RufRobot45: 7 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

RufRobot45 został zbudowany do nakładania silikonu/uszczelniacza na trudno dostępny dach o nachyleniu 45°

Motywacja

Woda deszczowa przeciekająca przez popękaną ścianę w naszym domu spowodowała uszkodzenie farby i ściany, która pogarsza się po ulewnym deszczu. Po przeprowadzeniu dochodzenia byłem w stanie zobaczyć przerwę od 1 do 1,5 cm (około ½ cala) na długości odcinka dachu 3M/9,8 stopy. Przestrzeń ta kierowała wodę deszczową z dachu pod kątem 45° (dach skośny 12/12) na panel boczny i w dół przez popękaną ścianę. Zobacz zdjęcie 1 poniżej.

Zadzwoniłem do kilku dekarzy/ekspertów od przecieków, aby uzyskać ich porady i oszacować koszty. Całkowity koszt naprawy/zatrzymania wycieku wynosiłby co najmniej 1200 USD. Wyceny obejmowały opłaty za olinowanie, kotwice zabezpieczające i ubezpieczenie dekarza podczas kontroli i naprawy wycieku na trudno dostępnym, stromym dachu o kącie 45°.

Szacunkowy koszt 1200 dolarów za coś tak prostego, jak nałożenie silikonu / uszczelniacza na rurkę za 20 dolarów, był zbyt wysoki, jednak gdy jesteś zdesperowany, zapłacisz kwotę, aby powstrzymać trwające szkody.

Zanim zaakceptowałem którykolwiek z cytatów, postanowiłem wykorzystać wolny czas podczas blokady Covid 19 na próbę naprawy, przede wszystkim musiałem sprawdzić dach, aby zobaczyć, czy będzie to wykonalna naprawa, którą mogę wykonać samodzielnie.

Robot inspekcyjny

Do ryzykownej inspekcji przyczepiony na uwięzi czołg RC zgłosił się na ochotnika do wejścia na stromy dach. Czołg RC (zdjęcie 2) jest prototypem ostatecznego projektu. Zbudowany ze starych części robota Vex (zdjęcie 3), które leżałem. Silniki Vex 393, gąsienice czołgu, kontroler RC i rury PCV do podwozia do kontroli dachu.

Chociaż ten Instruktaż nie dotyczy robota inspekcyjnego, zamieściłem obraz dla zainteresowanych. Na obrazach z GoPro widoczna jest długa szczelina, przez którą woda może płynąć w kierunku ściany bocznej. patrz zdjęcie 1.

Zautomatyzowany proces projektowania pistoletu do uszczelniania

Ten proces projektowania można zastosować do silikonu, kleju lub innego rodzaju aplikacji uszczelniającej, która jest nakładana przez rurkę i dyszę. Następnie potrzebujesz pistoletu do uszczelniania, prostej metalowej ramy do przytrzymywania rury i tłoka, sprężyny do wywierania nacisku, ramki wokół rury, a następnie trzymaj pistolet do uszczelniania i umieść dyszę rury w szczelinie.

Umieść dyszę w górę, w dół, w prawo, do przodu do tyłu (oś X, Y, Z), aby podążać za konturem i kątem szczeliny. Wiedza o tym wszystkim ułatwia podjęcie decyzji, co będzie musiał zrobić robot doszczelniający. Proces był iteracyjny, po wielu próbach, próbach i błędach udało mi się całkowicie zakryć lukę i zatrzymać wyciek.

Aby lepiej zilustrować proces projektowania, który inni mogą odtworzyć, modelowałem, animowałem i renderowałem obrazy robota za pomocą Blendera 3D. Szybsze renderowanie było możliwe dzięki wybraniu Nvidia Cuda i GPU 1080TI zamiast procesora w moim starym systemie. Poniżej przedstawiono etapy budowy robota.

Kieszonkowe dzieci:

Części Vex do kroku 1

• 1x szyna 2x1x25 1x 12" długa liniowa prowadnica ślizgowa (do nurnika).
• 1 x liniowa prowadnica zewnętrzna suwaka
• 4 x sekcje zębatki
• 2 x klin kątowy
• 1 x silnik Vex 393 2-przewodowy i 1 x sterownik silnika 29
• 1x60 zębów o wysokiej wytrzymałości (średnica 2,58 cala)
• 1x12 zębów metalowa zębatka 3 x kołnierz wału
• 1 x wspornik przekładni zębatej
• 2 x 2-calowy wał o wysokiej wytrzymałości
• 3 x Łożysko Płaskie (Potnij jeden z nich na 3 części i użyj ich jako przekładek)
• 2 x Plus klin 3 x 0,5-calowe nylonowe dystanse
• 1 x 0,375 cala nylonowa przekładka bez części Vex
• Zacisk węża 2 x 4 cale (aby utrzymać rurę na miejscu).

