RufRobot45: 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

RufRobot45 был построен для нанесения силикона / герметика на труднодоступную крышу со скатом под углом 45 °

Мотивация

Дождевая вода, просачивающаяся через потрескавшуюся стену в нашем доме, вызвала повреждение краски и стены, которое ухудшается после сильного дождя. После расследования я смог увидеть зазор от 1 до 1,5 см (около ½ дюйма) на длине секции крыши 3 м / 9,8 футов. Это пространство направляло дождевую воду с крыши под углом 45 ° (скат крыши 12/12) на боковую панель и вниз через потрескавшуюся стену. См. Изображение 1 ниже.

Я позвонил нескольким кровельщикам / экспертам по утечкам, чтобы получить их совет и оценить стоимость. Общие затраты на ремонт / устранение утечки будут составлять минимум 1200 долларов. В расценки включены расходы на монтаж канатов, предохранительные анкеры и страховку для покрытия кровельщика, пока они осматривают и устраняют утечку на труднодоступной крутой крыше под углом 45 °..

Приблизительная стоимость в 1200 долларов за такую простую вещь, как нанесение силикона / герметика на тюбик за 20 долларов, была слишком высокой, однако, когда вы в отчаянии, вы должны заплатить эту сумму, чтобы остановить продолжающееся повреждение.

Прежде чем принять какую-либо из цитат, я решил использовать свободное время во время изоляции Covid 19, чтобы попытаться отремонтировать, прежде всего, мне пришлось осмотреть крышу, чтобы увидеть, будет ли это выполнимый ремонт, который я могу выполнить самостоятельно.

Инспекционный робот

Для рискованного осмотра танк RC, прикрепленный тросом, вызвался отправиться по крутой крыше. Радиоуправляемый танк (Изображение 2) является прототипом окончательной конструкции. Построен из старых частей робота Vex (изображение 3), которые я лежал повсюду. Моторы Vex 393, гусеницы протектора танка, пульт дистанционного управления и трубы из ПВХ для шасси для проверки крыши.

Хотя это руководство не касается робота-инспектора, я включил изображение для тех, кому это интересно. На изображениях с GoPro виден длинный промежуток, где вода может стекать в сторону боковой стенки. см. изображение 1.

Процесс проектирования автоматического пистолета для уплотнения

Этот процесс проектирования может быть применен к силикону, клею или другому типу герметика, который наносится через трубку и сопло. Затем вам понадобится пистолет для уплотнения, простая металлическая рама для удержания трубки и поршня, пружина для приложения давления, рамка вокруг трубки, затем удерживайте пистолет для уплотнения и установите сопло трубки напротив зазора.

Поместите сопло вверх, вниз, вправо, вперед назад (оси X, Y, Z), чтобы следовать контуру и углу зазора. Зная все это, легче решить, что должен делать робот-конопатчик. Процесс был итеративным, после многих проб, проб и ошибок я смог полностью закрыть пробел и остановить утечку.

Чтобы лучше проиллюстрировать процесс проектирования, который могут воспроизвести другие, я смоделировал, анимировал и визуализировал изображения роботов с помощью Blender 3D. Более быстрый рендеринг стал возможен, если я выбрал Nvidia Cuda и графический процессор 1080TI вместо процессора в моей старой системе. Ниже приведены шаги по созданию робота.

Запасы:

Детали Vex для шага 1

• 1x направляющая 2x1x25 1x 12 дюймов длинная линейная направляющая (для плунжера).
• 1 x внешняя направляющая линейного слайдера
• 4 секции зубчатой рейки
• 2 x угловая вставка
• 1 x Vex 393 2-проводной двигатель и 1 x контроллер двигателя 29
• 1 х 60 зубьев высокопрочная шестерня (диаметр 2,58 дюйма)
• Металлическая шестерня 1 x 12 зубьев 3 x Втулка вала
• 1 х кронштейн коробки передач стойки
• 2 x высокопрочный вал диаметром 2 дюйма
• 3 плоских подшипника (разрежьте одну из них на 3 части и используйте их в качестве проставок)
• 2 x Plus Gusset 3 x 0,5 дюйма нейлоновые прокладки
• 1 х 0,375 дюйма нейлоновая прокладка Non Vex детали
• Зажим для шланга 2 x 4 дюйма (для удержания трубки на месте).

