RufRobot45: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

RufRobot45 es va construir per aplicar silici / calafatat en un sostre inclinat de 45 ° de difícil accés

Motivació

L’aigua de pluja que es filtrava per una paret esquerdada de casa nostra va causar danys a la pintura i a la paret, que empitjora després de les fortes pluges. Després d'una investigació, vaig poder veure un buit d'1 a 1,5 cm (al voltant de ½ polzada) per a la longitud d'una secció del sostre de 3M / 9,8 peus. Aquest espai canalitzava l'aigua de pluja des del terrat de 45 ° (sostre inclinat 12/12) cap a un panell lateral i cap avall a través de la paret esquerdada. Vegeu la imatge 1 a continuació.

Vaig trucar a uns quants teuladors / experts en fuites per obtenir consells i avaluar el cost. El cost global de reparar / aturar la fuita seria d’un mínim de 1200 dòlars. Les cotitzacions inclouen càrrecs per cordes d’aparellament, ancoratges de seguretat i assegurança per cobrir el sostre mentre inspeccionaven i solucionaven la fuita al sostre costerut de 45 ° de difícil accés.

El cost estimat de 1200 dòlars per a una cosa tan senzilla com aplicar silicona / calafat d’un tub de 20 dòlars era massa alt, però, quan estigueu desesperats, pagareu l’import per aturar els danys en curs.

Abans d’acceptar qualsevol de les pressupostes, vaig decidir utilitzar el temps lliure durant el tancament de Covid 19 per intentar reparar-lo, en primer lloc, vaig haver d’inspeccionar el sostre per veure si serà una reparació factible que puc fer tot sol.

Robot d’inspecció

Per a la inspecció arriscada, un tanc RC fixat a la xarxa va oferir-se voluntari per anar al sostre costerut. El tanc RC (imatge 2) és un prototip per al disseny final. Construït a partir de velles parts robotitzades de Vex (imatge 3) que tenia al voltant. Motors Vex 393, pistes de rodament del tanc, controlador RC i tubs de PVC per al xassís per inspeccionar el sostre.

Tot i que aquest instructiu no tracta del robot d’inspecció, he inclòs una imatge per a aquells que estiguin interessats. Mitjançant imatges del GoPro es veu un llarg buit on l'aigua podria fluir cap a la paret lateral. veure imatge 1.

Procés de disseny automatitzat de les pistoles de calafatatge

Aquest procés de disseny es podria aplicar al silici, a la cola o a un altre tipus d'aplicació de calafatatge que s'aplica a través d'un tub i d'un broquet. A continuació, necessiteu una pistola de calafatatge, un marc metàl·lic senzill per subjectar el tub i un émbol, un ressort per aplicar pressió, un marc al voltant del tub i, a continuació, manteniu la pistola de calafatatge i col·loqueu el broquet del tub contra la bretxa.

Col·loqueu el broquet cap amunt, cap avall, cap a la dreta, cap endavant cap enrere (eix X, Y, Z) per seguir el contorn i l'angle de la bretxa. Saber tot això fa que sigui més fàcil decidir què hauria de fer un robot de calafat. El procés va ser iteratiu, després de moltes proves, proves i errors, vaig poder cobrir completament la bretxa i aturar la filtració.

Per il·lustrar millor un procés de disseny que altres poden reproduir, he modelat, animat i representat les imatges del robot amb Blender 3D. La representació més ràpida era possible triant Nvidia Cuda i una GPU 1080TI en lloc de la CPU del meu sistema antic. A continuació es detallen els passos de la construcció del robot.

Subministraments:

Parts molestes per al pas 1

• 1x Carril 2x1x25 1x Carril lliscant lineal llarg de 12 "(per a pistó).
• 1 x pista exterior de control lliscant lineal
• 4 seccions de cremallera
• 2 x Angle Gusset
• 1 motor Vex 393 de 2 fils i 1 controlador de motor 29
• Engranatge d'alta resistència 1 x 60 dents (2,58 polzades de diàmetre)
• 1 engranatge metàl·lic de 12 dents 3 x collar d'eix
• 1 x suport de caixa de canvis de rack
• 2 x eix de 2 polzades d'alta resistència
• 3 x Rodament pla (tallar-ne un en 3 trossos i utilitzar-los com a separadors)
• 2 espaiadors de niló de 3 x 5 polzades Plus
• 1 x.375 polzades separador de niló peces no Vex
• Pinça de mànega de 2 x 4 polzades (per mantenir el tub al seu lloc).

