleyin. Daha sonra bir havalandırma bezi ekleyin.

Şimdi tüm operasyonu plastik bir sargı ile örtmenin zamanı geldi. Ancak bu gerçekleşmeden önce bir ihlal cihazı eklenmelidir. Bu cihaz, bir vakum pompasının eklenmesine izin vermek için plastiğin altına oturacaktır.

Yapışkan koruyucu kahverengi kapağı çıkarın ve plastik kapağı aşağı doğru bastırın, böylece yapışkan karede vakum geçirmez bir sızdırmazlık sağlar. Ardından, hortumun bağlanabilmesi için aletin ortasında bir delik açın. Düz bir yüzey ve iyi bir araya getirilmiş bir ürün oluşturan havayı çıkarmak için vakumu açın.

Adım 3: Robot Hareketliliği

Robotun duvarda yukarı ve aşağı hareket etmesini sağlamak için nispeten ucuz bir Arduino tank kitinden tank basamakları kullanmaya karar verdik. Bu kit, paletleri ve motorları sabitlemek için gereken tüm araçları ve bağlantı elemanlarını içeriyordu. Siyah metal kasa, montaj braketleri oluşturmak için kesildi; bu, ihtiyaç duyulanların tümü dahil edildiğinden, ek bağlantı elemanlarının miktarını azaltmak için yapıldı.

Aşağıdaki talimatlar, parantezlerin nasıl kesildiğini gösterecektir:

• Kasanın orta noktasını işaretlemek için bir cetvel kullanın
• Merkezden yatay ve dikey bir çizgi çizin
• Bu çizgiler boyunca, tercihen şerit testere veya başka bir metal kesme bıçağı ile dikkatlice kesin.
• Keskin kenarları yuvarlamak için bir taşlama taşı kullanın

Bitmiş parantezler aşağıdaki adımda gösterilmektedir.

Adım 4: Tank Paletleri için Montaj Braketleri

Fiberglas levha üzerindeki orta çizgileri işaretleyerek başlayın; bunlar referans olacak. 1/8 matkap ucu kullanarak aşağıdaki delikleri açın; tüm braketler gösterildiği gibi robotun dış kenarı ile aynı hizada olmalıdır.

İşaretlenmesi gereken ilk delik, gösterildiği gibi merkez çizgiden 2" olmalıdır

İkinci delik önceki işaretten 1" olmalıdır

Bu işlem merkeze yansıtılmalıdır

Not: Braketler ek delikler içerir; bunlar ek destek için işaretlenebilir ve delinebilir.

Adım 5: Rayları İnşa Edin ve Monte Edin

Sağlanan parçaları kullanarak yatakları ve dişlileri monte ederek başlayın; Talimatlar kitin içindedir. Dişlilerden kaymayı önlemek için paletler sıkıca çekilmelidir; çok fazla gerginlik fiberglasın bükülmesine neden olabilir.

Adım 6: Fanı Kasaya Takın

Fiberglas levhanın ortasında 3 çapında bir delik açarak başlayın. Bu, bir delik testeresi veya dremel gibi birkaç farklı yolla gerçekleştirilebilir. Delik tamamlandığında, fanı gösterildiği gibi deliğin üzerine yerleştirin ve bir tür yapıştırıcı veya epoksi.

Adım 7: Kodlama

Kullandığımız mikrodenetleyicilerin tamamı Arduino bileşenleridir.

Arduino Uno kartı= 2

Erkekten dişiye atlama telleri = 20

Erkekten erkeğe atlama telleri = 20

L2989n motor sürücüsü = 1

nrf24l01 = 2 (Kablosuz iletişim cihazımız)

nrf24l01 = 2 (Kurulumu kolaylaştıran bir adaptör)

Bağlantı şeması, kullandığımız doğru bağlantıyı ve onunla birlikte gelen kodu gösterir.

Adım 8: Kablo Şeması

Adım 9: Robotu İnşa Etme

Taban ve basamaklar oluşturulduktan sonra, son adım tüm parçaları bir araya getirmektir.

En önemli faktör ağırlık dağılımıdır, pil çok ağır olduğu için tek taraflı olması gerekir. Diğer bileşenler, pilin ağırlığına karşı koymak için bilerek yerleştirilmelidir.

Elektroniği motorların ortasında bir köşeye yerleştirmek, ek teller kullanmadan tellerin motorla buluşmasını sağlamak için önemlidir.

Son bağlantı batarya ve ESG'nin fana bağlanmasıdır, bu adım çok önemlidir. Akü ve ESG'nin her iki pozitif taraf birbirine bağlanacak şekilde doğru şekilde bağlandığından emin olun. Doğru bağlanmazlarsa, sigortayı patlatma ve pili ve fanı tahrip etme riskiyle karşı karşıya kalırsınız.

Düzenli olması için kontrol cihazının elektronik parçalarını bir panele bantladım, ancak bu kısım bir zorunluluk değil.