Детали Vex для шага 2

• 2 x Уголок 2x2x15
• 1 x Vex 393 2-проводной двигатель и 1 x контроллер двигателя 29
• 1 х червячный кронштейн с 4 отверстиями
• 1 х 12 зубчатая металлическая шестерня
• 1 x 36 зубчатая шестерня
• 2 x высокопрочный вал диаметром 2 дюйма
• 2 x воротник вала
• 1 x 12 "длинная линейная дорожка скольжения
• 3 секции зубчатой рейки
• 1 внутренняя тележка Linear Sider
• 2 x подшипник плоский

Детали Vex для шага 3

• 1 х стальная пластина
• 5x15 (Отрежьте ножницами по металлу или ножовкой до размеров 3,5 x 2,5 дюйма). Это будет основа для сборки силиконовой трубки.
• 1 x Vex 393 2-проводной двигатель и 1 x контроллер двигателя 29
• 1 х 60 зубьев высокопрочная шестерня (диаметр 2,58 дюйма)
• 1 х 12 зубчатая металлическая шестерня
• 4 x воротник вала
• 1 х червячный кронштейн с 4 отверстиями
• 2 x высокопрочный вал диаметром 2 дюйма
• 4 x подшипник плоский
• 2 x 2 дюйма стойки
• 1 х угловая вставка
• 1 х 0,5 дюйма нейлоновые прокладки

Детали Vex для шага 4

• 1 x Vex 393-2 провода двигателя и
• 1 х контроллер двигателя 29
• Высокопрочная шестерня 1 x 60 зубьев (диаметр 2,58 дюйма) На визуализированных изображениях показана шестерня с 36 зубьями для шага 4, после некоторых испытаний она была заменена шестерней с 60 зубьями, чтобы обеспечить больший крутящий момент, необходимый для увеличения веса механизма с силиконовой трубкой. наклон 45˚.
• 1 х 12 зубчатая металлическая шестерня
• 4 x воротник вала
• 1 х кронштейн коробки передач стойки
• 2 x высокопрочный вал диаметром 2 дюйма
• 3 плоских подшипника (разрежьте одну из них на 3 части и используйте их в качестве проставок)
• 2 x плюс ластовица
• Нейлоновые прокладки 7 x 0,5 дюйма
• 2 x угол 2x2x25 отверстие
• Стойки 4 x 1 дюйм
• 1x 17,5-дюймовая длинная линейная направляющая скольжения
• 2 внешних направляющих линейного слайдера
• 5 секций зубчатой рейки
• 1 х стальной C-образный канал
• 2x1x35 или стальной C-образный канал
• 1x5x1x25 (зависит от длины дорожки). Этот C-канал прикреплен к краю дорожки ближе к силиконовой трубке. Он выдерживает вес трубчатого механизма. В противном случае гусеница выйдет за пределы пластикового линейного слайдера.

Детали Vex для шага 5

• 2 x Vex 393, 2-проводный двигатель и 1 x контроллер двигателя 29
• 2 x 3 "высокопрочный вал
• 6 x подшипник плоский
• 2 х рельс 2 х 1 х 16
• 2 х рельс 2 х 1 х 25
• 8 x воротник вала
• 1 х комплект протектора танка
• 4 x 1 дюймовые стойки
• Контроллер Vex Pic-1 шт.

Я использовал держатель батареи Vex AA 6 для контроллера PIC, который обеспечивал достаточное напряжение и ток во время процесса сборки, однако я обнаружил, что батарейный блок AA не может обеспечить ток для питания 6 двигателей 393, особенно когда требуется крутящий момент. чтобы вставить поршень в силиконовую трубку. Чтобы обеспечить соответствующую мощность, я подключил две батареи 18650GA NCR (по 3500 мАч каждая) последовательно, чтобы обеспечить ~ 8 вольт, с двумя дополнительными батареями, подключенными параллельно для увеличения тока. С такой батареей у меня достаточно тока, чтобы управлять роботом, покрывающим 3 м конопатки. Я также использовал батарейный отсек 18650 4 x, как показано на изображении 14.