Parts molestes per al pas 2

• 2 x angle 2x2x15
• 1 motor Vex 393 de 2 fils i 1 controlador de motor 29
• 1 x suport de cuc 4 forats
• Engranatge metàl·lic 1 x 12 dents
• 1 engranatge de 36 dents
• 2 x eix de 2 polzades d'alta resistència
• 2 x coll d'eix
• 1 x 12 "llarga pista de diapositives lineals
• 3 seccions de cremallera
• 1 x camió interior Linear Sider
• 2 x rodaments plans

Parts molestes per al pas 3

• 1 x placa d'acer
• 5x15 (tallat amb un tall metàl·lic o una serra mecànica a 3,5 x 2,5 polzades) Aquesta serà la base per al conjunt del tub de silici.
• 1 motor Vex 393 de 2 fils i 1 controlador de motor 29
• Engranatge d'alta resistència 1 x 60 dents (2,58 polzades de diàmetre)
• Engranatge metàl·lic 1 x 12 dents
• 4 x coll d'eix
• 1 x WormBracket 4 forats
• 2 x eix de 2 polzades d'alta resistència
• 4 x Rodament pla
• Distanci de 2 x 2 polzades
• 1 x esquina angular
• 1 x Espaciadors de niló de.5 polzades

Parts molestes per al pas 4

• 1 x motor Vex 393 -2 fil
• 1 controlador de motor 29
• Engranatges d'alta resistència d'1 x 60 dents (2,58 polzades de diàmetre) Les imatges renderitzades mostren un engranatge de 36 dents per al pas 4, després d'algunes proves, es va substituir per un engranatge de 60 dents per proporcionar més parell necessari per empènyer el pes del mecanisme del tub de silici cap amunt la inclinació de 45˚.
• Engranatge metàl·lic 1 x 12 dents
• 4 x coll d'eix
• 1 x suport de caixa de canvis de rack
• 2 x eix de 2 polzades d'alta resistència
• 3 x Rodament pla (tallar-ne un en 3 trossos i utilitzar-los com a separadors)
• 2 x Plus Gusset
• Separadors de niló de 7 x.5 polzades
• 2 x angle 2x2x25 forat
• Distàncies de 4 x 1 polzada
• 1x Llarga pista de diapositives de 17,5"
• 2 x pista exterior de control lliscant lineal
• 5 x seccions de cremallera
• 1 x canal C d'acer
• 2x1x35 o canal C d'acer
• 1x5x1x25 (depèn de la longitud de la pista). Aquest canal C s’uneix al costat de la pista més a prop del tub de silici. Suporta el pes del mecanisme del tub. En cas contrari, la pista s’inclinarà cap a fora del control lliscant lineal de plàstic.

Parts molestes per al pas 5

• 2 x Vex 393 motor de 2 fils i 1 controlador de motor 29
• Eix d'alta resistència de 2 x 3"
• 6 x Rodament pla
• 2 x Carril 2 x 1 x 16
• 2 x Carril 2 x 1 x 25
• 8 x coll d'eix
• 1 x kit de banda de rodament del tanc
• Suports de 4 x 1 polzada
• 1 controlador Vex Pic

Vaig utilitzar el suport de bateria Vex AA 6 per al controlador PIC que proporcionava prou tensió i corrent durant el procés de construcció, però, vaig trobar que el paquet de bateries AA no podia proporcionar el corrent per alimentar motors 6 x 393, especialment quan es requereix un parell per forçar l’èmbol al tub de silici. Per proporcionar energia adequada, vaig connectar dues bateries NCR 18650GA (3500 mAh cadascuna) en sèrie per proporcionar ~ 8 volts, amb 2 bateries addicionals cablejades en paral·lel per augmentar el corrent. Amb aquesta configuració de la bateria, tinc força corrent per fer funcionar el robot que cobreix 3 m de calafat. També he utilitzat un suport de bateria 18650 4 x com es mostra a la imatge 14.