Części Vex do kroku 2

• 2 x kąt 2x2x15
• 1 x silnik Vex 393 2-przewodowy i 1 x sterownik silnika 29
• 1 x wspornik robaka 4 otwór
• 1x12 zębów metalowa zębatka
• 1x36 zębów zębatych
• 2 x 2-calowy wał o wysokiej wytrzymałości
• 2 x kołnierz wału
• 1x12 "długa liniowa prowadnica ślizgowa
• 3 x sekcje zębatki
• 1 x wewnętrzna ciężarówka Linear Sider
• 2 x łożysko płaskie

Części Vex do kroku 3

• 1 x blacha stalowa
• 5x15 (Cięcie metalowym nożem lub piłą do metalu do 3,5 x 2,5 cala) Będzie to podstawa zespołu rurki silikonowej.
• 1 x silnik Vex 393 2-przewodowy i 1 x sterownik silnika 29
• 1x60 zębów o wysokiej wytrzymałości (średnica 2,58 cala)
• 1x12 zębów metalowa zębatka
• 4 x kołnierz wału
• 1 x WormBracket 4 otwór
• 2 x 2-calowy wał o wysokiej wytrzymałości
• 4 x łożysko płaskie
• Dystans 2x2 cale
• 1 x klin kątowy
• 1x.5 cal nylonowe dystanse

Części Vex do kroku 4

• 1 x silnik Vex 393 -2 przewodowy i
• 1 x sterownik silnika 29
• 1 x 60 zębów o wysokiej wytrzymałości (średnica 2,58 cala) Wyrenderowane obrazy pokazują zębatkę z 36 zębami w kroku 4, po kilku testach zastąpiono ją zębatką o 60 zębach, aby zapewnić większy moment obrotowy potrzebny do podniesienia ciężaru mechanizmu rurki silikonowej nachylenie 45˚.
• 1x12 zębów metalowa zębatka
• 4 x kołnierz wału
• 1 x wspornik przekładni zębatej
• 2 x 2-calowy wał o wysokiej wytrzymałości
• 3 x Łożysko Płaskie (Potnij jeden z nich na 3 części i użyj ich jako przekładek)
• 2 x plus klin
• Przekładki nylonowe 7x0,5 cala
• 2 x kąt 2x2x25 otwór
• Dystanse 4 x 1 cal
• 1x17,5 "długa liniowa prowadnica ślizgowa
• 2 x liniowa prowadnica zewnętrzna Slider
• 5 x sekcje zębatki
• 1 x stalowy kanał C
• 2x1x35 lub stalowy kanał C
• 1x5x1x25 (w zależności od długości toru). Ten kanał C jest przymocowany na krawędzi toru bliżej silikonowej rurki. Podtrzymuje ciężar mechanizmu rurowego. W przeciwnym razie tor wysunie się z plastikowego suwaka liniowego.

Części Vex do kroku 5

• 2 x Vex 393 2-przewodowy silnik i 1 x sterownik silnika 29
• Wał o wysokiej wytrzymałości 2x3"
• 6 x łożysko płaskie
• 2 x szyna 2 x 1 x 16
• 2 x szyna 2 x 1 x 25
• 8 x kołnierz wału
• 1 x zestaw bieżnika zbiornika
• 4 x 1 cal stojaki
• 1 x kontroler obrazu Vex

Użyłem uchwytu baterii Vex AA 6 do kontrolera PIC, który zapewniał wystarczające napięcie i prąd podczas procesu budowy, jednak odkryłem, że zestaw baterii AA nie był w stanie zapewnić prądu do zasilania 6 silników 393, zwłaszcza gdy wymagany jest moment obrotowy aby wcisnąć tłok w silikonową rurkę. Aby zapewnić odpowiednią moc, połączyłem szeregowo dwa akumulatory 18650GA NCR (3500 mAh każdy), aby zapewnić ~8 woltów, z 2 dodatkowymi akumulatorami połączonymi równolegle w celu zwiększenia prądu. Dzięki tej konfiguracji baterii mam wystarczająco dużo prądu do obsługi robota, pokrywając 3 m uszczelnienia. Użyłem również uchwytu baterii 18650 4 x, jak pokazano na obrazku 14.