Шаг 1: моторизуйте процесс уплотнения

Первого шага по подтверждению проблемных частей будет достаточно, чтобы воспроизвести функцию пистолета для уплотнения без использования существующего

пистолет для уплотнения, который будет тяжелее и сложнее автоматизировать. Конструкция включает комплект линейного перемещения vex, двигатель 393 и различные детали для создания своего рода исполнительного механизма, который может удаленно выталкивать кремний с помощью контроллера RC. Я использовал высокопрочную шестерню с 36 зубьями, чтобы добавить больше крутящего момента, необходимого для того, чтобы толкать плунжер в силиконовой трубке с большей силой. Изображение дизайна ниже, а используемые части перечислены ниже.

Шаг 2: построение обратной механики

Теперь, когда плунжерный механизм работает, мы можем добавить механизм для управления положением силиконовой трубки с плунжером вперед и назад, это поможет компенсировать ограниченное движение танкового робота по крутой крыше.

Шаг 3: Сборка вверх или вниз

На этом этапе мы создаем механизм для перемещения платформы плунжера вверх и вниз, который теперь включает в себя вес силиконовой трубки, два двигателя Vex, два комплекта линейного перемещения, один для плунжера, другой для движения вперед, назад и других связанных частей, в основном компонентов на шаге 1 и шаге 2.

Шаг 4: механика левого и правого левых

Бак-бот покрывает 3 м / 9,8 фута на скатной крыше, сдвигая силиконовую трубку вниз, чтобы ввести силикон вверх и соскрести силикон. Пластиковые гусеницы бака не имеют ограниченного сцепления на уклоне 45˚, они обеспечивают достаточный контроль, чтобы расположить бак немного влево или вправо. Перемещение цистерны вверх и вниз по крыше возможно с помощью выдвижного троса (запираемый поводок).

Как только резервуар установлен на место, механизм силиконовой трубки может скользить по 30-сантиметровой / 12-дюймовой направляющей, встроенной в резервуар. Это означает, что бот может покрывать 30 см заделки за один раз, прежде чем перемещать резервуар с помощью троса, чтобы заделать новую область, и так далее.

Шаг 5: Создайте базу резервуара с электроникой контроллера

Я использовал основание бака, потому что против колесного, потому что оно обеспечивает стабильную платформу с возможностью некоторого сцепления, в то время как пластиковые гусеницы имеют плохую тягу, этого достаточно для нынешней конструкции. Запчасти для

Шаг 6: Шаг 6: прикрепите и подсоедините платформу для труб к основанию резервуара

Платформа для трубки затем прикрепляется к краю резервуара, положение края обеспечивает лучший зазор от гусениц резервуара и доступность для силиконовой трубки. Добавление балласта или любого тяжелого металлического предмета с противоположной стороны от платформы трубы обеспечит противовес, чтобы обе гусеницы цистерны были надежно заземлены.

Шаг 7: Подключите двигатели к PIC-контроллеру, настройте RC-контроллер

На изображении 14 6 двигателей подключены к портам ввода-вывода на контроллере Pic в контейнере Lock & Lock. Каждый порт ввода-вывода отображается на канал в передатчике. Для двигателей, которые требуют более точного управления, таких как двигатель горизонтального ползуна, как на шаге 4, и двигатели протектора левого правого бака.

GoPro прикрепляется и размещается на трубке, направленной на сопло. Камера предназначена в основном для записи процесса и обеспечения точки обзора для моего iPhone, хотя в итоге я не использовал возможность POV, было легче физически сидеть на краю крыши, чтобы я мог видеть и контролировать, что робот делал.

Этот проект можно воспроизвести с помощью Adruino или другого микроконтроллера, а также соответствующего WIFI или радиоуправления. Механика и детали Vex великолепны и легко прототипируются, более новые двигатели и система управления в линейке Vex V5 имеют значительные улучшения, другой альтернативой является ServoCity.com, они несут ряд двигателей, рельсов, кронштейнов и т. Д. Всего, что вам нужно для создания механики.

Затем более чистый и обтекаемый дизайн с датчиками и возможностью трубчатой сборки доставлять кремний на высокую стенку. Реальные изображения робота выше, я скоро выложу видео.