Pas 1: motoritzeu el procés de calafatatge

El primer pas per confirmar les parts molestes seria suficient per reproduir la funció d'una pistola de calafatatge sense utilitzar l'existent

pistola de calafat que seria més pesada i complicada d’automatitzar. El disseny inclou un kit de moviment lineal vex, motor 393 i diverses peces per construir un tipus d’actuador que pugui fer sortir el silici remotament amb el controlador RC. Vaig utilitzar l'engranatge de 36 dents d'alta resistència per afegir més parell necessari per empènyer l'èmbol al tub de silici amb més força. A continuació es mostra la imatge del disseny i a continuació es detallen les parts vex usades.

Pas 2: creeu una mecànica cap endavant cap enrere

Ara que el mecanisme de l'èmbol funciona, podem afegir el mecanisme per controlar la posició del tub de silici amb l'èmbol cap endavant i cap enrere, cosa que ajudarà a compensar el moviment limitat del robot del tanc al sostre inclinat.

Pas 3: Construeix o baixa el muntatge

En aquest pas, construïm el mecanisme per moure la plataforma de l'èmbol cap amunt i cap avall, que ara inclou el pes del tub de silici, dos motors vex, dos kits de moviment lineal, un per l'èmbol, l'altre per al moviment cap endavant, cap enrere i altres components associats bàsicament al pas 1 i al pas 2.

Pas 4: Bu Mecànica esquerra i dreta

El bot del tanc cobreix 3 m / 9,8 peus al sostre inclinat, movent el tub de silici cap avall per injectar el silici cap amunt per raspar el silici. Les escales del tanc de plàstic no tenen una tracció limitada a la inclinació de 45˚, ja que proporcionen el control suficient per situar el tanc lleugerament a l'esquerra o a la dreta. Moure el dipòsit cap amunt i cap avall pel terrat és possible mitjançant una corda retràctil (una corretja de gos amb pany).

Una vegada que el dipòsit es col·loca al seu lloc, el mecanisme del tub de silici pot lliscar sobre una pista de 30 cm / 12 polzades integrada al tanc. Això vol dir que el robot pot cobrir 30 cm de calafatatge alhora abans de moure el tanc per mitjà de corda per calafatar una nova àrea, etc.

Pas 5: Construïu la base del tanc amb l'electrònica del controlador

Vaig fer servir una base de tancs perquè amb rodes, ja que proporcionava una plataforma estable amb possibilitat de tracció, mentre que les bandes de plàstic tenen una tracció deficient per al disseny actual. Peces per

Pas 6: Pas 6: connecteu i connecteu la plataforma del tub a la base del tanc

A continuació, la plataforma del tub s’uneix a la vora del tanc, la posició de la vora proporciona la millor separació de les vies del tanc i la seva accessibilitat per al tub de silici. afegir llast o qualsevol objecte de metall pesat al costat oposat a la plataforma del tub proporcionarà el contraequilibri per mantenir les dues pistes del tanc ferm fermes.

Pas 7: connecteu els motors al controlador PIC i al controlador RC de afinació fina

A la imatge 14 els 6 motors estan connectats als ports IO del controlador Pic del contenidor Lock & Lock. Cada port d'E / S està assignat a un canal del transmissor. Per als motors que requereixen un control més fi com el motor lliscant horitzontal com al pas 4 i els motors de banda de rodament del tanc esquerre esquerre.

Es col·loca un GoPro i es col·loca al conjunt del tub apuntant cap al broquet. La càmera hi és principalment per enregistrar el procés i per proporcionar un punt de vista al meu iPhone, tot i que vaig acabar sense utilitzar la capacitat POV, era més fàcil estar físicament a la vora del terrat per poder veure i controlar què feia el robot.

Aquest projecte es pot replicar mitjançant Adruino o un altre microcontrolador, i el control remot WIFI o ràdio adequat. La mecànica i les peces de Vex són fantàstiques i fàcils de prototipar; els motors i sistemes de control més nous de la gamma Vex V5 tenen importants millores, una altra alternativa és ServoCity.com, que porta una gamma de motors, rails, mènsules, etc., tot el que necessiteu per construir la mecànica.

A continuació, un disseny més net i racionalitzat amb sensors i la possibilitat que un conjunt de tubs lliuri silici en una paret alta. Imatges reals del robot anterior, en breu penjaré vídeos.