Krok 1: Zmotoryzuj proces uszczelniania

Pierwszy krok w celu potwierdzenia dręczących części wystarczyłby do odtworzenia funkcji pistoletu do uszczelniania bez użycia istniejącego

pistolet uszczelniający, który byłby cięższy i bardziej skomplikowany w automatyzacji. Projekt obejmuje zestaw do ruchu liniowego Vex, silnik 393 i różne części do zbudowania pewnego rodzaju siłownika, który mógłby zdalnie wypychać krzem za pomocą kontrolera RC. Użyłem 36-zębowego koła zębatego o wysokiej wytrzymałości, aby zwiększyć moment obrotowy, który jest potrzebny do wepchnięcia tłoka w silikonową rurkę z większą siłą. Obraz projektu znajduje się poniżej, a użyte części vex są wymienione poniżej.

Krok 2: Zbuduj mechanikę do przodu i do tyłu

Teraz, gdy mechanizm tłoka działa, możemy dodać mechanizm do kontrolowania położenia rurki silikonowej za pomocą tłoka do przodu i do tyłu, co pomoże zrekompensować ograniczony ruch robota zbiornika na stromym dachu.

Krok 3: Montaż w górę lub w dół

W tym kroku budujemy mechanizm do przesuwania platformy tłoka w górę iw dół, który obejmuje teraz ciężar silikonowej rurki, dwa silniki Vex, dwa zestawy ruchu liniowego jeden dla tłoka, drugi dla ruchu do przodu, do tyłu i inne powiązane części, w zasadzie komponenty w kroku 1 i kroku 2.

Krok 4: Bu lewa i prawa mechanika

Robot czołgowy zajmuje 3 m/9,8 stopy na spadzistym dachu, przesuwając rurkę silikonową w dół, aby wstrzyknąć silikon w górę i zeskrobać go. Plastikowe bieżniki zbiornika nie mają ograniczonej przyczepności na nachyleniu 45˚, zapewniają wystarczającą kontrolę, aby ustawić zbiornik lekko w lewo lub w prawo. Przenoszenie zbiornika w górę iw dół dachu jest możliwe dzięki chowanej smyczy (smycz dla psa z blokadą).

Po umieszczeniu zbiornika na miejscu mechanizm rurki silikonowej może przesuwać się po szynie 30 cm/12 cali wbudowanej w zbiornik. Oznacza to, że bot może za jednym razem pokryć 30 cm uszczelnienia, zanim przeniesie zbiornik za pomocą linki, aby uszczelnić nowy obszar i tak dalej.

Krok 5: Zbuduj bazę zbiornika za pomocą elektroniki kontrolera

Użyłem podstawy czołgu, ponieważ w porównaniu z kołem, ponieważ zapewniało stabilną platformę z możliwością pewnej przyczepności, podczas gdy plastikowe bieżniki mają słabą przyczepność, co jest wystarczające dla obecnego projektu. Części do

Krok 6: Krok 6: Przymocuj i połącz platformę rurową z podstawą zbiornika

Platforma rurowa jest następnie mocowana do krawędzi zbiornika, położenie krawędzi zapewnia najlepszy odstęp od torów zbiornika i dostępność rurki silikonowej. dodanie balastu lub jakiegokolwiek ciężkiego metalowego przedmiotu po przeciwnej stronie platformy rurowej zapewni przeciwwagę, aby obie gąsienice czołgu były mocno uziemione.

Krok 7: Podłącz silniki do kontrolera PIC, kontroler Fine Tune RC

Na obrazku 14 6 silników jest podłączonych do portów IO na kontrolerze Pic w kontenerze Lock&Lock. Każdy port IO jest mapowany na kanał w nadajniku. Dla silników, które wymagają dokładniejszej kontroli, takich jak silnik suwaka poziomego, jak w kroku 4 i silniki bieżnika lewego prawego zbiornika.

GoPro jest przymocowany i umieszczony na zespole rurki, wskazując na dyszę. Kamera służy głównie do rejestrowania procesu i zapewniania punktu widzenia z powrotem do mojego iPhone'a, chociaż nie korzystałem z funkcji POV, łatwiej było fizycznie usiąść na krawędzi dachu, abym mógł zobaczyć i kontrolować, co robot robił.

Ten projekt można powielić za pomocą Adruino lub innego mikrokontrolera oraz odpowiedniego pilota WIFI lub pilota radiowego. Mechanika i części Vex są świetne i łatwe do prototypowania, nowsze silniki i system sterowania w gamie Vex V5 mają znaczne ulepszenia, inną alternatywą jest ServoCity.com, w której znajduje się szereg silników, szyn, wsporników itp. Wszystko, czego potrzebujesz do zbudowania mechaniki.

Następnie czystsza i bardziej uproszczona konstrukcja z czujnikami i możliwością dostarczania krzemu przez zespół rurowy na wysoką ścianę. Prawdziwe zdjęcia robota powyżej, wkrótce prześlę filmy.